2、單排腳手架:只有一排立桿,小橫桿的另一端擱置在牆體上,構架形式上與雙排
架基本相同,但使用上有較多的限制:搭設高度不大於20 m;連線點的設定數量不得小於三步三跨一點,連線點採用具有抗拉壓作用的剛性構造。
3、連牆構造:對外腳手架的安全至關重要,若設定數量不足、構造不符合要求所造成的事故屢有發生,必須高度重視並確保其設定要求。
4、挑支結構:在以下情況使用:搭設單層腳手架,挑擴作業面,適應有陽台、挑篷及其它突出牆面構造情況下的腳手設定要求,設定部分解除安裝裝置以及搭設特殊形式的腳手架等。
二、扣件式鋼管腳手架設計及計算:
1、設計內容:
⑴、方案的選擇,在選用腳手架前認真閱讀設計檔案,熟悉施工工藝,然後從以下幾個方面考慮:腳手架的類別、腳手架的構架形式和尺寸、相應措施;
⑵、承載可靠性的驗算,包括:構架結構驗算,地基、基礎和其它支承結構的驗算,專用加工件驗算;
⑶、安全使用措施,包括:作業面的防護,整架和作業區域的防護,進行安全搭設、移動和拆除的措施,安全使用措施。
2、腳手架構架結構計算專案:⑴、構架的整體穩定性計算,可轉化為立桿穩定性計算;⑵、單肢立桿的穩定性計算;⑶、平杆的抗彎強度和撓度計算;⑷、連牆件的強度和穩定性驗算;⑸、抗傾覆驗算;⑹、懸掛件、挑支撐件的驗算。
3、每種腳手架的計算方法都不相同,下面以扣件式鋼管腳手架的計算方法為例
⑴、鋼管腳手架構造簡圖:見下圖1
⑵、荷載:包括施工荷載(操作人員和材料及其裝置等重力)和腳手架自重力。荷載的傳遞順序是:腳手板→小橫桿→大橫桿→立桿→底座→地基。
⑶、小橫桿計算:按簡支梁計算,
①、強度計算:按實際堆放位置的標準值計算其最大彎矩:。
②、撓度計算:將荷載換算成等效均布荷載:同時滿足規範jgj130-2001 tab5.1.8 [w]≤10mm;
③、符號意義: --大小橫桿的彎曲應力; --大、小橫桿的跨度;
mx--大、小橫桿計算的最大彎矩;wn --大、小橫桿的淨截面抵抗矩;
鋼管的抗彎、抗壓強度設計值,;w--受彎桿件的撓度;
[w] --受彎桿件的容許撓度;q --腳手板作用在小橫桿上的等效均布荷載;
--大小橫桿的截面慣性矩; --鋼材的彈性模量,2.06×105(mpa)。
⑷、大橫桿計算:按三跨連續梁計算,用小橫桿支座最大反力計算值,在最不利荷載布置計算其最大彎矩值,
1、 彎曲強度按下式:
2、 撓度計算:將標準值的最大反力值進行最不利荷載布置其最大彎矩值,然後換算成等效均布值:
③、符號意義:q --大橫桿上的等效均布荷載, 其它符號意義與小橫桿的符號相同。
⑸、腳手架立桿穩定性計算:
①、按圖式軸心受力格構式壓桿計,見圖2
不考慮風載時:,(其中n=1.2()
考慮風載時:
②、雙排腳手架單桿穩定性計算:
③、符號意義:以下所要查的表全部來自《簡明施工計算手冊》.
