脚手架计算书步距18.docx
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脚手架计算书步距18
本工程首层～设备层双排脚手架采用Φ48×3.5钢管单立杆，最大搭设高度50m以下（为20.2m），搭设按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）的设计尺寸及构造要求搭设，故对其相应杆件不再进行设计计算。
本工程五～十九层外双排脚手架采用Φ48×3.5钢管单立杆脚手架，脚手架搭设高H=57.6m。
双排脚手架用于结构施工和装修施工。
需对此脚手架进行验算。
计算参数如下：
序号
参数名称及符号
参量
序号
参数名称及符号
参量
1
搭设高度H
57.6m
8
立杆截面积A
489mm2
2
步距h
1.8m
9
钢材抗压强度设计值fc
205N/mm2
3
立杆纵距la
1.5m
10
立杆截面抵抗距W
5080mm3
4
立杆横距lb
1.2m
11
立杆回转半径i
15.8mm
5
作业层数n1
2
12
基本风压W0
0.35KN/m2
6
连墙杆竖距hw
3.6m
13
脚手架与建筑物间距
0.30m
7
连墙杆横距ln
3.0m
14
小横杆挑出b
100㎜
1、荷载计算（此脚手架计算查表所得值通过《建筑施工手册（第四版）1》查得）
①恒载的标准值Gk：
Gk=Hi（gk1+gk3）+n1lagk2
由表5—7查得gk1＝0.1089KN/m；gk2＝0.2356KN/m；gk3＝0.1113KN/m。
a.当取Hi＝56.7m
用于结构作业时，Gk=Hi（gk1+gk3）+n1lagk2
＝56.7×（0.1089＋0.1113）＋1.5×0.2356
＝12.84KN
用于装修作业时，Gk=Hi（gk1+gk3）+n1lagk2
＝56.7×（0.1089＋0.1113）＋2×1.5×0.2356
＝13.19KN
b.当取Hi＝28.4m
用于结构作业时，Gk=Hi（gk1+gk3）+n1lagk2
＝28.4×（0.1089＋0.1113）＋1.5×0.2356
＝6.61KN
用于装修作业时，Gk=Hi（gk1+gk3）+n1lagk2
＝28.4×（0.1089＋0.1113）＋2×1.5×0.2356
＝6.96KN
②活载（作业层施工荷载）的标准值Qk：
Qk=n1×la×qk
由表5—12查得qk＝1.8KN/m（结构作业时）和qk＝1.2KN/m（装修作业时）则有：
用于结构作业时，Qk=1.5×1.8＝2.7KN
用于装修作业时，Qk=2×1.5×1.2＝3.6KN
③风荷载验算
qWK=ωk·La
ωk=0.7μzμsω0
μs=1.2ξ（1+η）（敞开式双排脚手架查《建筑施工脚手架实用手册》表4—21和表4—22得ξ＝0.089；η＝1.00）
μs=1.2ξ（1+η）＝1.2×0.089×（1＋1）＝0.21KN/m2
查全国基本风压分布图得北京地区的基本风压为ω0=0.35KN/m2。
当H=24m，风压高度变化系数μZ=1.01；
H=47.4m，风压高度变化系数μZ=1.32；
则风荷载：
ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.01×0.21×0.35=0.052KN/m2（离地24m）
ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.32×0.21×0.35=0.07KN/m2（离地47.4m）
作用与立柱的风线荷载标准值,柱距L=1.5m
qWK=ωk·La=0.052×1.5=0.078KN/m（离地24m）
qWK=ωk·La=0.07×1.5=0.105KN/m（离地50.5m）
风荷载产生的弯距，h=1.8m步距
MWK=0.12qWKh2=0.12×0.078×1.82=30.33KN㎜（离地24m）
MWK=0.12qWKh2=0.12×0.105×1.82=40.82KN㎜（离地50.5m）
2、脚手架整体稳定验算
①确定材料强度附加分项系数rm’
因组合风荷载，查表5—5，得rm’＝1.59×1+0.9（η+λ）
1+η+λ
rm’的计算结果列入下表，其中Nwk=MwkA/W=489Mwk/5080=0.09626×30.33（40.82）
＝2.92（3.93）KN
rm’计算表
验算截面
使用
类别
NGk
