外双排脚手架计算.docx

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外双排脚手架计算

外双排脚手架计算

双排落地式脚手架计算书

一、编制说明

钢管扣件脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ130－2022）。

计算的脚手架为双排扣件式脚手架，立杆采用单立杆，搭设高度为20m。

具体搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.2m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8m。

连墙件采用三步三跨，竖向间距5.4m，水平间距3.6m。

横杆与立杆连接采用单扣件方式连接方式，小横杆在下（南方搭设法），大小横杆搭设方法见图。

采用的钢管类型为Φ48×3.5自重标准值按0.0384kN/m考虑，脚手板自重标准值按0.35kN/m2考虑，栏杆挡脚手板自重标准值按0.11kN/m2考虑，安全设施与安全网自重标准值按0.005kN/m2考虑。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时2层施工，脚手架上共铺设脚手片4层。

二、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片和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

设大横杆数量为：

2根。

㈠均布荷载的计算

大横杆的自重标准值：

0.0384kN/m；

脚手板的荷载标准值：

0.35×1.05/3＝.1225kN/m；

活荷载标准值：

3.0×1.05/3＝1.05kN/m；

静荷载的计算值：

q1＝1.2×.0384+1.2×.1225＝.1931kN/m；

活荷载的计算值：

q2＝1.4×1.05＝1.47kN/m。

㈡强度计算

最大弯矩考虑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：

M1max＝0.08q1l2＋0.101q2l2

跨中最大弯矩为M1max＝0.08×.1931×1.22＋0.101×1.47×1.22＝.236kN.m

支座最大弯矩计算公式如下：

M2max＝－0.10q1l2－0.117q2l2

支座最大弯矩为M2max＝－0.10×.1931×1.22－0.117×1.47×1.22＝-.2755kM.m

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ＝Mmax/W＝.2755×1000000/5080＝54.2323N/mm2；

因为σ＝54.2323N/mm2≤205N/mm2符合要求。

㈢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：

Vmax＝0.677q1l4/100EI＋q2l4/100EI

静荷载标准值：

q1＝.0384＋.1225＝.1609kN/m；

活荷载标准值：

q2＝Q＝1.05kN/m；

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

Vmax＝0.677×.1609×（1.2×1000）4/（100×206000×121900）＋0.990×1.05×（1.2×1000）4/（100×206000×121900）＝.9483mm因为Vmax＝.9483mm≤l/150并且≤10mm符合要求。

三、小横杆的计算

小横杆按照简支梁进行强度和扰度计算，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。

㈠荷载计算值

大横杆的自重标准值：

P1＝.0384×1.2＝.0461kN

脚手板的荷载标准值：

P2＝0.35×1.05×1.2/3＝.147kN

活荷载标准值：

Q＝3.0×1.05×1.2/3＝1.26kN

荷载的计算值：

P＝1.2×（.0461＋.147）＋1.4×1.26＝1.9957kN

㈡强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载和荷载的计算值最不利分配弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算公式如下：

