高扣件式钢管单管脚手架设计计算书(落地式).pdf

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1、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483.0 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=

2、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483.0mm,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 0.0684k

3、N/m 脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值 0.002kN/m2 2）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=1.30.800=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=0.70.741.0400.44=0.24kN/m2 2.纵向水平杆验算（1）荷载计算 钢管自

4、重 GK1=0.0326kN/m；脚手板自重 GK2=0.200.27=0.05kN/m；施工活荷 QK=3.000.27=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/m q2=1.40.80=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=-0.107 M1=KM1q1L2=-0.1070.101.502=-0.02kN.m 弯矩系数 KM2=-0.121 M2=KM2q2L2=-0.1211.121.502=-0.30kN.m Mmax=M1+

5、M2=0.02+0.30=0.32kN.m=Mmax/W=0.32106/4490=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=0.632 1=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.10/1.2)(1500)4/(100EI)=0.12mm 挠度系数 K2=0.939 2=K2q2L4/(100EI)=0.939(1.12/1.4)(1500)4/(100EI)=1.71mm max=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

6、支座反力 Rq1=1.1430.101.50=0.17kN Rq2=1.2231.121.50=2.05kN Rmax=Rq1+Rq2=0.17+2.05=2.22kN 3.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=0.03260.800.80/82.220.80/3=594608N.mm=0.59kN.m=Mmax/W=5

7、94608/4490=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)=2220267(3800242672)/(24EI)=1.82mm 均布荷载产生的挠度为 2=5qL4/384EI=50.03268004/(384EI)=0.01mm max=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Gk1L/2=2.221.110.03260.40

8、=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=1.01.501.80=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

9、件等的自重:gk=0.1248kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1230.90=3.71kN b.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：181.500.400.20=2.16kN 栏杆、挡脚板重量：181.500.07=1.89kN 安全网重量：30.901.500.002=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=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kN 风荷载标准值计算 风荷载标准值k=0.2

10、4kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 1.4Mk=0.851.4kLah2/10=0.851.40.241.501.801.80/10=0.14kN.m=140000N.mm 2）轴心受压稳定性系数 Lo=kh =1.1551.501.80=3.12m=3119mm=Lo/i=3119/15.9=196 =0.188 3）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)+1.43.00=13.62kN N/（A）=13.621000/(0.188424)=170.87 N/mm2 b.组合风荷载时 N=1.2

11、（NGlk+NG2k）0.851.4NQk=1.2(3.71+4.14)+0.851.43.00=12.99kN N/（A）MW/W=12.991000/(0.188424)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=1351.00=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

12、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483.0 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=1.30.800=1.040,风荷载标准值k，=0.71.001.0400.44=0.32kN/m2 N1W=1.4kA=1.40.

13、32621.50=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=5.00kN N1=NlWN0=8.0+3.00=11.00kN(N18kN 采用单扣件，8kNN112kN 采用双扣件)连墙件采用 483.0 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/(0.949424)=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483.0 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。