05级《建筑安全技术》课件第9次.ppt
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- 建筑安全技术 05 建筑 安全技术 课件
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1、05级建筑安全技术课件第9次v5.2.4 5.2.4 型钢悬挑扣件式钢管脚手架设计计算实例型钢悬挑扣件式钢管脚手架设计计算实例 (一一)工程概况工程概况 某大厦项目建筑面积某大厦项目建筑面积28654m28654m2 2,地下,地下1 1层,地上层,地上1313层,裙房层,裙房4 4层,结构形式为框架层,结构形式为框架剪力墙结构,剪力墙结构,1 1层层的层高的层高4.50m4.50m,2-122-12层层高层层高3.40m3.40m,1313层层高层层高4.80m4.80m,女儿墙高度女儿墙高度1.50m1.50m,建筑总高度,建筑总高度(4.50+3.404.50+3.4011+4.80+1
2、.5011+4.80+1.50)=48.20m=48.20m。(二二)工程设计工程设计 本工程本工程5 5层以下采用全封闭双排外落地脚手架,层以下采用全封闭双排外落地脚手架,6 6层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架,在层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架,在6 6层楼面设层楼面设工字钢悬挑并加设钢丝绳斜拉结构。工字钢悬挑并加设钢丝绳斜拉结构。建筑安全技术建筑安全技术 (三三)脚手架工程搭设参数脚手架工程搭设参数 脚手架钢管选用脚手架钢管选用48483.53.5钢管;钢管;外挑工字钢采用工外挑工字钢采用工1818,长度为,长度为3.00m3.00m;固定工字钢固定工字钢 立杆纵向间距为立杆纵向间距为1
3、.80m1.80m,内立杆距外墙,内立杆距外墙0.35m0.35m,外,外立杆距外墙为立杆距外墙为1.40m1.40m,大横杆间距为,大横杆间距为1.50m1.50m,小横杆,小横杆长度为长度为1.50m1.50m。脚手架与建筑物连墙的拉结脚手架与建筑物连墙的拉结 6-12 6-12层的悬挑架高层的悬挑架高3.40m3.40m7=23.80m7=23.80m,加上,加上1313层层高度及高出屋面的女儿墙高度,总高度为高度及高出屋面的女儿墙高度,总高度为30.1m30.1m。建筑安全技术建筑安全技术 (四四)悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计 建筑安全技术建筑安全技
4、术hh脚手架立面图侧立面图 立杆立杆 纵向水平杆(大横杆)纵向水平杆(大横杆)横向水平杆(小横杆)横向水平杆(小横杆)剪力撑剪力撑 扫地杆扫地杆 横向斜撑横向斜撑 连墙件连墙件建筑安全技术建筑安全技术五、设计计算五、设计计算(一)(一)基本规定基本规定 1.1.对脚手架应进行设计计算的项目对脚手架应进行设计计算的项目 1 1)纵向、横向水平杆等受弯杆件的强度及连)纵向、横向水平杆等受弯杆件的强度及连接扣件的抗滑承载力计算;接扣件的抗滑承载力计算;2 2)立杆的稳定性计算;)立杆的稳定性计算;3 3)连墙件的强度、稳定性及连接的计算;)连墙件的强度、稳定性及连接的计算;4 4)立杆地基承载力计算
5、。)立杆地基承载力计算。建筑安全技术建筑安全技术 2.2.计算杆件的强度、稳定性和连接强度时,应采计算杆件的强度、稳定性和连接强度时,应采取荷载设计值。永久荷载分项系数取荷载设计值。永久荷载分项系数r rG G=1.2=1.2;可变荷载;可变荷载分项系数分项系数r rQ Q=1.4=1.4。3.3.计算立杆稳定性时,不考虑偏心距的影响。计算立杆稳定性时,不考虑偏心距的影响。4.4.当脚手架的施工荷载标准值不超过规范规定和当脚手架的施工荷载标准值不超过规范规定和构造尺寸属一般常规范围内时,可不计算大横杆和小构造尺寸属一般常规范围内时,可不计算大横杆和小横杆等受弯杆件项目。横杆等受弯杆件项目。建筑
