脚手架计算书满堂.doc
钢管落地卸料平台计算书扣件式钢管落地平台的计算依照建筑施工扣件式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)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书编写还参考了施工技术2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全一文。本脚手架搭设于混凝土楼面，楼板厚度有100、120、150，最大搭设高度16.8m，部分搭设于看台，看台板厚80，宽630，看台梁120*580.最大搭设高度11.1m，部分搭设于泳池底板上，泳池底板厚250，最大搭设高度19.2。混凝土强度C30。 一、参数信息:1.基本参数立杆横向间距或排距la(m):1.80，立杆步距h(m)：1.60；立杆纵向间距lb(m):1.10，平台支架计算高度H(m)：19.20；立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0.10，平台底钢管间距离(mm)：300.00；钢管类型:48×3.0，扣件连接方式：双扣件，取扣件抗滑承载力系数:0.80；2.荷载参数脚手板自重(kN/m2):0.300；栏杆自重(kN/m):0.150；材料堆放最大荷载(kN/m2):3.000；施工均布荷载(kN/m2):1.000；二、纵向支撑钢管计算:纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为截面抵抗矩 W = 4.49 cm3；截面惯性矩 I = 10.78cm4； 纵向钢管计算简图1.荷载的计算：(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：q11 = 0.15 + 0.3×0.3 = 0.24 kN/m；(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：q12 = 3×0.3 = 0.9 kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：p1 = 1×0.3 = 0.3 kN/m2.强度验算:依照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；最大弯矩计算公式如下: M = 0.1q1l2+0.117q2l2最大支座力计算公式如下: N = 1.1q1l + 1.2q2l均布荷载：q1 = 1.2 × q11+ 1.2 × q12 = 1.2×0.24+ 1.2×0.9 = 1.368 kN/m；均布活载：q2 = 1.4×0.3 = 0.42 kN/m；最大弯距 Mmax = 0.1×1.368×1.12 + 0.117 ×0.42×1.12 = 0.225 kN·m ；最大支座力 N = 1.1×1.368×1.1 + 1.2×0.42×1.1 = 2.21 kN；最大应力 = Mmax / W = 0.225×106 / (4490) = 50.109 N/mm2；纵向钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2；纵向钢管的计算应力 50.109 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；计算公式如下: = 5ql4/384EI均布恒载: q = q11 + q12 = 1.14 kN/m；均布活载： p = 0.3 kN/m； = (0.677 ×1.14+0.990×0.3)×11004/(100×2.06×105×)=0.705 mm；纵向钢管的最大挠度为 0.705 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 1800/150与10 mm，满足要求！三、横向支撑钢管计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P =2.21 kN； 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.899 kN·m ；最大变形 max = 3.184 mm ；最大支座力 Qmax = 8.852 kN ；最大应力 = 200.12 N/mm2 ；横向钢管的计算应力 200.12 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！支撑钢管的最大挠度为 3.184 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 1100/150与10 mm，满足要求！四、扣件抗滑移的计算:按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN；纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 8.852 kN；R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：NG1 = 0.125×19.2 = 2.396 kN；(2)栏杆的自重(kN)：NG2 = 0.15×1.8 = 0.27 kN；(3)脚手板自重(kN)：NG3 = 0.3×1.1×1.8 = 0.594 kN；(4)堆放荷载(kN)：NG4 = 3×1.1×1.8 = 5.94 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 9.2 kN；2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1×1.1×1.8 = 1.98 kN；3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.2×9.2+ 1.4×1.98 = 13.812 kN；六、立杆的稳定性验算:立杆的稳定性计算公式: = N/AKH