扣件式钢管拉吊卸荷脚手架设计计算书.doc

扣件式钢管(拉吊卸荷)脚手架设计计算书(+28.00 +40.80m)段工程名称：蕉岭县桂岭宾馆综合楼编制单位：广东省蕉岭县建筑工程公司本计算书参考书籍： (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)一般用途钢丝绳（GB/T 20118-2006）(6)建筑结构荷载规范(GB5009-2001)(2006年版)；(7)混凝土结构设计规范(G1350010-2002)(8) 施工图纸1.计算参数设定（1）基本参数脚手架采用48×3.5钢管，内立杆离墙0.20m，拉吊段高度16.40m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.80m，拉吊段底标高+28.00m（即8层梁板处）；纵向杆上有1条横向杆,平桥脚手板铺6层。(2)钢管截面特征 钢管类型48×3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4；截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量 0.0376kN/m；Q235钢抗拉，抗压和抗弯强度设计值f=205.00N/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脚手板采用竹串片脚手板, 自重标准值为0.35kN/m2栏杆和挡板采用栏杆、竹串片脚手板挡板,自重标准值为0.140kN/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截标准值k拉吊段高度为16.40m,拉吊段底离地高度28.00m,地面粗糙度按C类风压高度变化系数z=1.00挡风系数=1.128,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=1.0=1.0×1.128=1.128,工程位于广东蕉岭,基本风压0=0.30kN/m2 水平风荷截标准值k=0.7zso=0.7×1.00×1.128×0.30=0.24kN/m22.纵横向水平杆验算(1)横向杆的计算:横向杆按照简支梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。1)均布荷载值计算横向杆的自重标准值 q1=0.0376kN/m脚手板的荷载标准值 q2=0.35×0.75=0.26kN/m活荷载标准值 Q=3.00×0.75=2.25kN/m荷载的计算值 q=1.2×(0.0376+0.26)+1.4×2.25=3.51kN/m2)抗弯强度计算Mmax=qL2/8=3.51×0.802/8=0.28kN.m=280800N.mm=Mmax/W=280800/5080=55.28N/mm2横向水平杆的抗弯强度=55.28N/mm2f=205N/mm2，满足要求。3)挠度计算 q=0.0376+0.26+2.25=2.55kN/mmax=5qL4/384EI=5×2.55×8004/(384EI)=0.54mm横向水平杆的挠度max=0.54mm =L/150=800/150=5.33mm和10mm，满足要求。(2)纵向杆的计算纵向杆按照四跨连续梁进行强度和挠度计算,横向杆在纵向杆的上面。1)荷载值计算横向杆的自重标准值 P11=0.0376×0.80=0.03kN脚手板的荷载标准值 P12=0.35×0.80×0.75=0.21kN活荷载标准值 Q=2×0.80×0.75=1.20kN荷载的计算值 P1=1.2×(0.03+0.21)=0.29kN P2=1.4×1.20=1.68kN 2)抗弯强度计算弯矩系数KM1=0.077M1=0.077qL2=0.077×1.2×0.0376×1.502=0.01kN.m弯矩系数KM2=0.169M2=0.169p1L=0.169×0.29×1.50=0.07kN.m弯矩系数KM3=0.210M3=0.210p2L=0.210×1.68×1.50=0.53kN.mMmax=M1+M2+M3=0.01+0.07+0.53=0.61kN.m=610000N.mm=Mmax/W=610000/5080=120.08N/mm2纵向水平杆的抗弯强度=120.08N/mm2f=205N/mm2，满足要求。3)挠度计算挠度系数K1=0.6321=K1qL4/(100EI)=0.632×0.0376×15004/(100×206000×121900)=0.05mm集中荷载标准值p1=0.03+0.21=0.24kN=240N,p2=1.20kN=1200N挠度系数K2=1.0792=K2p1L3/(100EI)=1.079×240×15003/(100×206000×121900)=0.35mm挠度系数K3=1.5813=K3p2L3/(100EI)=1.581×1200×15003/(100×206000×121900)=2.55mm=1+2+3=0.05+0.35+2.55=2.95mm纵向水平杆的挠度max=2.95mm =L/150=1500/150=10.00mm和10.00mm，满足要求。