計算依據:《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》jgj 130-2011
鋼管:采用φ48.3×3.6鋼管,參數:a=5.06cm2, i=1.59cm,w=5.26cm3,i=12.71cm4。
一、荷載
(1)作用于腳手架上的荷載:
永久荷載——腳手架自重(立桿、水平桿、剪刀撐及扣件)、構配件自重(腳手板、欄桿、擋腳板及安全網)
可變荷載——施工荷載(作業(yè)層上人員、器具和材料自重),風荷載
(2)荷載標準值
永久荷載標準值按每米立桿承受的結構自重標準值,查表(表3-1)采用或自行計算;構、配件自重見表3-2和表3-3。
可變荷載中的施工荷載見表3-4。
《扣件架》規(guī)范附錄a
表3-1 單、雙排腳手架立桿承受的每米結構自重標準值gk(kn/m)
注:φ48.3×3.6鋼管,扣件自重按本規(guī)范附錄a表a.0.4采用.表內中間可按線性插入計算。
表3-2 腳手板自重標準值
表3-3 欄桿、擋腳板自重標準值
表3-4 施工均布荷載標準值
注:當在雙排腳手架上同時有2個及以上操作層作業(yè)時,在同一個跨距內各操作層的施工均布荷載標準值總和不得超過5.0kn/m2。
可變荷載中的水平風荷載標準值:
式中wk——風荷載標準值(kn/m2);
z——風壓高度變化系數,按《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定采用;
s——腳手架風荷載體型系數,見表3-5。(最為關鍵)
w0——基本風壓(kn/m2),按《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定采用,取重現期n=10對應的風壓值。
在風荷載體型系數中,可將腳手架視為鋼管桁架。
表3-5 腳手架的風荷載體型系數μs
注:1)μstw值可將腳手架視為桁架,按國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定計算;
2)φ為擋風系數,φ=1.2an/aw,其中an為擋風面積;aw為迎風面積。敞開式腳手架的φ值宜按本規(guī)范附錄a表a.0.5采用。
3)密目式全封閉腳手架擋風系數φ不宜小于0.8。(常用密目式安全網)
二、關于μs 的計算
1.《建筑施工安全檢查標準》(jgj59)指出:“立網應該使用密目式安全網,其標準為每100cm2(10cm×10cm)的面積上,有2000個以上網目。”
2.在扣件式鋼管腳手架立面外側裝設了全封閉密目安全網以后,腳手架擋風系數φ的計算就包括了兩個方面:
(1)密目安全網的擋風系數φ1;
(2)架體本身的擋風系數φ2。(查規(guī)范附表,特殊情況才計算)
3.擋風系數φ的計算公式:
式中, φ1φ2/1.2為安全網與腳手架桿件重復計算部分,需扣除。
例:求安全網擋風系數φ1
例1:某扣件式鋼管腳手架,其外側立面采用全封閉安全網,安全網的網目密度為2300目/100cm2。每目孔隙面積a=1.3mm2,試計算該安全網的擋風系數φ1。
解:先將孔隙面積a換算成以cm2為單位,即:
a=1.3/100=0.013( cm2)
an=100-na=100-2 300×0.013=70.1( cm2)
aw=100 cm2(迎風面積)
代入公式得:
φ1=1.2an/aw=1.2×70.1/100=0.841。
4、荷載效應組合
三、設計計算
(1)腳手架設計計算的基本內容
① 縱向、橫向水平桿等受彎構件的強度和連接扣件的抗滑承載力計算;(縱向水平桿宜按三跨連續(xù)梁計算,橫向水平桿宜按簡支梁計算)。
②立桿的穩(wěn)定性計算。
③連墻件的強度、穩(wěn)定性和連接強度的計算。
④立桿地基承載力計算。
(2)扣件的承載力設計值
(3)腳手架立桿穩(wěn)定計算
不組合風荷載時:
組合風荷載時
n——計算立桿軸向力設計值
φ——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數
λ——長細比, λ=l0/i,l0=kμh 。
計算長度附加系數,其值取1.155,當驗算立桿允許長細比時,取k=1。
單、雙排腳手架立桿的計算長度系數μ
計算立桿段軸向力設計值
不組合風荷載時:
n=1.2(ng1k+ng2k)+1.4∑nqk
組合風荷載時:
n=1.2(ng1k+ng2k)+0.85×1.4∑nqk
式中 ng1k——腳手架結構自重標準值產生的軸向力;
ng2k ——構配件自重標準值產生的軸向力;
∑nqk——施工荷載標準值產生的軸向力總和,內、外立桿可按一縱距(跨)內施工荷載總和的1/2取值。
由風荷載產生的立桿段彎矩設計值mw,可按下式計算:
mw=0.9×1.4mwk=0.9×1.4(wkla)h2/10
式中:
mwk——風荷載產生的彎矩標準值(n·mm);
wk——風荷載標準值(kn/m2),
la——立桿縱距(m)。