建筑施工落地式扣件钢管脚手架计算书.doc
建筑施工落地式扣件钢管脚手架计算书 钢管脚手架的计算参照建筑施工钢管脚手架钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）、 建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)等编制。 一、参数信息: 1.脚手架参数 计算的脚手架为双排脚手架， 横杆与立杆采用单扣件方式连接，搭设高度为38.0米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距1.20米，立杆的横距1.10米，立杆的步距1.50米。 内排架距离墙长度为0.30米。 小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根。 采用的钢管类型为483.5。 连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距2.40米,采用扣件连接。 2.荷载参数 施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。 脚手架用途:装修脚手架。 二、小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.200/2=0.090kN/m 活荷载标准值 Q=2.0001.200/2=1.200kN/m 荷载的计算值 q=1.20.038+1.20.090+1.41.200=1.834kN/m 小横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩 计算公式如下: M=1.8341.1002/8=0.277kN.m =0.277106/5080.0=54.607N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 荷载标准值q=0.038+0.090+1.200=1.328kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.01.3281100.04/(3842.06 105121900.0)=1.008mm 小横杆的最大挠度小于1100.0/150与10mm,满足要求! 三、大横杆的计算: 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.0381.100=0.042kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.1001.200/2=0.099kN 活荷载标准值 Q=2.0001.1001.200/2=1.320kN 荷载的计算值 P=(1.20.042+1.20.099+1.41.320)/2=1.009kN 大横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=0.08(1.20.038)1.2002+0.1501.0091.200=0.187kN.m =0.187106/5080.0=36.788N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=0.6770.0381200.004/(1002.060105121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.042+0.099+1.320=1.461kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1.1461461.2401200.003/(1002.060105121900.000)=1.15mm 最大挠度和 V=V1+V2=1.174mm 大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求! 四、扣件抗滑力的计算: 按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN， 按照扣件抗滑承载力系数0.80 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN 。 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(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN 。 R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 横杆的自重标准值 P1=0.0381.200=0.046kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.1001.200/2=0.099kN 活荷载标准值 Q=2.0001.1001.200/2=1.320kN 荷载的计算值 R=1.20.046+1.20.099+1.41.320=2.022kN 单扣件抗滑承载力的设计计算R <= 6.40满足要求! 五、脚手架荷载标准值: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1291 NG1 = 0.12938.000=4.906kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.15041.200(1.100+0.300)/2=0.504kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1501.2004/2=0.360kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.20038.000=0.228kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.998kN。 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 2.00021.2001.100/2=2.640kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.450 Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 1.200 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.71.2501.2000.450 = 0.473kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ = 10.339kN 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.893kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/10 = 0.152kN/m 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。 六、立杆的稳定性计算: 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=10.89kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.60m； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i=164的结果查表得到0.26； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 84.86 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < f,满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=10.34kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.60m； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i=164的结果查表得到0.26； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.152kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 110.45 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < f,满足要求! 七、最大搭设高度的计算: 不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算： 其中 NG2K 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=NG2+NG3+NG4 = 1.092kN； NQ 活荷载标准值，NQ = 2.640kN； gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.129kN/m； 经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 0.2624.89010-4205103-(1.21.092+1.42.640)/(1.20.129) = 137.505米。 脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： 经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 H137.505/(1+0.001137.505) = 120.883米。H=120.883和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =50.000m。脚手架单立杆搭设高度为38m，小于H，满足要求！ 考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算： 其中 NG2K 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=NG2+NG3+NG4 = 1.092kN； NQ 活荷载标准值，NQ = 2.640kN； gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.129kN/m； Mwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk = 0.128kN.m； 经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs=(0.2624.89010-4205103-(1.21.092+0.85*1.4*(2.640+0.2624.8901000.128/5080.000)/(1.20.129) = 141.059米。 脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： 经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 H = 123.621 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H 50.00 m。脚手架单立杆搭设高度为38m，小于H，满足要求！ 八、连墙件的计算: 连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw = 1.4 wk Aw wk 风荷载基本风压标准值，wk = 0.473kN/m2； Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.002.40 = 7.200m2； No 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000 经计算得到 Nlw = 4.763kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 9.763kN 连墙件轴向力设计值 Nf = Af 其中 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.58的结果查表得到=0.95； A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf = 0.9524.89010-4 205.000103 = 95.411kN Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。 经过计算得到 Nl = 9.763kN小于扣件的抗滑力12.80kN，满足要求! 连墙件扣件连接示意图 九、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 其中 p 立杆基础底面的平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 43.57 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 10.89 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 fg 地基承载力设计值 (N/mm2)；fg = 68.00 地基承载力设计值应按下式计算 fg = kc fgk 其中 kc 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.40 fgk 地基承载力标准值；fgk = 170.00 地基承载力的计算满足要求!