（KN）
NQk
（KN）
NWk
（KN）
η
λ
rm’
rR’=0.9rm’
24m
结构
12.84
2.7
2.92
0.190
0.205
1.545
1.390
装修
13.19
3.6
0.247
0.200
1.541
1.387
47.4m
结构
6.61
2.7
3.93
0.370
0.539
1.514
1.363
装修
6.96
3.6
0.471
0.514
1.472
1.325
②计算轴心力设计值N’
N’=1.2（NGK+NQK）
式中NGK即GK，NQK即QK的数值代入得到：
a.验算24m截面
用于结构作业时，N’=1.2（12.84＋2.7）＝18.65KN
用于装修作业时，N’=1.2（13.19＋3.6）＝20.15KN
b.验算47.4m截面
用于结构作业时，N’=1.2（6.61＋2.7）＝11.17KN
用于装修作业时，N’=1.2（6.96＋3.6）＝12.67KN
③计算风荷载弯距MW
MW＝1.2MWK
a.验算24m截面
MW＝1.2MWK=1.2×30.33=36.40KNmm
b.验算47.4m截面
MW＝1.2MWK=1.2×40.82=48.98KNmm
④确定稳定系数φ
查表5—16得μ＝1.53，λ＝μh/i=1.53×1.8/0.0158=174,
由表5—18查得φ＝0.235
⑤验算稳定
N’Mw
──＋───≤fc/0.9rm’
·AW
得到验算结果，列入下表
验算
截面
使用
类别
fc/0.9rm’
φ，A，W
N’
（KN）
Mw
（KN.mm）
N’Mw
──＋──
·AW
验算
结果
24m
结构
0.147
φ＝0.235
A＝489mm2
W=5.08×103mm3
18.65
36.40
0.172
不合格
装修
0.148
20.15
0.182
47.4m
结构
0.126
11.17
48.98
0.107
合格
装修
0.155
12.67
0.120
通过计算可得五～十九层的外脚手架底面截面验算不合格，对此架进行卸荷处理，五～十九层脚手架搭设高度在18m（在十层相对高度37m）和36m（在十五层相对高度55m）处卸荷。
3、脚手架卸荷计算
五～十九层脚手架搭设高度在十层18m（相对高度37m）和在十五层36m（相对高度55m）处卸荷。
脚手架总高度57.6m（相对高度76.6m），卸荷计算高度为21.6m，查表所得值见《建筑施工脚手架实用手册》。
①计算底层立柱的轴心压力（按21.6m计算）
a.脚手架结构自重产生的轴心压力NGK，一跨内（L=1.5m）荷载
由表4—38查得一个柱距范围内脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：
gk=0.125KN/m
NGK＝H×gk=21.6×0.125=2.7KN
b.脚手架活荷载产生的轴心压力：
脚手板产生的轴心压力，查表4—39得：
NQ1K＝0.663KN
敞开式脚手架的防护材料产生的轴心压力，查表4—40得：
NQ2K＝0.228KN
根据装修用途脚手架，二层同时操作，施工均布荷载QK＝2×2.0=4.0KN/m2，查表4—41得施工荷载产生轴心压力：
NQ3K＝4.42KN
活荷载产生得轴心压力标准值为：
NQK＝0.663＋0.228＋4.42＝5.31KN。
c.计算立柱的轴心压力设计值：
N=1.2×NGK+1.4NQK＝1.2×2.7+1.4×5.31=10.68KN
②计算钢丝绳拉力T和水平力P（计算简图见上）
tgβ＝3600/1650=2.18
β＝65.40
T=N/2/sinβ=5.34/sin65.4=5.87KN
P=N/2/tgβ=5.34/2.18=2.45KN
③钢丝绳验算
钢丝绳选用1根6×37直径13mm，钢丝绳公称抗拉强度1400N/mm2，破断拉力总和为87.8kN，荷载不均匀系数取0.82
K为安全系数，取8.0
钢丝绳允许拉力[Fg]=87.8×0.82/8.0=12.0
钢丝绳拉力T=5.87
<[Fg]=12.0
，满足要求。
4、型钢悬挑式脚手架悬挑架设计及计算
本工程塔楼从地上5层~19层采用型钢悬挑式钢管脚手架，在上一层用钢丝绳斜拉挑梁端头，施工作业层结构为1层、装修为2层，采用木脚手板铺设；脚手架用Φ48×3.5钢管和扣件搭设，立杆横向间距1.2m，纵距1.5m，步距为1.8m，内立杆距建筑物结构外边缘0.3m。
