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扣件式鋼管腳手架風荷載標準值計算

2015-04-09 09:12:26 SystemMaster 點擊數:

在編製扣件式鋼管腳手架安全施工組織設計時,作用於腳手架的水平風荷載,往往是計算的難點之一。我們依據《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》的有關規定,對風荷載的計算參數進行分析,找出規律性的內涵,以便準確地計算,確保施工安全。

 

腳手架規範第4.2.3條規定:作用於腳手架的水平風荷載標準值,應按下式計算:

 

ωk=0.7μzμsω0

 

式中ωk——風荷載標準值;

 

μz——風壓高度變化係數;

 

μs——腳手架風荷載體型係數;

 

ω0——基本風壓。

 

計算風荷載標準值除修正係數外,還有三個參數,現分析歸納如下:

 

一、基本風壓ω0及修正係數

 

基本風壓ω0應按荷載規範“全國基本風壓分布圖”的規定采用。

 

荷載規範規定:風荷載標準值即ωk=βzμzμzω0,即風荷載標準值中還應乘以風振係數βz,以考慮風壓脈動對高層建築結構的影響。腳手架規範編製時,考慮到腳手架附著在主體結構上,故取βz=1。

 

荷載規範規定的基本風壓是根據重現期為30年確定的,而腳手架使用期較短,碰到強勁風的概率相對要小得多,基本風壓ω0乘以0.7修正係數是參考英國腳手架標準計算確定的。

 

二、風壓高度變化係數μz

 

荷載規範規定:風壓高度變化係數,應根據地麵粗糙度類別按《荷載規範》采取。

 

地麵粗糙度可分為A、B、C三類

 

A類指近海海麵、海島、海岸、湖岸及沙漠地區;

 

B類指田野、鄉村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的中、小城鎮和大城市郊區

 

C類指有密集建築群的大城市市區。

 

選用風壓高度變化係數,應注重以下兩種情況:

 

1.立杆穩定計算,應取離地麵5m高度計算風壓高度變化係數。經計算,風荷載雖然在腳手架頂部最大,但此處腳和架結構所產生的軸壓力很小,雖較小,但腳手架自重產生的軸壓力接近最大,綜合計算值最大。根據以上分析,立杆穩定性計算部位為底部。

 

2.連牆件計算,應取腳手架上部計算風壓高度變化係數。連牆件的軸向力設計值與風壓高度變化係數成正比函數關係,即架體升高,風壓高度變化係數增大,連牆作軸向力設計值隨之增大,架體頂部達到最大。連牆件穩定承載力及扣件抗滑承載力驗算,應取連牆件最大軸向力設計值。

 

三、風荷載體型係數μs

 

風荷載體型係數按《腳手架規範》4.2.4規定計算。

 

1.密目式安全立網全封閉及半封閉單、雙排腳手架風荷載體型係數

 

哈爾濱建築工程學院編的《建築施工專職安全人員繼續教育培訓班培訓資料》,對密目工安全立網全封閉腳手架擋風係數計算如下:根據國標《密目式安全網》5.2.1條規定:網目密度不應低於800目/100cm2。設100cm2網目,目數為N>800目,經計算,其擋風麵積與迎風麵積比值即An/Aw=0.54,擋風係數φ=1.2×0.54=0.648。

 

背靠建築物為全封閉牆:μs=1.0φ0.648

 

背靠建築物為敞開、框架和開洞牆:

 

μs=1.3φ0.8424

 

密目式安全立網半封閉腳手架的風荷載體型係數同全封閉腳手架。

 

目前建築工地使用的密目式安全立網,是建設部規定的網目密度不低於2000目/100cm2的立網,應按此規定執行。

 

2.敞開式單、雙排腳手架風荷載體型係數

 

按腳手架規範表4.2.4規定采用

 

依據上述規定,敞開式腳手架風荷載體型係數計算公式為:

 

單排腳手架μs=φμs

 

雙排腳手架

 

擋風係數φ值計算

 

1)直接按腳手架規範附錄A表A-3查表采用。

 

2)按腳手架規範條文說明規定的計算公式計算

 

桁架構件的體型係數μs值計算

 

按荷載規範表6.3.1第36項規定計算:

 

“全國基本風壓分布圖”中,基本風壓最大地區ω0=0.75kN/m2,故φ48mm鋼管腳手架整體計算時,桁架構件的體型係數μs=1.2。

 

雙排腳手架係數μ值計算

 

μ值按荷載規範表6.3.1第32項查表選用。b/h為腳手架立杆橫距與立杆步距的比值,即Lb/h0。

 

四、計算實例

 

某高層建築,位於濟南市郊區,框架結構,采用扣件式雙排鋼管腳手架施工,鋼管規格為φ48×3.5mm,腳手架搭設高度50m,搭設尺寸,立杆縱距La=1.5m,立杆橫距Lb=1.2m,步距h=1.8m,連牆杆設置為二步三跨。要求計算:1.腳手架用密目安全立網全封閉;2.腳手架敞開式,兩種情況,離地麵5m及50m高度風荷載標準值。

 

1.全封閉腳手架

 

查“全國基本風壓分布圖”,濟南地區基本風壓ω0=0.35kN/m2。

 

查荷載規範表6.2.1,大城市郊區,地麵粗糙度B類,離地麵5m高度μz=0.8,50m高度μz=1.67。

 

背靠建築物為框架結構,偏於安全計算,取擋風係數φ=1.0,

 

μs=1.3φ=1.3。

 

離地麵5m高度,ωk=0.7×0.8×1.3×0.35=0.2548kN/m2;

 

離地麵50m高度,ωk=0.7×1.67×1.3×0.35=0.5319kN/m2。

 

2.敞開式腳手架

 

基本風壓及風壓高度變化係數同全封閉腳手架。

 

由腳手架規範附錄A表A-3查擋風係數φ=0.089。

 

由荷載規範表6.3.1第32項查表,n=2,lb/h=1.2/1.8<1,φ<0.1,η=1。

 

查荷載規範表6.3.1第36項ω0d2=0.35×0.0482=0.0008<0.002,桁架杆件的體型係數ηs=1.2。

 

=0.089×1.2×=0.2136

 

離地麵5m高度,ωk=0.7×0.8×0.2136×0.35=0.0419kN/m2;

 

離地麵50m高度,ωk=0.7×0.167×0.2136×0.35=0.0874kN/m2,

 

綜上所述,為準確、快速地計算扣件式鋼管腳手架風荷載標準值,本文將有關規範條文、計算公式、表格及數據歸納綜合,以供讀者參考。

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