扣件式单双排钢管落地脚手架的设计计算.ppt

二 扣件式单双排钢管落地脚手架的设计计算,2.1基本设计规定,先依据使用要求，按照的构造要求，初步设计出脚手架的构架结构,对初步设计出的脚手架构架进行验算(即设计计算),验算合格且经济合理,不合格,付诸使用,2.1.1单双排脚手架的设计步骤,2.1.2单双排扣件式钢管脚手架的计算内容,(1)脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计。可只进行下列设计计算：纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；立杆的稳定计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；立杆地基承载力计算。,(2)计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。,(3)脚手架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。 (4)当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时，立杆稳定计算可不考虑此偏心距的影响。 (5)当敞开式脚手架的设计尺寸符合下表规定，构造符合规定；扣件螺栓扭力矩不小于40Nm，不大于65Nm时，可只进行连墙件、立杆地基承载力的设计计算。只有当上述前提条件全部满足时，方可按此规定简化设计计算。,(6)仅在下列情况下，建筑施工脚手架才可采用单排脚手架：建筑物高度不超过24m，墙体厚度大于180mm，且不是空心墙、加气块墙等轻质墙，砌筑砂浆强度等级大于M1.0的砖墙。在其他情况下，均应采用双排脚手架。 (7)在基本风压不大于0.35kN/m2地区，对于仅有栏杆和挡脚板的敞开式脚手架，当连墙件覆盖面积不大于30m2，并符合下列规定时，在立杆稳定计算中，因风荷载产生的附加应力小于设计强度的5，故可忽略不计。,连墙件数量的设置除应满足本规范外，还应满足：,除满足以上要求外，连墙件的布置应符合下列规定：宜靠近主节点设置偏离主节点的距离不应大于300mm；应从底层第一步纵向水平杆处开始设置当该处设置有困难时应采用其它可靠措施固定；宜优先采用菱形布置也可采用方形矩形布置；一字型开口型脚手架的两端必须设置连墙件连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高并不应大于4m（两步）；对高度在24m以下的单、双排脚手架宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式，严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件；对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与；建筑物可靠连接 连墙件的构造应符合下列规定：连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用上斜连接；连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。采用拉筋必须配用顶撑，顶撑应可靠地顶在混凝土圈梁、柱等结构部位。拉筋应采用两根以上直径4mm的钢丝拧成一股使用时不应少于2股，亦可采用直径不小于6mm的钢筋；当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑抛撑。应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45度到60度之间；连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除；架高超过40m且有风涡流作用时，应采取抗上升翻流作用的连墙措施。,2.1.3脚手架构配件的力学特性,(1)钢材的强度设计值与弹性模量应按表2.1-1采用。,钢材的强度设计值与弹性模量(N/mm2) 表2.1-1,(2)扣件、底座的承载力设计值应按表2.1-2采用。,扣件、底座的承载力设计值(kN) 表2.1-2,注：扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40Nm，且不应大于65 Nm。,(3)受弯构件的挠度不应超过表2.13中规定的容许值。,受弯构件的容许挠度 表2.1-3,(4)受压、受拉构件的长细比不应超过表2.1-4中规定的容许值。,受压、受拉构件的容许长细比 表2.1-4,注：1.计算 时 ，立杆的计算长度按 计算，但 值取1.00。本表中其他杆件的计算长度 按 计算。,(5)针叶树种木材的强度设计值及弹性模量，应按表2.15和表2.1-6采用，即先按表2.15查得强度等级，再依强度等级按表2.1-6查取强度设计值和弹性模量。,针叶树种木材适用的强度等级 表2.1-5,木材的强度设计值和弹性模量(Nmm2) 表2.1-6,注：1、表中的强度设计值和弹性模量，应乘以不同使用条件下的调整系数和不同设计使用年限时的调整系数。脚手架的使用条件为露天环境，强度设计值应取0.9的调整系数，弹性模量应取0.85的调整系数；脚手板的使用年限在5年以内，强度设计值及弹性模量均取1.1的调整系数；,2.1.4脚手架构配件设计计算的几何参数(1)钢管截面的几何参数按表2.1-7采用。