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钢管脚手计算单(1.5m)

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钢管脚手计算单(1.5m)_第1页
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主塔钢管脚手架计算单一、 钢管脚手的构造:主塔采用双排封闭式钢管脚手钢管脚手主要由钢管和扣件组成,钢管采用外径48mm、壁厚3.5mm的无缝钢管,扣件包括直角、回转和对接扣件整个脚手架系统由脚手板、小横杆、大横杆、立杆和剪刀撑、拉撑杆以及连接它们的扣件组成主塔高度84.883m,主塔钢管脚手架搭设高度85.5m立杆横距为1.2m,纵距1.2~1.3m,大横杆步距1.5m(即层高),内立杆离塔身距离在桥纵向为1.0m,桥横向为0.9m剪刀撑在脚手架两端双跨内布置,并与地面成450角脚手架在竖向每隔6m设连墙杆与塔身拉接二、 钢管脚手构件的有关参数 —钢管的抗弯、抗压强度设计值,=205N/mm2;A1—单根钢管截面面积,A1=3.14*(4.8-0.35)*0.35=4.89cm2Wn—钢管的净截面抵抗矩,Wn=3.14*(4.83-4.14/4.8)/32=5.08cm3I— 钢管的截面惯性矩,I=3.14*(4.84-4.14)/64=12.19cm4i—钢管截面回转半径,i=b—立杆横距,b=1.2m;L—立杆纵距,L=1.2m;h—步距,h=1.5m;H1—连墙杆的竖向间距,H1=6m;L1—连墙杆的水平间距,L1=1.2m;三、 荷载作用在脚手架上的荷载主要有:施工荷载(操作人员和材料极其设备等重力)、脚手架自重力、风荷载等,荷载的传递顺序是:脚手板→小横杆→大横杆→立杆→承台(或托架)。

1. 小横杆小横杆间距与立杆的纵距相同为1.2m,跨度与立杆的横距相同为1.2m小横杆承受脚手架工作面上的施工荷载,施工荷载标准值取3.0KN/m2,则作用在小横杆上的线荷载为:q=3.0*1.2*1.2/1.2=3.6KN/m,2. 大横杆大横杆的跨度为1.2m,主要承受提升塔拄模板时的荷载,根据提升模板位置的不同,其所受集中力的大小和作用点也有所变化,最不利荷载为提升大面模板时大面模板自重N1=1622.9kg,[20槽钢扁担重量N2=4*22.63*8=724.2kg,由4根大横杆承担,吊点靠近一侧的大横杆,距离为0.5m,距另一根大横杆为4.5m则受力较大的横杆所受集中力为P=(1.4*1622.9*4.5/5+1.2*724.2/2)/2=1239.7kg=12.4KN3. 立杆 对于单根立杆,其荷载主要由以下三部分组成:一步一纵距的钢管、扣件重力 NGK1=0.380KN(见表1)一个纵距的附设构件及物品重力 NGK2=3.877KN(见表2)一个立杆纵距的施工荷载标准值 NQK=5.94KN (见表3)4. 风荷载作用于脚手架上的水平风荷载标准值,按以下公式计算:wk—风荷载标准值(KN/m2)wk=0.7uzusw0uz—风压高度变化系数us—脚手架风荷载体型系数w0—基本风压(KN/m2)钢管脚手架的整体稳定性按能够抵御12级台风考虑,根据有关资料,12级台风的风压值在664.2pa以上(距地面10m高度处的10min平均风压强度),桥址区基本风压值取w0=0.8Kpa,风速与高度的关系见下表:高度(m)0.5121632100风速(m/s)2.42.83.34.75.58.210m高度处风速:3.3+[(4.7-3.3)/(16-2)]*(10-2)=4.180m高度处风速:5.5+[(8.2-5.5)/(100-32)]*(80-32)=7.4风压高度变化系数uz=7.4/4.1=1.8脚手架风荷载体型系数us=1.2An/Aw=1.2*(1.5+1.2)*0.048/1.5*1.2=0.086其中An为挡风面积,Aw为迎风面积。

则wk=0.7uzusw0=0.7*1.8*0.086*0.8=0.09Kpa四、 单根钢管立杆高度的确定立杆所能承受的轴力 =46.388 KN(见表6)由地面起或托架上的每段脚手架最大搭设高度按下式计算:,其中KA—与立杆截面有关的调整系数,当内外排立杆均采用两根钢管组合时,取KA=0.7;内外立杆均为单根时,KA=0.85最大允许搭设高度:单根钢管允许搭设高度为42.6m 脚手架总高度85.5m,故采用分段搭设方案:分5层搭设,各层高度分别为25.5m+15m+15m+15m+15m =85.5m第一层搭设高度25.5m,其中底部12m高度用双根钢管作立杆,剩余13.5m为单根钢管;上部的三层脚手,分别支撑在由塔身挑出的托架上因托架附着在塔身上,第一层钢管脚手实际搭设高度约为40.5m五、 脚手架的强度、刚度和稳定性计算1. 小横杆作用在小横杆上的均布线荷载为: q=3.6KN/m,按简支梁计算:Mmax=ql2/8=3.6*1.22/8=0.648KN·m<f=205Mpa(可)<l/150=8mm2. 大横杆提升模板的大横杆采用双根截面,并在集中力两侧各15cm处设八字形钢管加劲,按简支梁计算:M=pl/4=12.4*0.3/4=0.93KN·m<f=205Mpa3. 立杆(1)立杆的整体稳定性计算因为第一层脚手架底部双根立杆受力最大,故对第一层立杆进行整体稳定性验算。