n--格構式壓桿的軸心壓力; ngk1--腳手架自重產生的軸力,查表7-5取值;
ngk2--腳手架附件及物品重產生的軸力,查表7-7取值;
nqk--乙個縱距內腳手架施工荷載標準值產生的軸力可由表7-7查取;
n1-腳手架的步距數,a --腳手架內外排立杆的毛截面積之和;
φ--格構式壓桿整體穩定係數,按換算長細比,查表7-8;
λx--格構式壓桿長細比,查表7-9,μ --換算長細比長係數,查表7-10;
kh--與腳手架高度有關的調整係數,當h時,取0.8,當h時,,h—腳手架高度;
ka--與立桿截面高度有關的調整係數,當內外排立杆均採用兩根鋼管組合時, ka =0.7;當內外排立杆為單根時取0.85;
m—風荷載對格構式壓桿產生的彎矩,;
q1--風荷載作用於格構式壓桿的線荷載;
a1--內排或外排的單排立桿危險截面的毛截面面積;
n1--不考慮風荷載時由n計算的內排或外排計算截面的軸心壓力;
h1--內排或外排立桿的迴轉半徑;
σm--操作處水平杆對立杆偏心傳力產生的附加應力,當施工荷載
⑹、腳手架與結構的連線計算:
①、連線件抗拉、抗壓強度按下式計算:
②、連線件與腳手架及主體結構的連線強度按下式計算:
③、符號意義: --風荷載作用對連牆點處產生的拉力或壓力,由下式計算
,h1、l1--連牆點的豎向及水平間距;w k--風荷載標準值,an --連線件的淨截面積;
[nvc] --連線件的抗壓或抗拉設計承載力,採用扣件時,[nvc] =6kn/只。
⑺、最大搭設高度:雙排扣件鋼管腳手架一般搭設高度不宜超過50m,超過時,應採取分段搭設或分段卸荷措施。
由地面起或挑樑上的每段腳手架最大搭設高度公式: 其中, --可由表7-11查取;h—腳手架的步距。
三、算例
鋼管φ48×3.5, wx =5075 mm3,ix =1.219×105 mm4,人群荷載:
2.0kn/ m2施工荷載:2.
0kn/ m2,風荷載:0.7kn/ m2
1、搭設高度計算:h=
=×1.5=56.5m
則最大允許搭設高度計算:hmax==56.5/(1+0.565)=36m
2、腳手架的穩定計算:
⑴、小橫桿:按簡支梁計算,間距1.2m,q1=(2.0+2.0)×1.2=4.8kn/m,
mx=1/8 q1l2=1/8×4.8×1.22=
σ= =0.864×1000/5.075 =170.2mpa<[σ]=205 mpa,可
fmax==5.4 mm<l/150 =8.0 mm,可
⑵、大橫桿:按三跨連續梁計算
mx=kmfl=0.213×2.88×103×1.2=
σ= =736.1×103/(5.075×10 3) =145mpa<[σ]=205 mpa,可
fmax===3.2 mm<l/150 =8.0 mm,可
⑶、立桿計算:b=1.2m,l=1.2m,h=1.5m
腳手架高34.6m為單管立桿,其折合步數n1=h/h=34.6/1.5=23步,
①、計算腳手架的整體穩定性:
a、求n值:ngk1=0.411kn,
n =1.2(n1 ngk1+ ngk2)+1.4 nqk=1.2(23×0.411+1.2×2.95)+1.4×10.5=30.3kn,
b、求φ值:查表,μ=20,λx=8.57,λcx=μλx=171,查表φ=0.218
c、驗算整體穩定性:因立杆為單根,ka=0.85,高度調整係數kh=1/(1+h/100)=0.74,
m=1/8q風h12=1/8×0.7×103×4.52=
則 =+=74.1 mpa
<kakhf=0.85×0.74×205=128.9 mpa,可
②、單根鋼管穩定性:
n1=1/2×1.2n1 ngk1+[(0.5× 1.0+0.35)/1.4]×(1.2ngk2+1.4 nqk)=16.66kn,
λ1==1500/15.94=94,查表φ1=0.634
取σm = 35mpa,單根鋼管截面積a1=489 mm2,
則 +σm =16.66×103/(0.634×489)+35=88.7mpa<kakhf=0.85×0.74×205=128.9 mpa,可
四、結束語
建築腳手架是施工作業中必不可少的手段、裝置,沒有它就難以進行施工作業和確保施工安全、進度,同時占用大量的資金。本文主要介紹了扣件式鋼管腳手架,具有重量輕、工效快、降低成本、經濟效益高等多方面的優點,而受到了施工單位的重視和大量使用。
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