,钢管截面的几何参数 表2.1-7,(2)木板截面的几何参数按表2.18采用。,2.2纵横水平杆及脚手板计算,2.2.1计算方法的相关规定(1)纵向、横向水平杆及木脚手板的抗弯强度按下式计算：,式中 弯矩设计值； 截面模量，按表2.1-7和表2.1-8采用； 对于纵向、横向水平杆，为钢材的抗弯强度设计值，按表2.11采用；对于木脚手板，为针叶树种木材的抗弯强度设计值，按表2.1-6采用。,M值应按下式计算：,式中 脚手板自重标准值和钢管、扣件自重标准值产生的弯矩。脚手板自重标准值、钢管和扣件的自重标准值分别按第1.1.2条第l款的第l、2项采用； 施工荷载标准值产生的弯矩。施工荷载标准值应按第1.1.3条采用。,(2)纵向、横向水平杆及脚手板的挠度应符合下式规定：,式中 挠度； 容许挠度，按表2.1-3采用。,计算纵向、横向水平杆的内力与挠度时，纵向水平杆宜按三跨连续梁计算，计算跨度取纵距 。横向水平杆宜按简支梁计算，计算跨度 如按下列规定采用：单排脚手架 ；双排脚手架 。 为脚手架的横距。计算脚手板的内力和挠度时，应根据实际跨数，单跨时宜按简支梁计算，双跨时宜按双跨连续梁计算，三跨及多跨时宜按三跨连续梁计算，计算跨度l0取横向水平杆的间距。,(3)纵向或横向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力应符合下式规定：,式中 R纵、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； Rc扣件抗滑承载力设计值，按表2.1-2采用。,2.2.2脚手板计算,脚手板的内力和挠度计算按以下计算简图（如下）和公式进行计算：,(位于跨中),(位于支座B处),(位于两端跨中),(位于B、C支座处),(位于两端跨中),计算时，如的计量单位取mm，q的计量单位取Nmm。(1)木脚手板可承受的施工均布活荷载最大限值，可按表2.2-1和表2.2-2查取（见教材）。,规范规定，木脚手板厚度不应小于50mm，并规定结构脚手架和装饰脚手架的施工均布活荷载标准值分别为3kNm2和2kNm2，可能有人会认为过于保守。其实不然，这是因为：木材属非均质材料，选料时稍有疏忽，便会留下极大隐患；脚手板属易损周转用料，大多情况下又用之于露天环境周转过程中，强度难免出现较大幅度的降低，有时甚至会因非正常的使用方法而造成很大的损害而又不一定能被肉眼及时发现；在特殊情况下，木脚手板的实际使用跨度可能远远大出表中所列跨度；木脚手板常常用于高空作业，如产生破坏，后果是不堪设想的。因此，我们不但不应对规范的相关规定产生怀疑，而且还应该对木脚板的使用状况和完好状态进行严格的监控。,(2)冲压钢脚手板的截面尺寸、截面特性及可承受的施工均布活荷载最大限值。冲压钢脚手板的截面尺寸及截面特性： a.冲压钢脚手板的截面尺寸(图2.2-2，表2.23)。,图2.2-2,冲压钢脚手板规格 表2.2-3,b.冲压钢脚手板的截面特性(表2.2-4)。,冲压钢脚手板可承受的施工均布荷载最大限值。按表2.2-5采用。,(3)竹串片及竹笆脚手板可承受的施工均布活荷载最大限值，是无法由计算确定的，只能通过载荷试验予以确定。实践证明，只要按规范要求使用，对于普通脚手架，脚手板一般是不必计算的。,2.2.3横向水平杆计算,(1)一般横向水平杆计算按以下计算简图和公式计算(图2.2-3)： 按横向水平杆的抗弯强度和容许挠度计算，脚手板上可承受的施工均布活荷载的最大限值见教材。,图2.2-3,横向水平杆还有一种受力状态，如图2.2-4所示： 在这种受力状况下，当脚手板上的施工均布活荷载为前一种计算中的数值时，横向水平杆的弯矩和挠度，均比单纯的筒支梁小，所以安全度也更好。,图2.2-4,(2)采用竹笆脚手板的横向水平杆计算： 具体构造见下图，采用竹笆脚手板的横向水平杆按以下计算简图(图2.25)和公式计算。 计算简图(图2.2-5)：,笆脚手板的横向水平杆计算简图(图2.25),以上计算简图中，P1、P2是由纵向水平杆传至横向水平杆上的集中荷载。 采用竹笆脚手板时，确保横杆安全的施工均布活荷载的最大限值见教材(适用于竹笆脚手板)。,计算公式见教材,2.2.4纵向水平杆计算,(1)一般脚手架纵向水平杆计算：一般脚手架的纵向水平杆，应按三跨梁计算，实际计算简图如图2.2-6所示。,如按实际计算简图，则计算变得很繁复。鉴于此偏心距离对计算结果影响甚微，可不必刻意考虑。由于直接作用于支座上的集中荷载并不产生弯矩和挠度，而仅对支座反力产生影响，所以在计算弯矩和挠度时，可视同于不存在。这样，就可对计算简图作进一步简化。简化后的实用计算简图如图2.27所示，最大限值见教材。,图2.2-7纵平杆实用计算简图,(中间支座处) 或,(端跨中),(在端跨中),(2)使用竹笆脚手板的脚手架纵向水平杆计算： 使用竹笆脚手板的脚手架纵向水平杆是直接支承脚手板的重量及其所承受的活载的。 计算应按三跨梁计算，计算简图及计算公式如下图所示,2.2.5连接扣件的抗滑计算 (1)保证木、冲压钢板、竹串片脚手板扣件抗滑承载力安全的施工均布活荷载最大限值（见于教材）。 (2)保证竹笆脚手板扣件抗滑承载力安全的施工均布荷载最大限值(见于教材)。,验算连墙杆风荷载作用于每个连墙杆的轴向力：NL=1.44wKAW