建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.docx
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5设计计算
5.1基本设计规定
5.1.1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:
1纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件抗滑承载力计算;
2立杆的稳定性计算;
3连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;
4立杆地基承载力计算。
5.1.2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。
永久荷载分项系数应取1.2,可变荷载分项系数应取1.4。
5.1.3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,应采用荷载效应标准组合的设计值。
各类荷载分项系数均应取1.0。
5.1.4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,立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响。
5.1.5当采用本规范第6.1.1条规定的构造尺寸,其相应杆件可不再进行设计计算。
但连墙件、立杆地基承载力等仍应根据实际荷载进行设计计算。
5.1.6钢材的强度设计值与弹性模量应按表5.1.6采用。
表5.1.6 钢材的强度设计值与弹性模量(N/mm2)
5.1.7扣件、底座、可调托撑的承载力设计值应按表5.1.7采用。
表5.1.7 扣件、底座、可调托撑的承载力设计值(kN)
项目
承载力设计值
对接扣件(抗滑)
3.20
直角扣件、旋转扣件(抗滑)
8.00
底座(受压)、可调托撑(受压)
40.00
5.1.8受弯构件的挠度不应超过表5.1.8中规定的容许值。
表5.1.8 受弯构件的容许挠度
构件类别
容许挠度[v]
脚手板、脚手架纵向、横向水平杆
l/150与mm
脚手架悬挑受弯杆件
l/400
型负悬挑脚手架悬挑梁
l/250
注:
l为受弯构件的跨度。
对悬挑杆件为其悬伸长度的2倍。
5.1.9受压、受拉构件的长细比不应超过表5.1.9中规定的容许值。
表5.1.9 受压、受拉构件的容许长细比
构件类别
容许长细比[λ]
立杆
双排架
满堂支撑架
210
单排架
230
满堂脚手架
250
横向斜撑、剪刀撑中的压杆
250
拉杆
350
5.2单、双排脚手架计算
5.2.1纵向、横向水平杆的抗弯强度应按下式计算:
σ=M/W≤f(5.2.1)
式中
σ——弯曲正应力;
M——弯矩设计值(N·mm),应按本规范第5.2.2条的规定计算;
W——截面模量(mm3),应本规范附录B表B.0.1采用;
f——钢材的抗弯强度设计值(N/mm2),应按本规范表5.1.6采用。
5.2.2纵向、横向水平杆弯矩设计值,应按下式计算:
M=1.2MGk+1.4ΣMQk(5.2.2)
式中:
MGk——脚手板自重产生的弯矩标准值(kN·m);
MQk——施工荷载产生的弯矩标准值(kN·m)。
5.2.3纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定:
v≤[v](5.2.3)
式中:
v——挠度(mm);
[v]——容许挠度,应按本规范表5.1.8采用。
5.2.4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la;横向水平杆宜按简支梁计算,计算跨度l0可按图5.2.4采用
图5.2.4横向水平杆计算跨度
1―横向水平杆;2―纵向水平杆;3―立杆
5.2.5纵向或横向水平与立杆连接时,其扣件的抗滑承载力应符合下式规定:
R≤Rc(5.2.5)
式中:
R——纵向或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,应按本规范表5.1.7采用。
5.2.6立杆的稳定性应按下列公式计算:
不组合风荷载时:
N/φA≦f(5.2.6-1)
组合风荷载时:
N/φA+Mw/W≦f(5.2.6-1)
式中:
N——计算立杆的轴向力设计值(N),应按本规范式(5.2.7-1)、式(5.2.7-2)计算;
φ——轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ由本规范附录A珍A.0.6取值;
λ——长细比,λ=l0/I;
l0——计算长度(mm),应按本规范式第5.2.8条的规定计算;
i——截面回转半径,可按本规范附录B表B.0.1采用;
A——立杆截面面积(mm2),可按本规范附录B表B.0.1采用;
Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩(N·mm),可按本规范式(5.2.9)计算;
f——钢材的抗压强度设计值(N/mm2),应按本规范表5.1.6用。
5.2.7计算立杆段的轴向力设计值N,应按下列公式计算:
不组合风荷载时
N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4ΣNQk(5.3.2-1)
组合风荷载时
N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85×1.4ΣNQk(5.3.2-2)
式中:
NG1k——脚手架结构自重产生的轴向力标准值;
NG2k——构配件自重产生的轴向力标准值;
ΣNQk——施工荷载产生的轴向力标准值总和,内、外立杆各按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
5.2.8立杆计算长度l0应按下式计算:
l0=kμh(5.2.8)
式中:
k——计算长度附加系数,其值取1.155,当验算立杆允许长细比时,取k=1;
μ——考虑单、双脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按表5.2.8采用;
h——步距。
表5.2.8 单、双排脚手架立杆的计算长度系数μ
5.2.9由风荷载产生的立杆段弯矩设计值Mw,可按下式计算:
Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωklah2/10(5.2.9)
式中:
Mwk——风荷载产生的弯矩标准值(N·mm);
ww——风荷载标准值(kN/m2),应按本规范式(4.2.5)式计算;
la——立杆纵距(m)。
5.2.10单、双排脚手架立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定:
1当脚手架搭设尺寸采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距时,应计算底层立杆段;
2当脚手架的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距有变化时,除计算底层立杆段外,还必须对出现最大步距或最大立杆纵距、立杆横距、连墙件间距等部位的立杆段进行验算;
5.2.11单、双排脚手架的可搭设高度[H]应按下列公式计算,并应取较小值:
1不组合风荷载时
(5.2.11-1)
2组合风荷载时:
(5.2.11-2)
式中:
[H]——脚手架允许搭设高度(m);
gk——立杆承受的每米结构自重标准值(kN/m),可按本规范附录A表A.0.1采用。
5.3.12连墙件杆件的强度及稳定应满足下列公式的要求:
强度:
(5.2.12-1)
稳定:
(5.2.12-2)
(5.2.12-3)
式中:
σ——连墙件应力值(N/mm2);
Ac——连墙件的净截面面积(mm2)
A——连墙件的毛截面面积(mm2)
Nl——连墙件轴向力设计值(N);
Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值,应按本规范第5.2.13条的规定计算;
N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力。
单排架取2Kn,双排架取3kN)
φ——连墙件的稳定系数,应根据连墙件长细比按本规范附录A表A.1.6取值。
f——连墙件钢材的强度设计值(N/mm2),应按本规范表5.0.6采用。
5.2.13由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值,应按下式计算:
(5.2.13)
式中:
Aw——单个连墙件所覆盖的脚手架外侧的迎风面积。
5.2.14连墙件与脚手架、连墙件与建筑结构连接的承载力应按下式计算:
Ni≤Nv (5.2.14)
式中:
Nw连墙件与脚手架、连墙件与建筑结构连接的受拉(压)承载力设计值,应根据相应规范规定计算。
5.2.15当采用钢管扣件做连墙件时,扣件抗滑承载力的验算,应满足下式要求:
Nl≤Rc(5.2.15)
式中:
Rc——扣件抗滑承载力设计值,一个直角扣件应取8.0kN。
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