Buis- en klemsteigers zijn een veelgebruikt type steigersysteem dat bestaat uit stalen of aluminium buizen en klemmen (ook wel koppelingen of fittingen genoemd) om de buizen met elkaar te verbinden. Steigers met buizen en koppelingen zijn gebruikelijk in de bouwsector, waar goedkope en betrouwbare tijdelijke constructies nodig zijn om een ​​efficiënte constructie mogelijk te maken.

Bij steigers verwijst een koppelstuk naar een fitting die wordt gebruikt om twee steigerdelen met elkaar te verbinden. Koppelingen zijn er in verschillende soorten en opties.

Voor het verbinden van horizontale en verticale steigerbuizen worden haakse klemmen gebruikt en voor het verbinden van schoren met de constructie worden draaibare klemmen gebruikt. Doorlopende klemmen zoals mofkoppelingen of scharnierpenkoppelingen kunnen worden gebruikt om een ​​recht stuk steiger te verlengen. Een schroefvijzel (ook wel verstelbare poot genoemd) kan worden gebruikt als startbasis voor steigers met een verstelbare hoogte zodat ook op oneffen ondergrond een vlakke steiger kan worden gerealiseerd.

Standaard steigerbuis heeft een 48.3 mm (1.900 inch) buitendiameter (VAN) en de meeste klemmen zijn ontworpen voor deze standaardafmetingen.

In de gewichtscapaciteitscalculator van de steiger zijn de opgenomen aansluitingen afhankelijk van de ontwerpnorm waarnaar wordt verwezen en wat is opgenomen in de bepalingen van die ontwerpnorm.

De BS-EN 12811-1:2003 Bijlage C geeft karakteristieke waarden van de weerstanden voor de volgende koppelingen:

• Haakse koppeling
• Wrijvingstype mouwkoppeling
• Draaibare koppeling
• Parallelle koppeling

Deze koppelingen zijn onderverdeeld in klasse A- en klasse B-koppelingen, waarbij de karakteristieke sterkte voor elk wordt gegeven met betrekking tot het soort belasting dat ze kunnen dragen. Een gedeeltelijke veiligheidsfactor van 1.5 wordt vervolgens gebruikt om rekening te houden met de variabiliteit van de belasting en een gedeeltelijke veiligheidsfactor van 1.1 wordt gebruikt voor weerstandsvariabiliteit. Bijvoorbeeld, een haakse koppeling van klasse A heeft een karakteristieke slipweerstand van 10.0 kN. We kunnen dan een werklastlimiet van bepalen 10 / (1.1 * 1.5) = 6.1 kN voor haakse koppelingen van klasse A die bestand zijn tegen een slipkracht.

De AS/NZS 1576.2 (Koppelingen en accessoires) geeft richtlijnen voor de minimale testcriteria voor de volgende koppelingen:

• Haakse koppeling
• Draaibare koppeling
• End-to-End-koppelingen (d.w.z. Wrijvingstype Mouwkoppelingen)
• Parallelle koppeling
• Putlog-koppeling
• Putlog-blad
• Controleer de koppeling
• Verstelbare poot / Verstelbare grondplaat / Verstelbare draaibare basisplaat
• Flens klem
• Gewoon pintle-wiel
• Verstelbare zwenkwiel

Om de werklastlimiet te verkrijgen (WLL) de minimale testkrachten die nodig zijn om aan de norm te voldoen, moeten worden verminderd met een veiligheidsfactor. THij AS / NZS 1576.2 specificeert niet expliciet de veiligheid van de factor, behalve voor verstelbare poten / Grondplaten waarin een veiligheidsfactor van zit 2.5 wordt gebruikt en voor haakse koppelingen en draaibare koppelingen voor slipweerstand waarbij een veiligheidsfactor van 2 is gebruikt. We hebben rekening gehouden met een veiligheidsfactor van 2.0 voor alle koppelingen behalve bases die over het algemeen vergelijkbare werklastlimieten geven als de BS EN 12811-1:2003. Een haakse koppeling heeft bijvoorbeeld een sliptestkracht van 12.5 kN. We kunnen dan een minimale werklastlimiet van 0,25 kg bepalen 12.5/2 = 6.25 kN voor haakse koppelingen die bestand zijn tegen een slipkracht.

Wanneer een fabrikant verder test dan de eisen van de norm, kan hij een hogere werklastlimiet voor zijn product bereiken. Voor de eenvoud hebben we eenvoudigweg verwezen naar de minimumeisen van de norm. Bij gebruik van de SkyCiv Scaffolding Design Software die de aangepaste verbinding gebruikt, kan een gebruiker in staat stellen specifieke werklastlimieten op te geven die door een fabrikant voor een verbinding worden verstrekt.

