钢管落地脚手架计算书.docx

第一节钢管落地脚手架计算书一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为24m,立杆采用单立杆；搭设尺寸为：横距Lb为0.8m,纵距La为L5m,大小横杆的步距为1.5m；内排架距离墙长度为0.30m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2根；脚手架沿墙纵向长度为1017.00m；采用的钢管类型为48x3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件采用两步三跨，竖向间距3m,水平间距4.5m,采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2 .活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2层；3 .风荷载参数基本风压0.5kN/m2；风荷载高度变化系数Mz,计算连墙件强度时取092,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数s为0.693；4 .静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1394;脚手板自重标准值(kN/m?):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；安全设施与安全网(kNm2):0.005；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；脚手板铺设总层数：13；5 .地基参数地基土类型：素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；立杆基础底面面积(nd：0.20；地基承载力调整系数：L00。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。6 .均布荷载值计算小横杆的自重标准值：PI=0.038kN/m；脚手板的荷载标准值:P2=0.35X1.5/3=0.175kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.53=L5kN/m；荷载的计算值:q=l.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.5=2.356kN/m；小横杆计算简图7 .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：Mqmax=q1?/8最大弯矩MqmaX=2.356×0.828=0.188kNm；最大应力计算值Q=MqnlaxW=37.104N/mm2；小横杆的最大弯曲应力G=37.104N/mn?小于小横杆的抗弯强度设计值f=205N/mm2,满足要求！8 .挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.175+1.5=1.713kN/m；VqmaX=5ql4384EI最大盘度V=5.0×1.713×8004(384×2.06×105×121900)=0.364mm；小横杆的最大挠度0.364mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333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。1 .荷载值计算小横杆的自重标准值:Pi=0.038X0.8=0.031kN；脚手板的荷载标准值:P2=0.35X0.8X1.5/3=0.14kN；活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/3=1.2kN；荷载的设计值:P=(1.2×0.031+1.2×0.14+1.4×L2)/2=0.942kN；大横杆计算简图2 .强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。Mmax=O.08ql2均布荷载最大弯矩计算:MlmaX=0.08X0.038X1.5X1.5=0.007kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下：Mpmax=0.267P1集中荷载最大弯矩计算:M2max=0267X0.942X1.5=0.377kNm；M=Mimax+M2max=0.007+0.377=0.384kNm最大应力计算值=0.384l06/5080=75.661NZmm2；大横杆的最大弯曲应力计算值。=75.661N/mn?小于大横杆的抗弯强度设计值f=205Nmm2,满足要求！3 .挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和，单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下：vmax=0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：vmax=0.677×0.038×15004/(100×2.06×105×121900)=0.052mm；集中荷载最大挠度计算公式如下：VPmaX=1.883P13/100EI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载P=(0.031+0.14+1.2)/2=0.685kNV=1.883×0.685×15003(100×2.06×105×121900)=1.734mm；最大挠度和：V=Vmax+vpmax=0.052+1.734=1.787mm；大横杆的最大挠度L787mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150二10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.OOkN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.OOkNo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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):RWRC其中RC扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值:Pi=0.038X0.8X2/2=0.031kN；大横杆的自重标准值:P2=0.038X1.5=0.058kN；脚手板的自重标准值:P3=0.35X0.8X1.5/2=0.21kN；活荷载标准值：Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN；荷载的设计值:R=l.2×(0.031+0.058+0.21)+1.4X1.8=2.878kN；R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！五、脚手架立杆荷载计算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，为0.1394kNmNgi=0.1394+(0.80×22)×0.038/1.50X24.00=3.837kN;(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为O.35kNm2Ngz=0.35×13×1.5×(0.8+0.3)/2=3.754kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为O.14kNmNg3=O.14×13×1.5/2=1.365kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kNm2Ng4=0.005X1.5X24=0.18kN；经计算得到，静荷载标准值Ng=Ngi+Ng2+Ng3+Ng4=9.136kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×0.8×l.5×22=3.6kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2Ng+O.85X1.4Nq=1.2X9.136+0.85×1.4X3.6=15.247kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