4）最大支座反力支座反力系数：KR1=1.143R1=1.143qL=1.143×0.0376×1.50=0.06kN支座反力系数：KR2=1.215R2=1.215p1=1.215×0.29=0.35kN支座反力系数：KR3=1.335R3=1.335p2=1.335×1.68=2.24kNRmax=R1+R2+R3=2.65kN(3)纵向水平杆和立杆连接扣件抗滑移验算: Rmax=R1+R2+R3=2.65kN纵向水平杆和立杆连接扣件R=2.65kN<Rc=8kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值)，满足要求。3.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=1.500立杆步距h=1.80m立杆计算长度Lo=kh=1.0×1.5×1.80=2.70m=2700mm长细比=Lo/i=2700/15.80=170.89 立杆长细比=170.89<210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=0.1248×16.40 = 2.05kNb.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： 6×1.50×0.40×0.35=1.26kN栏杆、挡脚板重量：6×1.50×0.14=1.26kN安全网重量：16.40×1.50×0.002 = 0.05kN构配件自重NG2k=1.26+1.26+0.05 =2.57kN c.活荷载包括：施工荷载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=0.85×1.4×0.24×1.50×1.802/10=0.14kN.m=138802N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mm=Lo/i= 3119/15.80=197.41 =0.1863)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k)1.4NQk=1.2×(2.05+2.57)+1.4×3.00=9.74kN=9740NN/(A）=9740/0.186/489=107.09N/mm2b.组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k)0.85×1.4NQk=1.2×(2.05+2.57)+0.85×1.4×3.00=9.11kN=9110NN/(A)MW/W=9110/0.186/489+138802/5080=127.48N/mm2立杆稳定性为127.48N/mm2f=205N/mm2,满足要求。4.钢丝绳验算h=3.20m,L=0.80m,N=9.74kN钢丝绳采用12mm,=0.85,K=7.00破断拉力总和F破 =KD2Ro/1000=1.08×0.330×122×1570/1000=80.57kN钢丝绳允许拉力P=F破/K=80.57×0.92/7.00=10.59kNToa=9.74×(1.002+3.202)0.5/3.20=10.20kNP=10.59kNTob=9.74×(0.202+3.202)0.5/3.20=9.76kNP=10.59kN钢丝绳承受拉力Toa=10.20kN<P=10.59kN,Tob=9.76kN<P=10.59kN，钢丝绳强度满足要求。5.吊环验算吊环采用18mm HPB235级钢筋制作,As=254mm2，f=50N/mm2每个吊环承受的拉力为：N拉=Toa+Tob=10.20+9.76=19.96吊环可承受的拉力:fAs=50×2×254=25400N=25.40kN吊环强度=25.40kN>N拉=19.96kN，满足要求。6.连墙件计算连墙件采用48×3.5钢管,截面积为489mm2；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44.40m连墙件轴向力设计值N1=N1WN0,其中:风压高度变化系数z=1.25(标高+50m),基本风压o=0.30kN/m2挡风系数=1.128,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=1.0=1.0×1.128=1.128,风荷载标准值k，=0.7zso=0.7×1.25×1.128×0.30=0.30kN/m2N1W=1.4kA=1.4×0.30×9.60=4.03kN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 =4.03+5.00=9.03kN=9030N(N18kN采用双扣件，N18kN采用单扣件，N112kN不宜采用扣件连接)=N1/A连墙件=9030/489=18.47N/mm2连墙件强度=18.47N/mm2f=210N/mm2，满足要求。7.计算结果立杆步距h=1.80m,立杆纵距=1.50m,立杆横距=0.80m,竹串片脚手板铺6层。脚手架采用48×3.5钢管,内立杆离墙尺寸0.20m,拉吊段高度16.40m；采用12mm钢丝绳1.50m拉吊卸荷，吊环采用18mm光面圆钢1.50m,连墙件按2步3跨设置。