高扣件式钢管单管脚手架设计计算书(落地式).doc
30.90米高扣件式钢管单管脚手架设计计算书(落地式)本计算书参考书籍： (1)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2001，2002年版）；(2)建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ 80-91）；(3)建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）；(4)钢结构设计规范（GB500172003）；(5)建筑结构荷载规范(GB5009-2001)(2006版)；(6)混凝土结构设计规范(G1350010-2002)(7) 施工图纸。1计算参数设定（1）基本参数脚手架采用48×3.0钢管,脚手架高度30.90m,内立杆离墙0.50m；立杆步距h=1.80m,立杆纵距La=1.50m,立杆横距0.80m；横向杆上有2条纵向杆,连墙件按层层2跨布置,脚手板铺18层。（2）钢管截面特征 钢管类型48×3.0mm,截面积A=424mm2,惯性矩I=107800mm4；截面模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,每米长质量0.0326kN/m；Q235钢抗拉,抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。（3）荷载标准值1）永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值0.1248kN/m脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.20kN/m2栏杆与挡板采用竹笆栏杆,自重标准值为0.0684kN/m脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值0.002kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架2.00kN/m2,结构脚手架3.00kN/m2 3）作用于脚手架上的水平风荷载标准值k脚手架高度为30.90m,地面粗糙度按C类；风压高度变化系数z=0.74(标高+5m)；挡风系数=0.800,背靠建筑物按敞开，框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.3×0.800=1.040,工程位于广东市,基本风压0=0.44kN/m2；水平风荷载标准值 k=0.7zs0=0.7×0.74×1.040×0.44=0.24kN/m22.纵向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重GK1=0.0326kN/m；脚手板自重GK2=0.20×0.27=0.05kN/m；施工活荷QK=3.00×0.27=0.80kN/m；作用于纵向水平杆线荷载标准值q1=1.2×(0.0326+0.05)=0.10kN/mq2=1.4×0.80=1.12kN/m（2）纵向水平杆受力计算每根钢管长约6.00m，按四跨连续梁计算 L=1.50m。1） 抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107M1=KM1q1L2=-0.107×0.10×1.502=-0.02kN.m弯矩系数KM2=-0.121M2=KM2q2L2=-0.121×1.12×1.502=-0.30kN.mMmax=M1+M2=0.02+0.30=0.32kN.m=Mmax/W =0.32×106/4490=71.27N/mm2 纵向杆的抗弯强度=71.27N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2） 挠度验算挠度系数K1=0.6321=K1q1L4/(100EI)=0.632×(0.10/1.2)×(1500)4/(100EI)=0.12mm挠度系数K2=0.9392=K2q2L4/(100EI)=0.939×(1.12/1.4)×(1500)4/(100EI)=1.71mmmax=1+2=0.12+1.71=1.83mm 纵向杆的max=1.83mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.143×0.10×1.50=0.17kNRq2=1.223×1.12×1.50=2.05kNRmax=Rq1+Rq2=0.17+2.05=2.22kN3.横向水平杆验算（图5）（1）荷载计算钢管自重gk1=0.0326kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.22kN旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.11kN（2）横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m 1)抗弯强度验算Mmax=q12/8R中L/3=0.0326×0.80×0.80/82.22×0.80/3=594608N.mm=0.59kN.m=Mmax/W =594608/4490=132.43N/mm2 横向水平杆的抗弯强度=132.43N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为 1=Pa(3L24a2)/(24EI)=2220×267(3×80024×2672)/(24EI)=1.82mm均布荷载产生的挠度为2=5qL4/384EI=5×0.0326×8004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.82+0.01=1.82mm 横向水平杆的max=1.82mm=L/150=5mm与10mm,满足要求。（3）横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算R=R中R边Gk1×L/2=2.221.110.0326×0.40=3.34kN 横向水平杆与立杆连接扣件R=3.34kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。4.立杆计算（1）立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0； 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50；立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo =kh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm长细比=Lo /i=2700/15.9=169.81 立杆长细比=169.81210,满足要求。 （2）立杆稳定性验算1）荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:gk=0.1248kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.12×30.90=3.71kNb.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：18×1.50×0.40×0.20=2.16kN栏杆、挡脚板重量：18×1.50×0.07=1.89kN安全网重量：30.90×1.50×0.002=0.09kN构配件自重NG2k=2.16+1.89+0.09 =4.14kN c.活荷包括：施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.24kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.85 × 1.4Mk=0.85×1.4kLah2/10=0.85×1.4×0.24×1.50×1.80×1.80/10=0.14kN.m=140000N.mm2）轴心受压稳定性系数Lo=kh =1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mm=Lo/i=3119/15.9=196 =0.1883）立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2×(3.71+4.14)+1.4×3.00=13.62kNN/（A）=13.62×1000/(0.188×424)=170.87 N/mm2 b.组合风荷载时N=1.2（NGlk+ NG2k）0.85×1.4NQk=1.2×(3.71+4.14)+0.85×1.4×3.00=12.99kNN/（A）MW/W=12.99×1000/(0.188×424)140000/4490 =194.14N/mm2 立杆稳定性为194.14N/mm2f=205N/mm2,满足要求。5.立杆地基承载力计算立杆基础底面面积A=0.15mm2 地基承载力标准值为fgk=135kN/m2，kc=1.00，地基承载力fg=kcfgk=135×1.00=135.00kN/m2上部荷载为F=13.62kN立杆基础底面的平均压力P=F/A=13.62/0.15=90.80kN/m2 立杆基础底面的平均压力P=90.80kN/m2fg=135.00kN/m2,满足要求。6.连墙件计算连墙件采用48×3.0钢管,截面积为424mm2；fy=210N/mm2按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高30.90m连墙件轴向力设计值N1= N1WN0,其中:风压高度变化系数z=1.00 (标高+30.90m),基本风压o= 0.44kN/m2;挡风系数=0.800,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.3×0.800=1.040,风荷载标准值k，=0.7×1.00×1.040×0.44=0.32kN/m2N1W=1.4kA=1.4×0.32×6×2×1.50=8.0 kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kNN1= NlWN0 =8.0+3.00=11.00kN(N18kN采用单扣件，8kNN112kN采用双扣件)连墙件采用48×3.0钢管,双扣件连接满足要求。L0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=15.9mm,=L0/i=300/15.9=18.9mm,1=0.949=N1/1A连墙件=11000/(0.949×424)=30.47N/mm2 连墙件强度=30.47N/mm2f=210N/mm2,满足要求。7.计算结果 脚手架采用48×3.0钢管，脚手架高度30.90m，内立杆离墙0.50m； 立杆步距h=1.80m,立杆纵距=1.50m,立杆横距=0.80m,冲压钢脚手板铺18层。
