6.11.1 縱向、橫向水平桿，縱向、橫向掃地桿（擱柵桿）
6.11.2 拉撐桿
6.11.3 腳手板（笆）
7? 設(shè)計計算
??? 一、參數(shù)信息:
??????? 1.腳手架參數(shù)
??????? 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.6米，立桿的橫距為1.8米，立桿的步距為1.60 米；
??????? 計算的腳手架搭設(shè)高度為 H≤24m/段 米，立桿采用單立管；
??????? 內(nèi)排架距離墻長度為0.35米；
??????? 大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2；
??????? 采用的鋼管類型為 Φ48×3.2；
??????? 橫桿與立桿連接方式為單扣件；扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.80；
??????? 連墻件采用每層四角頂撐；
??????? 2.活荷載參數(shù)
??????? 施工荷載均布參數(shù)(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；
??????? 同時施工層數(shù):2；
??????? 3.靜荷載參數(shù)
??????? 每米立桿數(shù)承受的結(jié)構(gòu)自重標準(kN/m2):0.1248；
??????? 腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m2):0.150；
??????? 安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):9；
??????? 腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿竹笆片；
??????? 4.水平懸挑支撐梁
??????? 懸挑水平鋼梁采用[16號工字鋼] 。
??? 二、大橫桿的計算:
??????? 大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。
??????? 按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。
??????? 1.均布荷載值計算
??????? 大橫桿的自重標準值:P1=0.035 kN/m ；
??????? 腳手板的荷載標準值:P2=0.300×0.800/(2+1)=0.080 kN/m ；
??????? 活荷載標準值: Q=3.000×0.800/(2+1)=0.800 kN/m；
??????? 靜荷載的計算值: q1=1.2×0.035+1.2×0.080=0.138 kN/m；
??????? 活荷載的計算值: q2=1.4×0.800=1.120 kN/m；
????????????? 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)
??????????????? 大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)
??????? 2.強度計算
??????? 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩
??????? 跨中最大彎距計算公式如下:
??????? 跨中最大彎距為M1max=0.08×0.138×1.5002+0.10×1.120×1.5002 =0.277 kN.m；
??????? 支座最大彎距計算公式如下:
??????? 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.138×1.5002-0.117×1.120×1.5002 =-0.326 kN.m；
??????? 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：
??????? σ=Max(0.277×106,0.326×106)/4730.0=68.922 N/mm2；
??????? 大橫桿的抗彎強度:σ= 68.922 N/mm2 小于 [f]=205.0 N/mm2。滿足要求！
??????? 3.撓度計算:
??????? 最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度
??????? 計算公式如下：
??????? 靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.035+0.080=0.115 kN/m；
??????? 活荷載標準值: q2= Q =0.800 kN/m；
??????? 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度
??????? V= 0.677×0.115×1500.04/(100×2.06×105×113600.0)+0.990×0.800???????
?????????? ×1500.04/(100×2.06×105×113600.0) = 1.882 mm；
??????? 腳手板,縱向、受彎構(gòu)件的容許撓度為 l/150與10 mm 請參考規(guī)范表5.1.8。
??????? 大橫桿的最大撓度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,滿足要求!
??? 三、小橫桿的計算:
??????? 小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。
???????? 用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。
??????? 1.荷載值計算
??????? 大橫桿的自重標準值：p1= 0.035×1.500 = 0.053 kN；
??????? 腳手板的荷載標準值：P2=0.300×0.800×1.500/(2+1)=0.120 kN；
????????????? 活荷載標準值：Q=3.000×0.800×1.500/(2+1) =1.200 kN；
????????????? 荷載的計算值: P=1.2×(0.053+0.120)+1.4 ×1.200 = 1.888 kN；
????????????????????????????? 小橫桿計算簡圖
??????? 2.強度計算
??????? 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和
??????? 均布荷載最大彎矩計算公式如下:
??????? Mqmax = 1.2×0.035×0.8002/8 = 0.003 kN.m；
??????? 集中荷載最大彎矩計算公式如下:
??????? Mpmax = 1.888×0.800/3 = 0.503 kN.m ；
??????? 最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.507 kN.m；
??????? σ = M / W = 0.507×106/4730.000=107.144 N/mm2 ；
??????? 小橫桿的計算強度小于 205.000 N/mm2,滿足要求！
??????? 3.撓度計算
??????? 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和
??????? 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:
??????? Vqmax=5×0.035×800.04/(384×2.060×105×113600.000) = 0.008 mm ；
??????? P2 = p1 + p2 + Q = 0.053+0.120+1.200 = 1.373 kN；
??????? 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:
??????? Vpmax = 1373.100×800.0×(3×800.02-4×800.02/9 ) /(72×2.060×105
??????? ×113600.0) = 1.066 mm；
??????? 最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.008+1.066 = 1.074 mm；
??????? 小橫桿的最大撓度小于 (800.000/150)=5.333 與 10 mm,滿足要求!；
??? 四、扣件抗滑力的計算:
??????? 按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，
??????? 該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN。
??????? 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):
?????????????????????????????????????? R ≤ Rc???