N,=l.2Ng+1.4Nq=1.2×9.136+1.4×3.6=16.003kN;六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk=O.7zso其中o-基本风压(kN112),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0=0.5kN/m2；z-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：z=0.74；s风荷载体型系数：取值为0.693；经计算得到，风荷载标准值为：Wk=0.7X0.5X0.74X0.693=0.179kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为：Mw=0.85×1.4WkLah210=0.85×1.4×0.179×1.5×1.5210=0.072kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式=N(A)+Mw/Wf立杆的轴心压力设计值：N=15.247kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式=N(A)f立杆的轴心压力设计值：N=N=16.003kN;计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30-2001)表5.3.3得：k=1.155；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(JGJI30-2001)表5.3.3得：=1.5；计算长度，由公式Io=kuh确定：Io=2.599m；长细比：L0i=164；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l°i的结果查表得到：=0.262立杆净截面面积：A=4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2；考虑风荷载时=15247.044/(0.262x489)+72086.466/5080=133.198N/mm2；立杆稳定性计算=133.198N/mn?小于立杆的抗压强度设计值f=205Nmm2,满足要求！不考虑风荷载时=16003.044(0.262×489)=124.909N/mm2；立杆稳定性计算=124.909N/mm?小于立杆的抗压强度设计值f=205Nmm2,满足要求！七、最大搭设高度的计算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30-2001)5.3.6条考虑风荷载时,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：HS=Af-(1.2NG2k+0.85×1.4(NQk+MwkAW)1.2Gk构配件自重标准值产生的轴向力Ngzk(kN)计算公式为：Ng2k=Ng2+Ng3÷Ng4=5.299kN；活荷载标准值：Nq=3.6kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk=O.139kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：Mwk=Mw/(1.4X0.85)=0.072/(1.4X0.85)=0.061kN-m；Hs=(0.262×4.89×10×205×103-(1.2×5.299+0.85×1.4×(3.6+0.262×4.89×100×0.061/5.08)/(1.2×0.139)=82.518m；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30-2001)5.3.6条脚手架搭设高度HS等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H=Hs/(l+0.OOlHs)H=82.518/(1+0.001X82.518)=76.228m；H=76.228和50比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值H=50mo脚手架单立杆搭设高度为24m,小于H,满足要求！八、连墙件的稳定性计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：N=Niw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z=O92,s=0.693,0=0.5,Wk=0.7zso=O.7×0.92×0.693×0.5=0.223kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积AW=13.5m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算：Nw=1.4×Wk×Aw=4.217kN；连墙件的轴向力设计值Nl=NlW+N0=9.217kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=Af其中-轴心受压立杆的稳定系数；由长细比1/i=300/15.8的结果查表得到9=0.949,1为内排架距离墙的长度；A=4.89cm2；f=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×IO4X205×IO3=95.133kN；N=9.217<Nf=95.133,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。由以上计算得到Nl=9.217小于双扣件的抗滑力12kN,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Pfg地基承载力设计值：fg=fgk×kc=120kPa；其中，地基承载力标准值：fgk=120kPa；脚手架地基承载力调整系数：kc=1；立杆基础底面的平均压力：p=N/A=76.235kPa；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=15.247kN；基础底面面积：A=0.2m2op=76.235kPafg=120kPa0地基承载力满足要求!十、脚手架配件数量匡算扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，因此按匡算方式来计算；根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算：1.=1.1H(n(l+HsH)+lah-n-2lah)+(Hh)T取整cla取整(m+2)IbNi=1.1(H2h+1)n+1.1(Hh)-l)mN2=2.2(H/h+1)n(l+HsH)+(cla+l)(m+2)K2.2N3=L/liN4 = 0.3 L/liS = 1. 1 (n-2) la IbL长杆总长度(m)；N2 直角扣件数(个)；N4 -旋转扣件数(个)； n立杆总数(根)n=1358;h步距(m) h=1.5;L长杆平均长度；K脚手板铺设层数；Ib立杆横距(m) Ib=O. 8；Ni -小横杆数(根)；N3 -对接扣件数(个)； S脚手板面积(/)；H搭设高度(m) H=24；Ia立杆纵距(m) Ia=L 5； m大/小横杆搭设根数； c脚手架搭设总长度； Hs-双立杆计算高度；长杆总长度(m)L=1.1×24.00×(1358×(1+0.00/24.00)+1.50X1358/1.50-2×1.50/1.50)+(24.00/1.50-1)×(1017.00/L50)×(2+2)×0.80=104193.60；小横杆数(根)Ni=1.1X(24.00/1.50X1/2+1)X1358+1.IX(24.00/1.50-1)×2=13478；直角扣件数(个)N2=2.2X(24.00/1.50+1)×1358×(1+0.00/24.00)+(1017.00/1.50+1)X(2+2)×13×2.2=128467；对接扣件数(个)N3=104193.60/6.00=17366；旋转扣件数(个)N4=0.3X104193.60/6.00=5210；脚手板面积(m?)S=1.1×(1358-2)X1.50X0.80=1789.92,根据以上公式计算得长杆总长104193.6m；小横杆13478根；直角扣件128467个；对接扣件17366个；旋转扣件5210个；脚手板1789.92i112°