最新《路桥施工设计》悬挑式扣件钢管脚手架计算书.doc

目录第一章 工程概况2第二章 大横杆的计算2第三章 小横杆的计算5第四章 扣件抗滑力的计算7第五章 连墙件的计算13第六章 悬挑梁的受力计算15第七章 悬挑梁的整体稳定性计算17第八章 拉杆的受力计算18第九章 拉杆的强度计算19第十章 锚固段与楼板连接的计算20工程概况钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001） 。 计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为18.0米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为 48×3.25， 连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。 施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设10层。 悬挑水平钢梁采用16a号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度1.85米。 悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面钢丝绳距离建筑物1.45m。 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，大横杆在小横杆的上面。 按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m 活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m 静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为 M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.5002=0.350kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.5002=-0.412kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.412×106/4788.0=85.948N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m 活荷载标准值q2=1.050kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×114920.0)=2.355mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求! 小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。 用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN 荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=2.369kN 小横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为小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=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m =0.835×106/4788.0=174.471N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为小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: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×114920.000)=0.03mm 集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1711.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105× 114920.0)=2.970mm 最大挠度和 V=V1+V2=2.996mm 小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求! 扣件抗滑力的计算 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8.0kN(实际取6.4kN)； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.038×1.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN 荷载的计算值 R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=3.498kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN； 四、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0.1248 NG1 = 0.125×18.000=2.246kN (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 = 0.150×10×1.500×(1.050+0.350)/2=1.575kN (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 NG3 = 0.150×1.500×10/2=1.125kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.500×18.000=0.135kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.081kN。 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 = 3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN 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 = 0.500 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 = 0.7×0.500×1.250×1.200 = 0.525kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 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)。 五、立杆的稳定性计算: 卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。 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=12.71kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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； A 立杆净截面面积，A=4.57cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.79cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 148.33 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=11.72kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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 A 立杆净截面面积，A=4.57cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=4.79cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.304kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 200.16 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! 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 = 0.525kN/m2； Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2； 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 = 11.907kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 16.907kN 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=35.00/1.59的结果查表得到=0.94； A = 4.57cm2；f = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf = 88.121kN Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下 其中 N为连墙件的轴向拉力，N=16.907kN； lw为连墙件的周长，取3.1416×48.0=150.80mm； t为焊缝厚度，t=3.25mm； ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2； 经过焊缝抗拉强度 = 16907.00/(150.80×3.25) = 34.50N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! 连墙件对接焊缝连接示意图 悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。 悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体350mm ，支拉斜杆的支点距离墙体 = 1450mm， 水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.20cm4，截面抵抗矩W = 108.30cm3，截面积A= 21.95cm2。 受脚手架集中荷载 P=1.2×5.08+1.4×4.73=12.71kN 水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.95×0.0001×7.85×10=0.21kN/m 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到 14.4514.44 11.21 11.28 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 1.517 2.418 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 0.171 0.245 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=14.457kN,R2=12.290kN,R3=-0.629kN 最大弯矩 Mmax=2.418kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=2.418×106/(1.05×108300.0)+6.988× 1000/2195.0=24.445N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16a号槽钢U口水平,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：经过计算得到 b=570×10.0×63.0×235/(1450.0×160.0×235.0)=1.55由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.872经过计算得到强度 =2.42×106/(0.872×108300.00)=25.60N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 < f,满足要求!拉杆的受力计算水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算其中RUicos i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 RCi=RUisin i按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为RU1=16.057kN拉杆的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=16.057kN拉绳的强度计算：如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：其中Fg 钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)； 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K 钢丝绳使用安全系数，取8.0。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×16.057/0.850=151.127kN。选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径17.0mm。钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为N=RU=16.057kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为其中 f 为吊环抗拉强度，取f = 50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=16057×4/(3.1416×50×2)1/2=15mm锚固段与楼板连接的计算 1. 水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=12.290kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=12290×4/(3.1416×50× 2)1/2=13mm 说 明施工组织设计大全，全套5张光盘，由杭州嘉意德科技有限公司整理销售。嘉意德公司其他产品介绍如下：工程竣工资料制作软件：首家基于word平台开发的资料软件，具有简单易用、功能强大、性能稳定等特点，涵盖了施工工程过程中技术文件、质量验收资料、质量保证资料、工程管理资料、监理资料和安全资料等各类文件、表格的编制和管理。适用于工程中各方主体的相关人员使用，如工程资料员、监理工程师以及工程文件整理、归档单位的工程竣工资料管理人员等。 嘉意德资料软件表格样式齐全，操作简便！是全国版本最全的资料软件主流品牌，共有70多个各地方版本及行业版本，如公路资料、电力资料、节能资料、水利资料等。施工安全验算软件：含脚手架、模板、用水用电、塔吊、基坑支护、钢筋支架、结构吊装、混凝土工程、降排水等九大模块。是现场安全管理必不可少的软件之一。软件将施工安全技术和计算机科学有机结合起来，符合施工现场特点和要求，依据有关国家规范和地方规程，根据常用的施工现场安全设施类型进行计算和分析，为施工企业安全技术管理提供了便捷的计算工具。同时生成规范化专项方案计算书，为施工组织设计的编制提供了可靠的依据。标书制作与管理软件：是一个集标书制作与标书管理功能于一身的招投标软件，用于快速编制各类标书和施工组织设计。内置模板源自建设系统各大企业的实际工程，设计水平高、文字素质好。庞大的素材库包含工业、民用、水电、路桥的综合施工组织总设计，以及各类结构形式、各种高度的工业、民用、路桥、水电等单位工程的施工组织设计，还提供了特种工程、建筑、安装、乃至钢结构的施工组织设计，几乎囊括了编标所需的所有内容。智能网络计划编制软件：该软件系统采用图形编辑方式，不需画草图，不需记住工作的代号，只需用鼠标就可以在网络图中进行添加、修改工作和调整逻辑关系，而不需再去输入紧前、紧后关系，并实时计算关键线路，自动添加工程标尺，横道图自动生成，非常快捷、方便。施工平面图绘制软件：本软件提供了多种绘图工具，具备强大的绘图操作功能，并集成了多个图远库，包括建筑及构筑物库、材料及构件堆场库、施工机械库、交通运输库等等，可直接调用，您只需移动鼠标，就能够方便绘制出一张完整而又准确的施工平面图。临时用电设计计算软件：是国内第一款对施工临时用电配置设计及计算类软件，软件严格按照国家规范进行编制。采用领先图形模式进行配电设计，及根据JGJ46-2005规范8.1.1条规定采用三相附和平衡计算法，使计算结果更加合理，软件还对配电箱、用电设备的开关、漏保、熔断器等电气的选择电流进行专门有正对的计算（考虑了尖峰电流等情况对电气设备的影响），使选择的电气设备更合理。本软件采用领先的Net技术开发而成，具有易学、易用、高效等特点。任何购买过施工组织设计大全的用户购买以上我公司任一款软件均按8折优惠！杭州嘉意德科技有限公司电话：0571-88980586 13735520851网址：