??????? 其中 Rc -- 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取6.40 kN；
????????????? R -- 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；
??????? 橫桿的自重標準值: P1 = 0.035×0.800=0.028 kN；
??????? 腳手板的荷載標準值: P2 = 0.300×0.800×1.500/2=0.180 kN；
??????? 活荷載標準值: Q = 3.000×0.800×1.500 /2 = 1.800 kN；
??????? 荷載的計算值: R=1.2×(0.028+0.180)+1.4×1.800=2.770 kN；
??????? R < 6.40 kN , 單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求!?
??? 五、立桿的穩(wěn)定性計算:
??????? 不組合風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為：
??????? 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =11.786 kN；
??????? 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；
??????? 計算長度附加系數(shù) ：K = 1.155 ；
??????? 計算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得 ：U = 1.500
??????? 計算長度 ,由公式 lo = kuh 確定 ：lo = 3.119 m；
??????????????? Lo/i = 196.000 ；
??????? 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ= 0.188 ；
??????? 立桿凈截面面積 ： A = 4.50 cm2；
??????? 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm3；
??????? 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：[f] =205.000 N/mm2；
??????? σ = 11786.000/(0.188×450.000)=139.311 N/mm2；
??????? 立桿穩(wěn)定性計算 σ = 139.311 小于 [f] = 205.000 N/mm2 滿足要求！
??????? 考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式
??????? 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =11.030 kN；
??????? 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；
??????? 計算長度附加系數(shù) ： K = 1.155 ；
??????? 計算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得 ：U = 1.500
??????? 計算長度 ,由公式 lo = kuh 確定：lo = 3.119 m；
??????????????? Lo/i = 196.000 ；
??????? 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：φ= 0.188
??????? 立桿凈截面面積 ： A = 4.50 cm2；
??????? 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm3；
??????? 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：[f] =205.000 N/mm2；
??????? σ = 11029.680/(0.188×450.000)+323870.400/4730.000 = 198.846 N/mm2；
??????? 立桿穩(wěn)定性計算 σ = 198.846 小于 [f] = 205.000 N/mm2 滿足要求！
??? 六、懸挑梁的受力計算:
??????? 懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。
??????? 水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130.00 cm4，截面抵抗矩W = 141.00 cm3，截面積A = 26.10 cm2。
??????? 受腳手架集中荷載 N=1.2×5.621 +1.4×3.600 = 11.786 kN；
??????? 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.100×0.0001×78.500 = 0.246 kN/m；
??????? 各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為
??????? R[1] = 17.307 kN；
??????? R[2] = 7.085 kN；
??????? R[3] = -0.083 kN。
??????? 最大彎矩 Mmax= 1.773 kN.m；
??????? 截面應(yīng)力? σ =M/1.05W+N/A= 1.773×106 /( 1.05 ×141000.0 )+
?????????????????? 0.000×103 / 2610.0 = 11.974 N/mm2；
??????? 水平支撐梁的計算強度 σ =11.974 小于 215.000 N/mm2,滿足要求！
??? 七、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算:
??????? 水平鋼梁采用[16號工字鋼,計算公式如下
??????? 其中φb -- 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：
??????? 經(jīng)過計算得到強度 φb = 570 ×9.9×88.0× 235? /( 1000.0×160.0×235.0) = 3.10
??????? 由于φb大于0.6，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值為0.979。
??????? 經(jīng)過計算得到強度 σ = 1.773×106 /( 0.979×141000.00 )= 12.841 N/mm2；
??????? 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 σ = 12.841 小于 [f] = 215.000 N/mm2 ,滿足要求!
附圖：
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