智能机器人研发中心脚手架施工方案(落地式双排扣件式)(4)

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4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1248；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150； 安全设施与安全网(kN/m2):0.005；

脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板； 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038； 脚手板铺设总层数:16；

5.地基参数

地基土类型:砂土；地基承载力标准值(kPa):160.00； 立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。

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二、大横杆的计算:

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；

脚手板的自重标准值:P2=0.3×0.9/(2+1)=0.09 kN/m ； 活荷载标准值: Q=3×0.9/(2+1)=0.9 kN/m；

静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.09=0.154 kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.4×0.9=1.26 kN/m；

图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

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图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2

跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.154×1.52+0.10×1.26×1.52 =0.311 kN·m； 支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2

支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.154×1.52-0.117×1.26×1.52 =-0.366 kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： σ =Max(0.311×106,0.366×106)/5080=72.047 N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为 σ = 72.047 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2，满足要求！

3.挠度验算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下：

νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.09=0.128 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.9 kN/m； 最大挠度计算值为：ν =

0.677×0.128×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.9×15004/(100×2.06×105×121900) 铸造精品工程 展示铁军风采

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= 1.972 mm；

大横杆的最大挠度 1.972 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！

三、小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值：p1= 0.038×1.5 = 0.058 kN； 脚手板的自重标准值：P2=0.3×0.9×1.5/(2+1)=0.135 kN； 活荷载标准值：Q=3×0.9×1.5/(2+1) =1.350 kN；

集中荷载的设计值: P=1.2×(0.058+0.135)+1.4 ×1.35 = 2.121 kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = ql2/8

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Mqmax = 1.2×0.038×0.92/8 = 0.005 kN·m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/3

Mpmax = 2.121×0.9/3 = 0.636 kN·m ； 最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.641 kN·m；

最大应力计算值 σ = M / W = 0.641×106/5080=126.181 N/mm2 ；

小横杆的最大弯曲应力 σ =126.181 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: νqmax = 5ql4/384EI

νqmax=5×0.038×9004/(384×2.06×105×121900) = 0.013 mm ；

大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.135+1.35 = 1.543 kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: νpmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI

νpmax = 1542.6×900×(3×9002-4×9002/9 ) /(72×2.06×105×121900) = 1.59 mm； 最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.013+1.59 = 1.603 mm；

小横杆的最大挠度为 1.603 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900/150=6与10 mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

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