第一层上部28.5m为单管立杆,其折合步数n1=28.5/1.5=19步,下部双管立杆的高度为12m,折合步数n1,=12/1.5=8步①求N值:每一步一个纵距脚手架的自重N’GK1、N为 :N’GK1= NGK1+2*1.5*0.0384+4*0.014 =0.380+0.115+0.056=0.551KN式中第一项为单根钢管立杆时一步一纵距的钢管及扣件重量,后2项为双根钢管立杆所增加的钢管及扣件重量N=1.2(n1 NGK1+ n1,N’GK1+ NGK2)+1.4 NQK =1.2(19*0.380+8*0.511+3.877)+1.4*5.94 =26.5KN②求值:脚手架与主塔连接点竖向间距H1=6.0m,格构式压杆的长细比λx==10由b=1.2m,H1=6.0m查得轴心受压构件的换算长细比系数μ=19(表5) λ0x=μλx=19*10=190由λ0x=190,查得稳定性系数=0.193(表4)③验算整体稳定性:整体稳定性采用以下公式计算KA KH ≥KA—与立杆截面有关的调整系数,当内外排立杆均采用两根钢管组合时,取KA=0.7;内外立杆均为单根时,KA=0.85。

KH—与脚手架高度有关的调整系数;当H≤25m时,取0.8;H>25m时,KH按下式计算:KH=因立杆为双钢管,H =45m,所以KA=0.7,KH=,则 KA KH =0.7*0.712*205=102.2Mpa>70.2Mpa(安全)考虑风载时,按以下公式计算:M—风荷载作用对格构式压杆产生的弯矩,M=,KN·m;wk—风荷载标准值(KN/m2);L—立杆纵距,m;h—立杆步距,m;M==0.029KN·m;=102.2Mpa(安全)(2) 立杆的局部稳定性验算单根钢管最不利步距位置为由第一层顶部向下数37.5m处往上的一个步距,最不利立杆为内立杆,除承受钢管、扣件重力NGK1、附设构件及物品重力 NGK2和施工荷载标准值NQK外,还承受提升模板时的集中力P其轴向力为N1= =1/2(1.2*19*0.380+1.2*3.877+1.4*5.94+12.4) =17.0KN由λ1=h/ī=1500/15.78=95.1,查得单根立杆的轴心受压稳定性系数1=0.607,(表4)施工荷载QK=3.0KN/m2,施工面上水平杆对立杆偏心传力产生的附加应力为:σm=55N/mm2;对于单管立杆KA=0.85则KA KH =0.85*0.712*205=124.1Mpa>112.3pa(安全)对于双根钢管<=102.2Mpa(安全)4. 脚手架与塔身的连接计算连墙杆与脚手架及塔身的连接强度按下式计算:Nt(Nc)≤[]Nt(Nc)—风荷载作用对连墙点处产生的拉力或压力;[]—连接件的抗压或抗拉设计承载力,此处采用扣件,[]=6KN/只;Nt(Nc)=H1L1ωk=6*1.2*0.8=5.76KN< []=6KN (安全)附表一步一纵距的钢管、扣件重力NGK1(KN) 表1立杆纵距L(m)步距h(m)1.21.351.501.802.001.20.3510.3660.3800.4110.4311.50.3800.3960.4110.4420.4631.80.4090.4250.4410.4740.4962.00.4290.4450.4620.4950.517脚手架1个立杆纵距的附设构件及物品重力NGK2(KN)表2立杆横距b(m)立杆纵距L(m)脚手架上脚手板铺设层数2层4层6层1.051.21.3722.3603.3481.51.7152.9504.1851.82.0583.5405.0222.02.2863.9335.5801.301.21.5492.7133.8771.51.9363.3914.8471.82.3234.0695.8162.02.5814.5216.4621.551.21.7253.0664.4061.52.1563.8325.5081.82.5874.5986.6092.02.8755.1097.344注:本表根据脚手板0.3KN/m2,操作层的挡脚板0.036KN/m,护栏0.0376KN/m,安全网0.049KN/m(沿脚手架纵向)计算。

1个立杆纵距的施工荷载标准值产生的轴力NQK(KN)表3立杆横距b(m)立杆纵距L(m)均布施工荷载(KN/m2)1.52.03.04.05.01.051.22.523.365.046.728.401.53.154.206.308.4010.501.83.785.047.5610.0812.602.04.205.608.4011.2014.001.301.22.973.965.947.929.901.53.714.957.439.9012.381.84.465.948.9111.8014.852.04.956.609.9013.2016.501.551.23.124.566.849.1211.401.54.285.708.5511.4014.251.85.136.8410.2613.6817.102.05.707.6011.4015.2019.00轴心受压构件的稳定性系数φ(Q235钢) 表4λ012345678901.0000.9970.995。

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