钢管落地脚手架计算书.docx

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钢管落地脚手架计算书

钱桥钢管交易中心商务办公楼

落地脚手架工程

南通建工集团股份有限公司

落地脚手架施工方案

一、工程概况

钱桥钢管交易中心商务办公楼工程属于框剪结构；地上25层、地下1层；建筑高度：

100m；标准层层高：

3.75m。

落地脚手架搭设至五层结构，往上采用悬挑脚手架，本方案只考虑落地脚手架的搭设。

本工程由江苏省钱桥金属制品交易中心有限公司投资建设，由无锡市建筑设计研究院有限责任公司设计，赛华监理公司监理。

二、编制依据

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。

三、参数及计算

1、脚手架参数

双排脚手架搭设高度为30m，采用单管立杆；

搭设尺寸为：

立杆的横距为1.05m，立杆的纵距为1.6m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.40m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×2.75；

横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

连墙件采用三步三跨，竖向间距5.4m，水平间距4.8m，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:

2.000kN/m2；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3、风荷载参数

本工程地处江苏无锡，基本风压0.4kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取1.335，计算立杆稳定性时取1，风荷载体型系数μs为0.208；

4、静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:

0.1278；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.031；

脚手板铺设总层数:

13；

单立杆脚手板铺设层数:

0；

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（m2）:

0.20；地基承载力调整系数:

1.00。

6、大横杆的计算

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，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。

将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

A、均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.031kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×1.05/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.05/（2+1）=0.7kN/m；活荷载的设计值:

q2=1.4×0.7=0.98kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.031+1.2×0.105=0.163kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

B、强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.163×1.62+0.10×0.98×1.62=0.284kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.163×1.62-0.117×0.98×1.62=-0.335kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.284×106,0.335×106）/4180=80.144N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=80.144N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

C、挠度验算:

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：

νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.031+0.105=0.136kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.7kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.136×16004/（100×2.06×105×100400）+0.990×0.7×16004/（100×2.06×105×100400）=2.487mm；

大横杆的最大挠度2.487mm小于大横杆的最大容许挠度1600/150mm与10mm，满足要求！

7、小横杆的计算

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

A、荷载值计算

大横杆的自重标准值：

p1=0.031×1.6=0.049kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×1.05×1.6/（2+1）=0.168kN；

活荷载标准值：

Q=2×1.05×1.6/（2+1）=1.120kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.049+0.168）+1.4×1.12=1.829kN；

小横杆计算简图

B、强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.031×1.052/8=0.005kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

Mpmax=1.829×1.05/3=0.64kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.645kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.645×106/4180=154.322N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=154.322N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

C、挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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如下:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.031×10504/（384×2.06×105×100400）=0.023mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.049+0.168+1.12=1.337kN；

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:

νpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI

νpmax=1337.12×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105×100400）=2.656mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.023+2.656=2.68mm；

小横杆的最大挠度为2.68mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！

8、扣件抗滑力的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。

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,取16.00kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值:

P1=0.031×1.6×2/2=0.049kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.031×1.05/2=0.016kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.05×1.6/2=0.252kN；

活荷载标准值:

Q=2×1.05×1.6/2=1.68kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.049+0.016+0.252）+1.4×1.68=2.733kN；

R<16.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

9、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：

D表示单立杆部分，S表示双立杆部分。

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1278kN/m

NGD1=[0.1278+（1.60×2/2）×0.031/1.80]×（30.00-6.00）=3.722kN；

NGS1=[0.1278+0.031+（1.60×2/2）×0.031/1.80]×6.00=1.115kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NGD2=0.3×0×1.6×（1.05+0.4）/2=0kN；

NGS2=0.3×（13-0）×1.6×（1.05+0.4）/2=4.524kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NGD3=0.15×0×1.6/2=0kN；

NGS3=0.15×（13-0）×1.6/2=1.56kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NGD4=0.005×1.6×（30-6）=0.192kN；

NGS4=0.005×1.6×6=0.048kN；

经计算得到，静荷载标准值

NGD=NGD1+NGD2+NGD3+NGD4=3.914kN；

NGS=NGS1+NGS2+NGS3+NGS4=7.247kN；

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=2×1.05×1.6×2/2=3.36kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Nd=1.2NGD+0.85×1.4NQ=1.2×3.914+0.85×1.4×3.36=8.695kN；

Ns=1.2NGS+0.85×1.4NQ=1.2×7.247+0.85×1.4×3.36=12.694kN；

10、立杆的稳定性计算:

外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=0.4kN/m2；

μz--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：

μz=1，1；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.208；

经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为:

Wk1=0.7×0.4×1×0.208=0.058kN/m2；

Wk2=0.7×0.4×1×0.208=0.058kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW分别为:

Mw1=0.85×1.4Wk1Lah2/10=0.85×1.4×0.058×1.6×1.82/10=0.036kN·m；

Mw2=0.85×1.4Wk2Lah2/10=0.85×1.4×0.058×1.6×1.82/10=0.036kN·m；

A.主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=Nd=8.695kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.6cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.7；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.534m；

长细比:

L0/i=221；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=1.149

立杆净截面面积：

A=3.91cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.18cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=8695.36/（1.149×391）+35928.023/4180=27.95N/mm2；

立杆稳定性计算σ=27.95N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

B.架体底部立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=[1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ]/2=8.696kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.6cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.7；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.534m；

长细比:

L0/i=221；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=1.149

立杆净截面面积：

A=3.91cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.18cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=8695.72/（1.149×391）+35928.023/4180=27.951N/mm2；

立杆稳定性计算σ=27.951N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

11、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：

Nl=Nlw+N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝1.335，μs＝0.208，ω0＝0.4，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×1.335×0.208×0.4=0.078kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=25.92m2；

按《规范》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：

Nlw=1.4×Wk×Aw=2.821kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=7.821kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=400/16的结果查表得到φ=0.933，l为内排架距离墙的长度；

A=3.91cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.933×3.91×10-4×205×103=74.785kN；

Nl=7.821

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=7.821小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

12、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

p≤fg

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=86.957kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ=1.2×（3.914+7.247）+0.85×1.4×3.36=17.391kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=86.957≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

四、脚手架施工

1、纵横向水平杆、脚手板

纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。

纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置；两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆端的距离不应小于100mm。

3）当使用竹笆脚手板时，纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm。

横向水平杆的构造应符合下列规定：

1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度不应大于0.4l（l为架宽度），且不应大于500mm。

2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。

3）使用竹笆脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端，应用直角扣件固定在立杆上。

脚手板的设置应符合下列规定：

1）作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120-150mm。

2）竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

2、立杆

A、每根立杆底部应设置5×10木方作为垫板。

B、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

立杆必须用连墙杆与建筑物可靠连接，连墙件布置间距垂直方向以楼层为支点，纵以三跨设一处。

立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。

对接、搭接应符合下列规定：

1）立杆上的对接扣件应交错布置：

两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

2）搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

双管立杆中副立杆的高度不应低于3步，钢管长度不应小于6m。

3、连墙杆

连墙件纵向三跨一处，采用预埋φ8钢筋拉结，钢筋支撑的刚性连接。

并宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm。

4、剪刀撑与横向斜撑

每道剪刀撑跨越立杆的根数：

45度时为7根；50度时为6根；60度是为5根。

每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45-60度之间。

高度在24m以下的脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m。

高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑；

剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1米。

剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。

5、施工准备

A、专业工长应按施工组织设计中有关脚手架要求，向架设和使用人员进行技术交底。

B、对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收，不合格产品不得使用。

C、经检验合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。

D、应清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并使排水畅通。

6、搭设

脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。

每搭完一步脚手架后，应按规范规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

底座安放应符合下列规定：

底座、垫板均应准确地放在定位线上；

垫板宜采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm的木垫板，也可采用槽钢。

立杆搭设应符合下列规定：

相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内；

开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。

当搭至有连墙件的构造点时，在搭以完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件；

纵向水平杆在封闭脚手架的同一步中，纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。

剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端必须支承在垫导体或垫板上。

螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m，且不应大于65N.m。

在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；

对接扣件开口应朝上或朝内；

各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定：

A、栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；

B、上栏杆上皮高度应为1.2m；

C、挡脚板高度不应小于180mm；

D、中栏杆应居中设置。

7、拆除

拆除脚手架前的准备工作应符合下列规定：

A、全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求；

B、应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施，经批准后方可实施。

C、应由专业工长和安全负责人进行拆除安全技术交底；

D、应清除脚手架上杂物及地面障碍物。

拆除脚手架时，应符合下列规定：

A、拆拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；

B、连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。

卸料时应符合下列规定：

A、各构配件严禁抛掷至地面；

B、运至地面的构配件应按要求及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。

8、脚手架拆除及验收

脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收：

1）基础完工后及脚手架搭设前；

2）作业层施加荷载前；

3）每搭设完10-13m高度后；

4）达到设计高度后；

5）遇到六级大风与大雨后；

6）停用超过一个月。

脚手架使用中，应定期检查下列项目：

1）杆件的设置和连接，连墙件、支撑、等的构造是否符合要求；

2）地基是否积水，底座是否松动，立杆是否悬空；

3）扣件螺栓是否松动；

4）立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合规定；

5）安全防护措施是否符合要求；

6）是否超载。

五、安全管理

1、脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准考核合格的专业架子工。

上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。

2、搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

3、作业层上的施工荷载应符合设计要求（不大于3KN/m2，可同时有两步架作业），不得超载。

不得将模板支架、泵送砼和砂浆的输送管等固