Mqmax＝ql2/8

Mqmax＝1.2×0.0384×1.052/8＝.0064kN.m

集中荷载最大弯矩计算公式如下：

Mpmax＝Pl/3

Mpmax＝1.9957×1.05/3＝.6985kN.m

最大弯矩

Mmax＝Mqmax＋Mpmax＝.0064＋.6985＝.7049kN.m

选择最大弯矩值进行强度验算

σ＝Mmax/W＝.7049×1000000/5080＝138.7598N/mm2

因为σ＝138.7598N/mm2≤205N/mm2符合要求。

㈢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。

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式：

Vqmax＝5ql4/384EI

Vqmax＝5×0.0384×（1.05×1000）4/（384×206000×121900）＝.0242mm

集中荷载标准值：

P＝.0461＋.147＋1.26＝1.4531kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下：

Vpmax＝23Pl3/684EI

Vpmax＝23×1.4531×1000×（1.05×1000）3/（684×206000×121900）＝2.3776mm

最大挠度和Vmax＝Vqmax＋Vpmax＝.0242＋2.3776＝2.4018mm

因为Vmax＝2.4018mm≤l/150并且≤10mm符合要求。

四、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；

R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。

当脚手架采用单扣件架设Rc＝8kN，采用双扣件架设Rc＝16kN。

横杆的自重标准值：

P1＝＝0.0384×0.5×1.05＋0.0384×1.2＝.0662kN

脚手板的荷载标准值：

P2＝0.35×1.05×1.2/2＝.2205kN

活荷载标准值：

Q＝3.0×1.2×1.05/2＝1.89kN

荷载的计算值：

R＝1.2×（.0662＋.2205）＋1.4×1.89＝2.99kN

R≤Rc＝8kN，扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

五、脚手架整体计算的荷载标准

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

㈠静荷载标准值包括内容：

⑴每米立杆承受的结构自重标准值：

.1161kN/m。

NG1＝.1161×20＝2.322kN

⑵脚手板自重标准值：

0.35kN/m2

NG2＝0.35×4×1.2×1.05/2＝.882kN

⑶栏杆和挡脚手板自重标准值：

0.11kN/m

NG3＝0.11×4×1.2/2＝.264kN

⑷吊挂的安全网施工荷载标准值：

0.005kN/m2

NG4＝0.005×1.2×20＝.12kN

经计算得到，静荷载标准值为：

NG＝NG1＋NG2＋NG3＋NG4＝2.322＋.882＋.264＋.12＝3.588kN

㈡活荷载标准值

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一半取值。

经计算得到，活荷载标准值为：

NQ＝3.0×2×1.05×1.2/2＝3.78kN

㈢风荷载标准值

风荷载标准值按以下公式计算（规范4.2.3）

Wk＝0.7μz?

μs?

Wo

其中：

Wo——基本风压：

0.30kN/m2

μz——风荷载高度变化系数：

1.2483

μs——风荷载体型系数：

1.3037

经计算得到，风荷载标准值为：

Wk＝0.7×0.30×1.2483×1.3037＝.3418kN/m2

㈣立杆的计算值

⑴不考虑风荷载时，立杆轴向力设计值计算公式（规范5.3.2）

N＝1.2NG＋1.4NQ＝1.2×3.588＋1.4×3.78＝9.5976kN

⑵考虑风荷载时，立杆轴向力设计值计算公式（规范5.3.2）

N＝1.2×NG＋0.85×1.4NQ＝1.2×3.588＋0.85×1.4×3.78＝8.8038kN

⑶风荷载设计值产生的立杆段弯矩计算公式（规范5.3.4）

MW＝0.85×1.4Wklah2/10＝.1581kN.m

⑷风荷载标准值产生的立杆段弯矩计算公式

MW＝Wklah2/10＝.1329kN.m

六、立杆的稳定性计算

㈠不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式（规范5.3.1）

σ＝N/ψA≤［f］

立杆的轴心压力设计值：

N＝9.5976kN

计算长度（规范5.3.3）l0＝κμh其中：

κ＝1.155；μ＝1.7；h＝1.8l0＝κμh＝1.155×1.7×1.8＝3.5343m

轴心受压立杆稳定性系数ψ

λ＝l0/i＝3.5343×1000/15.782＝223.945

查表得：

ψ＝.145

立杆材料特性：

A＝489.303mm2W＝5080mm3［f］＝205N/mm2σ＝N/ψA＝9.5976×1000/（.145×489.303）＝135.2748N/mm2

因为σ＝135.2748N/mm2≤205N/mm2符合要求。

㈡组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式（规范5.3.1）

σ＝N/ψA＋MW/W≤［f］

立杆的轴心压力设计值：

N＝8.8038kN

计算长度（规范5.3.3）l0＝κμh其中：

κ＝1.155；μ＝1.7；h＝1.8l0＝κμh＝1.155×1.7×1.8＝3.5343m

轴心受压立杆稳定性系数ψ

λ＝l0/i＝3.5343×1000/15.782＝223.945

查表得：

ψ＝.145

立杆材料特性：

A＝489.303mm2W＝5080mm3［f］＝205N/mm2σ＝N/ψA＋MW/W＝8.8038×1000/（.145×489.303）+.1581×1000000/5080＝155.2085N/mm2

因为σ＝155.2085N/mm2≤205N/mm2符合要求。

七、最大搭设高度的计算

⑴不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭式和半封闭式的脚手架可搭设高度按照下式计算（规范5.3.6）

Hs＝［ψAf－（1.2NG2k＋1.4NQk）］/1.2gk

构配件自重标准值产生的轴力：

NG2k＝NG2＋NG3＋NG4＝.882+.264+.12＝1.266kN

活荷载标准值：

NQk＝3.78kN

每米立杆承受的结构自重标准值：

gk＝.1161kN/m

Hs＝［.145×489.303×205/1000－（1.2×1.266＋1.4×3.78）］/（1.2×.1161）＝55.5077m

脚手架搭设高度Hs等于或大于26m，按照下式调整且不超过50m（规范5.3.7）

［H］＝Hs/（1＋0.001Hs）

［H］＝55.5077/（1－0.001×55.5077）＝52.5886m

脚手架搭设高度限值：

［H］＝50m

⑵考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭式和半封闭式的脚手架可搭设高度按照下式计算（规范5.3.6）

Hs＝［ψAf－［1.2NG2k＋0.85×1.4（NQk＋ψAMwk/W）］］/1.2gk构配件自重标准值产生的轴力：

NG2k＝NG2＋NG3＋NG4＝.882+.264+.12＝1.266kN

活荷载标准值：

NQk＝3.78kN

每米立杆承受的结构自重标准值：

gk＝.1161kN/m