外墙悬挑脚手架设计的计算分析

(一)构造设计

1、材料:

主要采用外径48毫米、壁厚3.5毫米的钢管,其材质应符合GB700-793号钢的技术条件。扣件式联接采用铸铁扣件,应采用KT-33-8可锻铸铁扣件,绝对不能用铅丝绑扎。材料部门定货采购的钢管、扣件等,必须规格统一,材质优良,并应有出厂证明书和合格证书。连墙件的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235—A级钢的规定。

2、构造:

脚手架立杆纵距1.50米,横距1.00米,步高为2.10米,共六步架,高约15米左右。里排立杆离墙面20厘米,小横楞里端离墙面15厘米,另一端伸出牵杠外边15厘米。大横楞每步4根,上铺脚手片。脚手架的外侧,每步均在外立杆里侧设0.2米高踢脚杆和1米高防护栏杆,外挂安全网。脚手架与主体结构的拉撑,水平方向每二根立杆间距(3.0米),垂直方向每二步(3.60米)设一拉撑点,拉撑连杆用钢管,与脚手架垂直,拉撑在立杆与横楞交接处。沿脚手架纵向两端和转角处起,在脚手架外侧面每隔6米(水平距离)左右用斜杆搭成剪刀撑。自下而上循序连续设置,斜杆用长钢管与水平成45°或60°夹角。钢管搭接长度不小于40厘米。

三角挑架采用φ48×3.5mm钢管,大小横杆、立杆及斜杆均为φ48×3.5mm钢管。

悬挑脚手架安装和拆除的施工顺序相反。安装时,先安装三角挑架,再安装其上部脚手架。拆除时反之。

(二)算与验算

1、荷载

(1)荷载

操作层上均布活荷载q1=3KN/m2

钢管φ48×3.5mmq2=0.0384KN/m2

脚手板均布荷载q3=0.30KN/m2

扣件q4=0.0135KN/只

安全网q5=0.0025KN/m2

风荷载及雪荷载对脚手架的影响极小,忽略不计。

(2)计算单位内作用于三角挑架上的集中力F

(考虑到一步架操作)

F=1.0×1.5×3×1.0×1.5×0.3+(1.3×6+1.5×6×6+3×2+9.4+11+3.8)×0.0384+37×0.0135+1.5×15×0.0025=9.1(KN)

按里外立杆0.45和0.55系数分配,作用于内外立杆上的集中力F1和F2.

F1=0.45F=4.14KN

F2=0.55F=5.1KN

取N=5.1KN

2、受力计算

查表

根据力矩平衡对C点取矩

ΣMc=RAV×C-N×a=0

则RAV=对A点取矩,ΣMA=RB×COSa×L-N×b=0

RB=

其中COSa=

则RB=对B点取矩,ΣMB=RAH×L-N×b-N×C=0

RAH=而AC杆最大弯矩在D处,则

Mmax=RAV×b4.25×0.2=0.85(KN.m)

剪力Q在A最大,则

Qmax=RAV=4.25(KN)

3、验算:

⑴计算参数

钢管φ48×3.5mm,净载面面积An=48

9mm2,净载面抵抗矩Wn=5.08×103mm3,截面惯性矩I=12.19×104mm4,回转半径i=15.78mm,抗拉、抗压、抗弯设计强度f=170N/mm2,抗剪设计强度fV=100N/mm2.单个旋转扣件抗破坏力17KN,单个直角扣件抗破坏力25KN.

⑵验算

BC杆:

a、抗压强度

σ=RB/An;f,其中RB=6.28KN;17KN

σ=RB/An=(6.28×103N)/489mm2=12.8KN/mm2;f=170N/mm2

因此,BC杆抗压强度满足要求,且扣件抗破坏强度也满足要求。

B、刚度

查表,钢管φ48×35mm受压长细比限值[λ]=200,而BC杆长细比:

λmax=L./I(/I=(/15.78

=160.3<[λ]=200

BC杆刚满足要求,杆件稳定。

AC杆:

A、抗弯强度

Σ=M/rWn=Mmax/rWn=)0.85×106)/(1.25×5.08×103)=145.5N/mm2;f=170N/mm2

抗弯强度满足要求。

b、抗剪强度

τ=V.S/lb

τ=2×;fV=100N/mm2

抗剪强度满足要求。

综上所述,本三角挑架满足要求,完全可以使用。