f其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 13.812 kN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到； i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.24 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 cm3； - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)； f - 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； KH -高度调整系数：KH=1/(1+0.005×(19.2-4)=0.929； L0 - 计算长度 (m)；如果完全参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1h (1) l0 = h+2a (2) k1- 计算长度附加系数，取值为1.163； - 计算长度系数，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3；= 1.8； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；公式(1)的计算结果：立杆计算长度 L0 = k1h = 1.163×1.8×1.6 = 3.349 m；杆件长细比超过JGJ130-2001第14页表5.1.9规定，lo/i = kh/i =1.163×1.8×1.6×103/15.9 = 210=210，满足要求！ 公式(2)的计算结果：L0/i = 1800 / 15.9 = 113 ；由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.496 ；钢管立杆受压应力计算值 ； =13812.192 /( 0.496×424 )= 65.677 N/mm2；钢管立杆稳定性验算 = 65.677 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算l0 = k1k2(h+2a) (3)k2 - 计算长度附加系数，按照表2取值1.05 ；公式(3)的计算结果：L0/i = 2198.07 / 15.9 = 138 ；由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.357 ；钢管立杆受压应力计算值 ； =13812.192 /( 0.357×424 )= 91.249 N/mm2；钢管立杆稳定性验算 = 91.249 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则容易存在安全隐患。 以上表参照 杜荣军: 扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全七、混凝土板强度验算: (缺乏相关规范，仅供参考) 单根立杆传递荷载代表值(kN)：NL=13.812kN；混凝土板活荷载设计值(kN/m2)：QB=1.4×2×NL/(La×Lb)×(Lb×Bc)/(0.49×Bc×Bl)+Qk=1.4×2×13.812/(1.5×1.5)×(1.5×2.8)/(0.49×2.8×3.2)+0=16.443kN/m2；混凝土板恒载设计值：(kN/m2)：GB=1.2×h0/1000×25=3kN/m2；GB'=GB+QB/2=3+16.443/2=11.221kN/m2；GQ=GB+QB=3+16.443=16.443kN/m2；QB'= QB/2=16.443/2=8.221kN/m2；四边铰支：mq1=0.048；mq2=0.035；四边固定：m1=0.023；m2=0.016；m1'= -0.061；m2'=-0.055；M1=(m1+×m2)×GB'×Bc2+(mq1+×mq2)×QB'×Bc2=5.89kN/m2；M2=(m2+×m1)×GB'×Bc2+(mq2+×mq1)×QB'×Bc2=4.72kN/m2；M1'=m1'×GQ×Bc2=-7.864kN/m2；M2'=m2'×GQ×Bc2=-7.09kN/m2；依据工程结构设计原理板的正截面极限计算公式为：Mu=1sfyAsh0Mu=1fcb(h0-/2)+fy'As'(h0-s')；Mu=fyAs(h0-s')（当<2s'时，采用此公式）；式中Mu -板正截面极限承载弯矩； 1 -截面最大正应力值与混凝土抗压强度fc的比值，低于C50混凝土1取1.0； s' -纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离默认取20mm； fc -混凝土抗压强度标准值，参照上述修正系数修改； fy' -受压区钢筋抗拉强度标准值； As'-受压区钢筋总面积； -混凝土受压区高度，=Asfyh0/(1fcbh0+fy'As') s -截面内力臂系数，s=1-0.5，=Asfy/(1bh0) fy -钢筋抗拉强度标准值； As-受拉钢筋总面积； h0 -计算单元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，长跨方向取h-30mm，其中h是板厚；M1=0.80×M1U=0.80×1.00×1-0.5×785.000×300.00/(1.00×1000×70×14.30)×300.000×785.00×70/=11.637kN·m；M2=0.80×M2U=0.80×1.00×1-0.5×785.000×300.00/(1.00×1000×80×14.30)×300.000×785.00×80/=13.521kN·m；M1'=0.80×M1u'=0.80×300.00×785.000×(70-20)/=9.420kN·m；M2'=0.80×M2u'=0.80×300.00×785.000×(80-20)/=11.304kN·m；所以有：M1<M1，M2<M2，|M1'|<M1', |M2'|<M2'，此混凝土板是满足承载能力要求。