6、安全技术建筑安全技术 (二)(二)纵向、横向水平杆计算纵向、横向水平杆计算 1.1.纵向水平杆按纵向水平杆按三跨连续梁三跨连续梁计算,横向水平杆计算,横向水平杆按按简支梁简支梁计算。计算。横向水平杆纵向水平杆立杆脚手板建筑物500b100150横向水平杆构造建筑安全技术建筑安全技术b350q1施工荷载,KN/mq2脚手板自重,KN/mq3横向水平杆自重,KN/m横向水平杆计算简图建筑安全技术建筑安全技术纵向水平杆计算简图lllP横向水平杆集中力q0纵向水平杆自重建筑安全技术建筑安全技术 2.2.抗弯强度计算式:抗弯强度计算式:=M/W f=M/W f M M弯矩设计值弯矩设计值 W W截面模量
7、截面模量 ff钢材抗弯强度设计值钢材抗弯强度设计值 3.3.弯矩设计值计算式:弯矩设计值计算式:M=1.2MM=1.2MGKGK+1.4M+1.4MQKQK式中式中:M:MGKGK脚手板自重标准值产生的弯矩脚手板自重标准值产生的弯矩 M MQKQK施工荷载标准值产生的弯矩施工荷载标准值产生的弯矩 4.4.挠度验算:挠度验算:式中式中 水平杆挠度水平杆挠度 容许挠度(容许挠度(L/150L/150每每10mm10mm)建筑安全技术建筑安全技术(三)立杆计算(三)立杆计算(不组合风荷载不组合风荷载)1.1.立杆的稳定计算公式(不组合风荷载时)立杆的稳定计算公式(不组合风荷载时)脚手架立杆稳定性计算
8、式为:脚手架立杆稳定性计算式为:N/AfN/Af式中:式中:NN计算立杆段的轴向力设计值;计算立杆段的轴向力设计值;A A钢管的横截面(查表);钢管的横截面(查表);轴心受压杆件的稳定系数(查表)轴心受压杆件的稳定系数(查表)2.2.计算计算N N值值 N=1.2(N N=1.2(NG1KG1K+N+NG2KG2K)+1.4N)+1.4NQKQK式中:式中:N NG1KG1K脚手架结构自重标准值产生的轴力;脚手架结构自重标准值产生的轴力;N NG2KG2K脚手架构配件自重标准值产生的轴力;脚手架构配件自重标准值产生的轴力;N NQKQK各层施工荷载标准值产生的轴力总和。各层施工荷载标准值产生的
9、轴力总和。建筑安全技术建筑安全技术4 4、计算、计算值值=l=l0 0/i=k/i=kl/il/i式中:式中:长细比长细比 l l杆件长度杆件长度 l l0 0杆件计算长度杆件计算长度 单杆计算长度系数(查表)单杆计算长度系数(查表)i i单杆截面回转半径(查表)单杆截面回转半径(查表)以上是以上是l l0 0=ll对单根立杆轴向受压的计算公式,对单根立杆轴向受压的计算公式,其中其中值是依据单根立杆两端约束情况进行选定。值是依据单根立杆两端约束情况进行选定。建筑安全技术建筑安全技术立杆计算长度系数立杆计算长度系数值值类别类别立杆横立杆横距距b(m)连墙件布置连墙件布置2h3l3h2l双排架双排
10、架1.052.301.551.502.551.601.702.751.80单排架单排架1.501.802.00建筑安全技术建筑安全技术(四四)立杆计算例题(不考虑风荷载)立杆计算例题(不考虑风荷载)某工程采用扣件式钢管脚手架进行装修施工,某工程采用扣件式钢管脚手架进行装修施工,双排架,搭设高度双排架,搭设高度H=40H=40m,立杆横距,立杆横距b=1.30m,b=1.30m,立杆纵立杆纵距距l=1.50l=1.50M,步距,步距h=1.50h=1.50M,铺木脚手板,铺木脚手板4 4层,同时施层,同时施工工2 2层,连墙件布置为两步三跨(层,连墙件布置为两步三跨(2h2h3l3l),脚手架)