脚手架支撑在16#工字钢横梁上，横梁沿脚手架纵向放置在Ⅰ22a工字钢制作的水平挑梁上，挑梁末端由钢丝绳斜拉固定在上一层梁底，钢丝绳选用2根6×37直径17.5mm。
脚手架外立杆里侧挂密目安全立网封闭施工；连墙杆采用钢管抱柱和在楼板外侧预埋短钢管两种做法，按照2步2跨设置；剪刀撑在外侧立面整个长度和高度上连续设置。
型钢外挑架图如下图：
①荷载计算（按30m计算）
脚手架结构自重产生的轴心压力NGK，一跨内（L=1.5m）荷载
由表4—38查得一个柱距范围内脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：
gk=0.125KN/m
NGK＝H×gk=30×0.125=3.75KN
b.脚手架活荷载产生的轴心压力：
脚手板产生的轴心压力，查表4—39得：
NQ1K＝0.663KN
敞开式脚手架的防护材料产生的轴心压力，查表4—40得：
NQ2K＝0.228KN
根据装修用途脚手架，二层同时操作，施工均布荷载QK＝2×2.0=4.0KN/m2，查表4—41得施工荷载产生轴心压力：
NQ3K＝4.42KN
活荷载产生得轴心压力标准值为：
NQK＝0.663＋0.228＋4.42＝5.31KN。
c.计算立柱的轴心压力设计值：
P=1.2×NGK+1.4NQK＝1.2×3.75+1.4×5.31=11.94KN
②工字钢横梁验算
为了减少锚固挑梁对以后装修施工的影响，沿脚手架纵向铺设工字钢横梁，作为脚手架立杆支点。
横梁实际为多跨连续梁，这里按三跨连续梁计算：
a.横梁选用16#工字钢，自重Q=205N/m
=10.04
b.强度验算
按公式：
f
截面塑性发展系数——对于工字形截面：
型钢截面x轴的净截面抗弯模量——对于16#工字钢：
钢材抗弯强度设计值——f=205N/mm2
带入公式得：
=10040/（1.05×141）=67.81≤f=205N/mm2，满足要求。
整体稳定性验算
按公式：
≤f=205N/mm2
式中
——稳定系数，经过计算
=1.0，将稳定系数
带入公式得：
，满足要求。
③工字钢挑梁验算
工字钢挑梁选用22a工字钢，自重Q=330N/m，作用在挑梁上的集中荷载N=P=12.3+0.205×3=12.915KN。
从上面的计算简图可以看出，工字钢挑梁为一端铰支，一端由钢丝绳斜拉平衡，作用在挑梁上面的荷载除钢梁自重外，还有上部脚手架通过横梁传给挑梁的集中荷载N。
经过计算：
拉力T=16.91
；挑梁最大弯矩：
Mmax=20.664KNm
强度验算
工字形截面塑性发展系数
；净截面抗弯模量
。
=20664/（1.05×309）=63.69＜f=205N/mm2，满足要求。
稳定性验算
按公式：
≤f=205N/mm2
式中
——稳定系数，经过计算
=1.0，将稳定系数
带入公式得：
，满足要求。
④钢丝绳验算
钢丝绳选用2根6×37直径17.5mm（1根为安全绳），钢丝绳公称抗拉强度1400N/mm2，破断拉力总和为156.0kN，荷载不均匀系数取0.82
K为安全系数，取8.0
钢丝绳允许拉力[Fg]=156×0.82/8.0=16.0
钢丝绳拉力T=16.91
≈[Fg]=16.0
，满足要求。
⑤吊环选择
在三层梁底预埋2Φ25圆钢，埋入梁内。
按规范吊环拉应力不应大于50N/mm2，每个吊环按两个截面计算
吊环截面Ag=T/（4×50）=16910/（4×50）=85mm2
直径25一级钢，Ag=490mm2>85mm2，满足要求
5、连墙件验算
连墙件采用48×3.5钢管，连接用直角扣件、旋转扣件。
连墙件的轴向设计值计算：
采用二步二跨布置连墙件，h=1.8m；l=1.5m；取连墙杆竖距hw=3.6m；连墙杆横距ln=3.0m。
Nl=Nlw+N0
Nl—连墙件轴向设计值（KN）
Nlw—风荷载产生的连墙件轴向设计值
N0—连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（KN），
取5
ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.32×0.21×0.35=0.07KN/m2
Nlw=1.4ωkAK（AK为迎风面积）
=1.4×0.07×（3.6×3.0）
=1.06KN
Nl=Nlw+N0=1.06+5=6.06KN〈RC=8.00KN（满足要求）
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