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按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》进行设计计算初探

  
评论: 更新日期:2008年05月13日

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注:①脚手板的辅设按《规范》7.3.12条规范,自顶层作业层往下每隔12m满铺一层,共计5层,其自重为(5×125×1.05×1.5×0.5)N;里立杆还需加上外伸300mm部分的自重,其值为:(0.3×1.5×0.3×2)kN。

②栏杆在每步架的外立杆上设置,施工作业层设置两道,其余各层设置一道,共计30疲乏。自重为(38.4×15×30)N;

③脚手踢脚板为180mm高的木脚手板档板,自重为(350×1.5×0.18×2)N;

④安全网自重力(5×1.5×50)N。

(4) 计算外立杆施工荷载标准值产生的辅向力总和(注:当计算里立杆时还应加上外伸部分的荷载)

=3×1.5×1.05×2/2=4.725kN

(5) 计算底层外立杆的轴向力设计值N

N=1.2(NG1K=NG2K)=0.85×1.4

=16.45kN

(6) 计算底层外立杆稳定性

查有知,

N/A=Mw/W=16450/(0.185×489)+21.63=203.5N/mm2<f=205N/mm2

(7) 按稳定性计算脚手架最大搭设高度H。

=

=48353mm≈48m>26m,所以还应按公式

〔H〕=Hs/(1+0.001Hs)进行调整:

〔H〕=Hs/(1+0.001Hs)=45m

所以该脚手架的最大搭设高度为45m,即Hs≤45m。

2. 3 连墙件计算(以45m高处进行计算)5m,

(1) 计算连墙件轴向力设计值N1

μz=1.3, μs=0.72

wk=0.7×1.3×0.72×0.7=0.46kN/m2

Nlw=1.4·wk·Aw

=1.4×0.46×(2×1.8×3×1.5)=10.433kN

No=5kN

∴Nl=Nlw+No=15.433kN

(2) 计算连墙件稳定承载力

∵l=500mm,∴λ=l/I=70/1.58=44,

查表知=0.827

∴NlA=15433/(0.912×489)

=36.2N/mm2<f=205N/mm2

(3) 计算扣件的抗滑移承载力

直角扣件的抗滑移设计值Rc=8kN<N1=15.433kN,所以抗滑移承载力不满足要求,可以减小连墙件的设置间距,也可采用两只直角扣件与脚手架的内外立杆连接。

(4) 连墙件与墙体连接侧的钢管净截面强度计算和预埋钢筋的抗剪承载力计算

钢管的净截面强度计算:

σ=Nl/(A-2×d×t)

=15433/(489-2×20×3.5)=44.22N/mm2

<f=205N/mm2

预埋钢筋抗剪强度验算:

τ=4Nl/(2πd2)=24.6N/mm2<125N/mm2

满足要求。

2.4立杆地基承载力计算

(1) 计算地基承载力设计值

kc=0.5,fgk=0.18N/mm2

fg=kc·fgk=0.5×0.18=0.09N/mm2

(2) 计算立杆基础底面平均压力p有效基础底面积取0.25m2

p=N/a=16450.250000=0.0658(N/mm2)

∵p<fg,∴地基满足要求。

3. 设计注意事项

(1) 新颁《规范》中对永久荷载、可变荷载的定义与以往参考资料中的相关定义有所区别。新颁《规范》中将架体的构、配件自重,包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重作为永久荷载,而在《建筑施工脚手架实用手册》中这一部分荷载是作为可变荷载考虑的。这使得荷载的取值更加合理,更加便于理解。

(2) 在进行基础设计时应根据工程的实际地质情况进行严格的设计计算,对回填土的质量必须严格要求,需要时应改作灰土或沙石土夯填,并有防雨水浸泡措施;以防止基础在荷载和雨水的作用下产生显著沉降。基础施工完后应组织技术人员进行验收,合格后方可进行下道工序的施工。

(3) 从上例的计算过程中我们可以看出,新颁《规范》对连墙件的设计提出了严格的要求。例如,目前工程中普遍采用钢管扣件作为连墙件,其间距通常为两步三跨或三步三跨,当采用单扣件作为连接时,每个扣件的最大抗滑承载力只有8kN,减去连墙件约束架平体平面外的变形所产生的轴向力5 kN,每个连墙件所能承受的风荷载只有3 kN,显然这种连墙件在一些高层脚手架的设计中就无法满足规范的要求。所以,就应考虑缩小连墙件的间距,或者采用更可靠的连墙件。此外,高层脚手架的连墙件可以把上部和下部分开设计,采用不同的连墙间距,这样会更经济。

(4) 纵、横水平杆的设计应根据工程中的实际塔设情况进行计算。例如,当脚手板是直接固定在横向水平杆上,纵向水平杆作为横向水平杆的支座时,荷载的传递路径就和本例中有所区别,其纵、横向水平杆件的设计计算简图也不同。所以,应根据实际情况进行计算。 (周忠玉 陈同存)

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