11、,脚手架外侧立面采用密目网封闭,计算脚手架整体稳定。外侧立面采用密目网封闭,计算脚手架整体稳定。建筑安全技术建筑安全技术1.1.求求N N值值 N=1.2 N=1.2(N NG1KG1K+N+NG2KG2K)+1.4N+1.4NQKQK (1 1)其中,其中,(1 1)N NG1KG1K(一步一纵距结构自重全高(一步一纵距结构自重全高)每每m m立杆结构自重标准值立杆结构自重标准值g gk k查表,得出查表,得出g gk k=0.1394KN/m=0.1394KN/m,故,故 N NG1KG1K=40=400.1394=5.576KN0.1394=5.576KN (2 2)N NG2KG2K(
12、一纵距全高配件自重)(一纵距全高配件自重)建筑安全技术建筑安全技术4 4层脚手板:层脚手板:4 4(b+0.35)(b+0.35)l l0.350.35 =4 =4(1.30+0.35)(1.30+0.35)1.501.500.35 0.35 =3.465KN =3.465KN小横杆及扣件:小横杆及扣件:(4(41.751.750.0384)+(40.0384)+(42 20.015)0.015)=0.389KN =0.389KN栏杆及档脚板:栏杆及档脚板:2 2l l0.14=20.14=21.501.500.14=0.42KN0.14=0.42KN密目网:密目网:40401.501.500
13、.005=0.3KN0.005=0.3KN故:故:N NG2KG2K=3.465+0.389+0.42+0.3=4.574KN=3.465+0.389+0.42+0.3=4.574KN以上脚手架为里外立杆承重,按平均值:以上脚手架为里外立杆承重,按平均值:单立杆为单立杆为2.287KN2.287KN建筑安全技术建筑安全技术(3 3)N NQKQK(2KN/2KN/)两层同时施工:两层同时施工:NNQKQK=2=22=4KN/2=4KN/2 2NQK=1.50 NQK=1.50(1.30+0.35)(1.30+0.35)4 4 =9.9KN(=9.9KN(里、外立杆里、外立杆)按单根立杆:按单根
14、立杆:NQK=9.9/2=4.95KNNQK=9.9/2=4.95KN将各值代入公式(将各值代入公式(1 1):):N=1.2 N=1.2(5.576+2.287)+1.4(5.576+2.287)+1.44.954.95 =9.436+6.93=9.436+6.93=16.37KN16.37KN建筑安全技术建筑安全技术2.2.求求A A值(查表)值(查表)A=A=单根钢管截面单根钢管截面=4.89=4.892 2(489(4892 2)3.3.求求值值=l=l0 0/i=kuh/i/i=kuh/i k=1.155 u=1.55 h=1.50m=150 cm k=1.155 u=1.55 h=
15、1.50m=150 cm l l0 0=1.155=1.1551.551.55150=269 i=1.58 150=269 i=1.58 (查表)(查表)将以上各值代入公式:将以上各值代入公式:=269/1.58=170 =269/1.58=170 查表查表:=0.245=0.245建筑安全技术建筑安全技术4.4.判断其稳定性判断其稳定性 将将N N、A A值代入公式:值代入公式:N/A=16370/(0.245 N/A=16370/(0.245489)489)=137 N/mm =137 N/mm2 2 f=205 N/mmf=205 N/mm2 2(安全安全)通过以上稳定性计算,可以初步确
16、定搭设通过以上稳定性计算,可以初步确定搭设40 M40 M高高的装修架基本满足使用安全要求。的装修架基本满足使用安全要求。若计算结果出现若计算结果出现f f,还要改变设计重新计算,还要改变设计重新计算,可以通过以下措施进行:可以通过以下措施进行:(1 1)减少)减少N N值。可以通过减小立杆纵距或减小立值。可以通过减小立杆纵距或减小立杆横距;杆横距;(2 2)加大)加大值。可以通过减小步距或减小连墙值。可以通过减小步距或减小连墙件垂直间距;件垂直间距;(3 3)加大)加大A A值。改单管立杆为双管立杆。值。改单管立杆为双管立杆。建筑安全技术建筑安全技术(五)(五)立杆计算(立杆计算(组合风荷载