Rechte hoekkoppeling
Haakse koppelingen verbinden steigerbuizen in een hoek van precies 90 graden (Vandaar de naam) het creëren van stabiele gewrichten. Haakse koppelingen worden vaak gebruikt om verticale en horizontale steigerdelen met elkaar te verbinden.

Draaibare koppeling
De draaibare koppeling is vergelijkbaar met de haakse koppeling, maar maakt zwenken mogelijk in plaats van een vaste koppeling 90 graad gewricht. Hierdoor kunnen de steigerbuizen indien nodig onafhankelijk draaien en kunnen ze worden gebruikt voor het verbinden van schoorelementen of niet-rechthoekige opstellingen binnen de steigerconstructie.

End-to-end-koppelingen

Eind-tot-eindkoppelingen verbinden twee steigerdelen in een rechte lijn met elkaar. Deze kunnen buiten de steigerbuis geplaatst worden (wrijvingstype mouwkoppelingen, externe mouwkoppelingen) of intern in de steigerbuis (expanderende gewrichtspenkoppelingen). Deze verbindingen maken de overdracht van momenten tussen leden mogelijk en de overdracht van compressiekrachten, maar bieden geen weerstand bij trek. Wanneer spanningsoverdracht vereist is, moet in plaats daarvan een gesplitste opstelling worden gebruikt.

Uitzettende verbindingspenkoppelingen werken door in de steiger te passen en vervolgens vlak tegen de binnenkant van de steigerbuis uit te zetten.

Mofkoppelingen zitten buiten de steigerbuizen en worden vastgedraaid zodat ze vlak tegen de buitenkant van de steigerbuis liggen.

Parallelle koppeling
De parallelkoppeling wordt gebruikt om een ​​lasverbinding of overlapverbinding tussen steigerbuizen te creëren door deze parallel te verbinden. Dit type verbinding kan worden gebruikt om axiale krachten tussen steigerdelen over te brengen.

Dommekracht
Een schroefvijzel heeft een schroefdraad die een verstelbare basis mogelijk maakt voor het ondersteunen van verticale steigerdelen aan de basis van de steigerconstructie. Door de vijzel aan te passen, Zelfs op oneffen ondergronden kunnen door het bouwteam vlakke steigers worden geplaatst. De vijzel ondersteunt vervolgens de steigerconstructie door druk- en schuifkrachten over te brengen naar de fundering.

Standaard steigerbuis heeft een 48.3 mm (1.900 inch) buitendiameter. Omdat er slechts een paar sectiediktes en staalsoorten worden vervaardigd, zijn er slechts een paar verschillende mogelijke draagvermogens voor steigers. Omdat het moeilijk is om de sectiedikte en kwaliteit van een steigerbuis ter plaatse visueel te identificeren, wordt over het algemeen geadviseerd conservatief te zijn en bij ontwerpberekeningen de dunste en laagste sectie te gebruiken die ter plaatse beschikbaar zou zijn..

Wanneer de steigerbuis alleen trekkrachten weerstaat, kunnen we het draagvermogen van de steiger berekenen met de volgende formule:

N_t = A_t * f_j * AISI Amerikaans ijzer- en staalinstituut voor koudgevormde staalconstructies

waar:

• A_t is de oppervlakte van de steigerbuis
• f_j is de vloeigrens van de steigerbuis
• φ is een veiligheidsfactor voor sterktevermindering

Voor een 250 MPa vloeigrens 48,3x3,2 mm CHS de capaciteit is volgens de Australische norm:

N_t = A_t * f_j * AISI Amerikaans ijzer- en staalinstituut voor koudgevormde staalconstructies

N_t = 453.4 mm² * 250 MPa * 0.9 = 102.01 kN

Andere treksterktes kunt u vinden in onderstaande tabel met draagvermogen van steigers. De waarden zijn gebaseerd op de formule voor het draagvermogen van steigers voor de relevante ontwerpnormen.

Ronde HSS-profielen of CHS-profielen zijn niet gevoelig voor knikken door laterale torsie (knikken onder buigen) ze kunnen echter knikken als gevolg van drukkrachten. De SkyCiv Scaffolding Design Software neemt input voor de effectieve lengtefactor die wordt gebruikt bij knikberekeningen. Waar de SkyCiv S3D-integratie voor steigersoftware wordt gebruikt, kunnen de effectieve lengtefactoren automatisch worden gegenereerd op basis van de elementbeperkingen in het model.

