钢构吊装满堂脚手架支撑体系专项施工计算书.docx
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钢构吊装满堂脚手架支撑体系专项施工计算书
一、工程简介
1.1工程概况
本工程采用钢筋混凝土框架结构，其顶层为穹顶网壳钢结构，结构投影为圆形，分为上下两层。
主体下层直径43.2米，高度14米，上层直径6米，高度2.8米，钢结构高度16.8米。
施工需搭设脚手架施工平台，脚手架高度23.5米，长度宽度为15米，需承受10t的结构荷载（中间环梁，小圆钢结构及侧方圆弧梁）。
根据现场情况及上部荷载大小，拟采用扣件式满堂脚手架施工方案。
1.2施工平面布置图
二、满堂支撑架计算书
计算依据：
1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
6、《钢结构设计标准》GB50017-2017
2.1架体参数
脚手架安全等级
I级
结构重要性系数γ0
1.1
满堂支撑架的宽度B（m）
15
满堂支撑架的长度L（m）
15
满堂支撑架的高度H（m）
24
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
立杆布置形式
单立杆
纵横向水平杆步距h（m）
1.5
立杆纵距la（m）
1.2
立杆横距lb（m）
1.2
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a（m）
0.2
剪刀撑设置
满足规范要求
2.2荷载参数
每米钢管自重g1k（kN/m）
0.04
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值g2k（kN/m2）
0.35
栏杆、挡脚板类型
栏杆、木脚手板挡板
挡脚板自重标准值g3k（kN/m）
0.17
密目式安全立网自重标准值g4k（kN/m2）
0.1
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.167
材料堆放荷载g5k（kN/m2）
1
施工均布荷载qk（kN/m2）
3
平台上的集中力F1（kN）
2
支架外侧竖向封闭栏杆高度Hm（mm）
1200
风荷载参数：
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
省份
内蒙古
0.55
ωk=ω0μzμst=0.07
地区
通辽市
风荷载高度变化系数μz
地面粗糙度
B类（城市郊区）
1
模板支架顶部离建筑物地面高度（m）
10
风荷载体型系数μs
单榀模板支架μst
0.127
整体模板支架μstw
1.51
ωfk=ω0μzμstw=0.831
竖向封闭栏杆μs
1
ωmk=ω0μzμs=0.55
2.3设计简图
搭设示意图：
平面图
侧立面图
2.4板底纵向支撑次梁验算
次梁增加根数n4
2
材质及类型
钢管
截面类型（mm）
Φ48.3×3.6
次梁抗弯强度设计值f（N/mm2）
205
次梁截面惯性矩I（cm4）
12.71
次梁抗剪强度设计值τ（N/mm2）
125
次梁截面抵抗矩W（cm3）
5.26
次梁弹性模量E（N/mm2）
206000
次梁自重标准值Nc（kN/m）
0.04
次梁验算方式
三等跨连续梁
G1k=Nc=0.04kN/m；
G2k=g2k×lb/（n4+1）=0.35×1.2/（2+1）=0.14kN/m；
G3k=g5k×lb/（n4+1）=1×1.2/（2+1）=0.4kN/m；
Q1k=qk×lb/（n4+1）=3×1.2/（2+1）=1.2kN/m；
1、强度验算
板底支撑钢管按均布荷载作用下的三等跨连续梁计算。
满堂支撑架平台上无集中力
q=γ0×max[1.2（G1k+G2k+G3k）+1.4×Q1k,1.35（G1k+G2k+G3k）+1.4×0.7×Q1k]=1.1×max[1.2×（0.04+0.14+0.4）+1.4×1.2,1.35×（0.04+0.14+0.4）+1.4×0.7×1.2]=2.614kN/m
q1=γ0×1.2×（G1k+G2k+G3k）=1.1×1.2×（0.04+0.14+0.4）=0.766kN/m
q2=γ0×1.4×Q1k=1.1×1.4×1.2=1.848kN/m
计算简图
Mmax=0.100qll2+0.117q2l2=0.100×0.766×1.22+0.117×1.848×1.22=0.422kN·m
Rmax=1.100q1l+1.200q2l=1.100×0.766×1.2+1.200×1.848×1.2=3.672kN
Vmax=0.6q1la+0.617q2la=0.6×0.766×1.2+0.617×1.848×1.2＝1.919kN
τmax＝2Vmax/A=2×1.919×1000/506=7.585N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
σ=Mmax/W=0.422×106/（5.26×103）=80.228N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
满堂支撑架平台上增加集中力最不利计算
q2=1.1×1.4×F1=1.1×1.4×2=3.08kN
计算简图
弯矩图（kN·m）
Mmax=1.022kN·m
σ=Mmax/W=1.022×106/（5.26×103）=194.297N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
剪力图（kN）
Rmaxf=5.683kN
Vmaxf=3.73kN
τmax＝2Vmax/A=2×3.73×1000/506=14.743N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