17、组合风荷载)1.1.风荷载的计算风荷载的计算 风荷载作用于脚手架外侧立面,主要表现为水平风荷载作用于脚手架外侧立面,主要表现为水平均布荷载。如果把脚手架放平,则脚手架就形成一根均布荷载。如果把脚手架放平,则脚手架就形成一根多跨连续梁,风荷载就是作用在连续梁上的均布荷载,多跨连续梁,风荷载就是作用在连续梁上的均布荷载,脚手架的连墙件就形成连续梁的支座。所以计算风荷脚手架的连墙件就形成连续梁的支座。所以计算风荷载对脚手架的影响,实际上即按计算一根载对脚手架的影响,实际上即按计算一根梁的抗弯能梁的抗弯能力公式:力公式:=M=Mw w/W/W,式中,式中M Mw w即为立杆段由风荷载设计即为立杆段由风
18、荷载设计值产生的弯矩;值产生的弯矩;W W 即为钢管截面的抗弯系数(截面模即为钢管截面的抗弯系数(截面模量)。量)。建筑安全技术建筑安全技术2.2.立杆的稳定计算公式(组合风荷载时)立杆的稳定计算公式(组合风荷载时)组合风荷载时立杆的稳定计算公式为:组合风荷载时立杆的稳定计算公式为:N/A+MN/A+Mw w/Wf/Wf公式前半部分即轴向力的作用,后半部分即风荷载公式前半部分即轴向力的作用,后半部分即风荷载对脚手架的影响。把两部分荷载效应叠加,即脚手对脚手架的影响。把两部分荷载效应叠加,即脚手架计算稳定性组合风荷载进的计算公式。架计算稳定性组合风荷载进的计算公式。建筑安全技术建筑安全技术3.3
19、.计算计算N N值值N=1.2N=1.2(N NG1KG1K+N+NG2KG2K)+0.85+0.851.4N1.4NQKQK式中式中0.850.85为组合系数(风荷载与施工荷载组合时,为组合系数(风荷载与施工荷载组合时,同时出现最大值的可能性很小)。同时出现最大值的可能性很小)。4.4.计算计算M Mw w值值由风荷载设计值产生的立杆段弯矩计算公式为:由风荷载设计值产生的立杆段弯矩计算公式为:M Mw w=0.85=0.851.4M1.4MWKWK=0.85=0.851.4W1.4WK Klhlh2 2/10/10式中:式中:M MWKWK风荷载标准值产生的弯矩;风荷载标准值产生的弯矩;W
20、WK K风荷载标准值(见前面风荷载标准值)风荷载标准值(见前面风荷载标准值)l l立杆纵距立杆纵距 h h步距步距建筑安全技术建筑安全技术(六)(六)组合风荷载组合风荷载时立杆计算例题时立杆计算例题 条件:同前例题,验算组合风荷载时,脚手架整条件:同前例题,验算组合风荷载时,脚手架整体稳定体稳定 建筑安全技术建筑安全技术(七)(七)连墙件计算连墙件计算 1.1.连墙件的连墙件的轴向力设计值轴向力设计值计算公式为:计算公式为:N=N N=NW W+N+N0 0式中:式中:N NW W连墙杆由风荷载产生的轴向力设计值;连墙杆由风荷载产生的轴向力设计值;N N0 0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的
21、连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(单排架取轴向力(单排架取3KN,3KN,双排架取双排架取5KN5KN)2.2.计算计算N NW WN NW W=1.4W=1.4WK KAAW W式中:式中:A AW W每个连墙件覆盖脚手架的迎风面积。每个连墙件覆盖脚手架的迎风面积。3.3.验算连墙件连接强度(抗滑移承载力)。验算连墙件连接强度(抗滑移承载力)。建筑安全技术建筑安全技术(八)立杆地基承载力的计算(八)立杆地基承载力的计算 脚手架荷载通过立杆传给底座最后传递到地基。脚手架荷载通过立杆传给底座最后传递到地基。作用于地基表面单位面积上的压力称基底压力,基底作用于地基表面单位面积上的压力称基底
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