Er is een geïntegreerde versie van de calculator voor SkyCiv S3D beschikbaar om alle in aanmerking komende leden in de steigerontwerpmodule te importeren en alle controles van het laadvermogen van steigers in één keer uit te voeren. De integratie kan automatisch de juiste effectieve lengtefactoren bepalen op basis van de staafbeperkingen in het model. Meer informatie over het gebruik van de integratie vindt u in onze steigerontwerphandleiding in SkyCiv S3D.

Ingenieurs die aan steigersystemen werken, moeten deze zo ontwerpen dat ze bestand zijn tegen verschillende soorten belastingen, deze belastingen omvatten:

• Dode ladingen meestal van het gewicht van het steigersysteem zelf.
• Levende ladingen meestal van werknemers en apparatuur die op de steigers worden gebruikt.
• Windbelastingen afhankelijk van lokale omstandigheden en normen.
• Sneeuwladingen waar van toepassing en afhankelijk van lokale omstandigheden en normen.
• Seismische belastingen in gebieden die gevoelig zijn voor aardbevingen en afhankelijk van de lokale omstandigheden en normen.

Nadat de belastingen zijn bepaald door een gekwalificeerde bouwkundig ingenieur, kunnen ze worden toegepast in het ontwerpbelastingsgedeelte van de rekenmachine in de vorm van buiging, schuintrekken, en axiale kracht.

Een vijzel is bestand tegen compressie- en schuifkrachten die via steigers worden overgedragen en kan de krachten vervolgens naar de grond overbrengen. Een basisplaat wordt gebruikt om de compressiekrachten over een groter draagoppervlak te verdelen en een zoolplaat wordt gewoonlijk onder de basis geplaatst om extra draagoppervlak te verkrijgen en daardoor het draagvermogen te vergroten. Basissen hebben vaak gaten voor ankers die in een betonnen blindering of fundering kunnen worden geïnstalleerd om schuifkrachten te helpen weerstaan ​​en verschuiven van de steigerbasis te voorkomen.

De Europese steigernorm bevat een bepaling voor het ontwerp van schroefvijzels, te vinden in bijlage B.

De Australische standaard AS 1576.2 Sectie 4.3 bespreekt de minimale werklastlimiet voor stalen en aluminium verstelbare vijzels.

Welk eenheidssysteem wordt ondersteund?

Zowel metrische als imperiale eenheidssystemen zijn beschikbaar. Om eenheidsystemen te wijzigen, klikt u op het tandwiel linksboven in het invoerpaneel.

Met welke materiaaleigenschappen wordt rekening gehouden?

Met de steigerontwerptools kunnen gebruikers de volgende materiaaleigenschappen invoeren:

• Elasticiteitsmodulus
• Modulus van stijfheid
• Compressielimiet voor slankheid
• Opbrengststerkte van lid
• Ultieme kracht van het lid

Welke ontwerpcodes worden ondersteund?

De steigerontwerpsoftware ondersteunt het ontwerp van steigers volgens de volgende normen:

• AISC 360-16 Steigerontwerpsoftware.
• AS / NZS 1576 Steigerontwerpsoftware.
• BS EN 12811-1:2003 Steigerontwerpsoftware.

Deze opties zijn toegankelijk via het vlagpictogram bovenaan het linkerinvoerpaneel om de ontwerpstandaard te wijzigen.

Welke analyse wordt gebruikt om de weerstand van koppelingen te berekenen?

De steigerontwerpmodule bestaat uit de evaluatie van de capaciteiten van koppelingen op basis van de lineaire statische analyse van de onderdelen. Voor de Europese versie van de ontwerpcontrolekoppelingscapaciteiten zoals aangegeven in bijlage C van EN 12811.1 worden gebruikt in combinatie met de vereiste deelveiligheidsfactoren. Voor de Australische versie zijn de testvereisten voor koppelingen gegeven in AS 1576.2 en deze waarden worden gebruikt om de minimale werklastlimiet van de fitting te bepalen.

Wordt een steiger met basisvijzels ondersteund??

De Europese en Australische versie van de tool ondersteunt steigers met basisvijzels. De Amerikaanse versie van de tool ondersteunt momenteel niet het ontwerp van steigers met basisvijzels.

• I Beam laadcapaciteitscalculator
• Aluminium ontwerpsoftware
• Purlin-capaciteitscalculator
• Berekening van de kabelspanning
• Kicker Brace Verbindingscalculator

SkyCiv biedt een breed scala aan Cloud Structurele Analyse en Ontwerp Software voor ingenieurs. Als een voortdurend evoluerend technologiebedrijf, zijn we toegewijd aan het innoveren en uitdagen van bestaande workflows om ingenieurs tijd te besparen in hun werkprocessen en ontwerpen.