q'1=G1k+G2k+G3k=0.04+0.14+0.4=0.58kN/m
R'max=1.100q'1l=1.100×0.58×1.2=0.766kN
νmax=0.677q'1l4/（100EI）=0.677×0.58×（1.2×103）4/（100×2.06×105×12.71×104）=0.311mm≤min{1200/150，10}=8mm
满足要求！
2.5横向主梁验算
材质及类型
钢管
截面类型（mm）
Φ48.3×3.6
主梁抗弯强度设计值f（N/mm2）
205
主梁截面惯性矩I（cm4）
12.71
主梁抗剪强度设计值τ（N/mm2）
125
主梁截面抵抗矩W（cm3）
5.26
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁自重标准值Nz（kN/m）
0.04
主梁验算方式
三等跨连续梁
横向支撑钢管按照均布荷载和集中荷载作用下三等跨连续梁计算，集中荷载P取板底支撑钢管传递最大支座力。
满堂支撑架平台上无集中力
q=1.1×1.35×Nz=1.1×1.35×0.04=0.059kN/m
q'=Nz=0.04kN/m
p=Rmax/2=3.672/2=1.836kN
p'=R'max/2=0.766/2=0.383kN
计算简图
弯矩图（kN·m）
Mmax=0.596kN·m
σ=Mmax/W=0.596×106/（5.26×103）=113.308N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
剪力图（kN）
Rmaxf=4.239kN
Vmaxf=2.368kN
τmax＝2Vmax/A=2×2.368×1000/506=9.36N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
变形图（mm）
νmax=0.505mm≤min{1200/150，10}=8mm
满足要求！
满堂支撑架平台上增加集中力最不利计算
q=1.1×1.35×Nz=1.1×1.35×0.04=0.059kN/m
p=Rmax/2=3.672/2=1.836kN
p2=Rmaxf/2=5.683/2=2.841kN
计算简图
弯矩图（kN·m）
Mmax=0.781kN·m
σ=Mmax/W=0.781×106/（5.26×103）=148.479N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
剪力图（kN）
Rmaxf=5.014kN
Vmaxf=2.782kN
τmax＝2Vmax/A=2×2.782×1000/506=10.996N/mm2≤[τ]=125N/mm2
满足要求！
2.6可调托座验算
可调托座内主梁根数
2
可调托座承载力容许值[N]kN
30
按上节计算可知，可调托座受力
N=2×Rmax+F1=2×4.239+2=10.478kN≤[N]＝30kN
满足要求！
2.7立杆的稳定性验算
钢管类型
Φ48.3×3.6
立柱截面面积A（mm2）
506
立柱截面回转半径i（mm）
15.9
立柱截面抵抗矩W（cm3）
5.26
抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
次梁增加根数n4
2
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a（m）
0.2
剪刀撑设置类型
满足规范要求
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.167
立杆底部荷载：
NG1=gk×H+la×n4×Nc+lb×Nz=0.167×24+1.2×2×0.04+1.2×0.04=4.152kN
NG2=g2k×la×lb=0.35×1.2×1.2=0.504kN
l=max{la,lb}=max{1.2,1.2}=1.2m
NG3=g3k×l=0.17×1.2=0.204kN
NG4=g4k×l=0.1×1.2=0.12kN
NG5=g5k×la×lb=1×1.2×1.2=1.44kN
NQ1=qk×la×lb=3×1.2×1.2=4.32kN
NQ4=F1=2kN
支撑脚手架风线荷载标准值qwk=la×ωfk=1.2×0.831=0.997kN/m
风荷载作用在作业层栏杆上产生的水平力标准值Fwk=la×Hm×ωmk=1.2×1.2×0.55=0.792kN
支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值Mok
Mok=0.5H2qwk+HFwk=0.5×242×0.997+24×0.792=306.202kN.m
立杆考虑风荷载造成的立杆附加轴力Nwtk，计算如下：
Nwtk=6n×Mok/[（n+1）（n+2）B]=6×13×306.202/[（13+1）×（13+2）×15]=7.582kN
不考虑立杆附加轴力时：
Nd1=γ0×max[1.2×（NG1+NG2+NG3+NG4+NG5）+1.4（NQ1+0.7×NQ4）,1.35×（NG1+NG2+NG3+NG4+NG5）+0.7×1.4×（NQ1+NQ4）]=1.1×max[1.2×（4.152+0.504+0.204+0.12+1.44）+1.4×（4.32+0.7×2）,1.35×（4.152+0.504+0.204+0.12+1.44）+0.7×1.4×（4.32+2）]=17.283kN
考虑立杆附加轴力时：
Nd2=Nd1+1.1×1.4×0.6×Nwtk=17.283+1.1×1.4×0.6×7.582=24.289kN
1、长细比验算
l0=h+2a=1500+2×200=1900mm
λ=l0/i=1900/15.9=119.497≤[λ]=210
满足要求！
2、立柱稳定性验算
查表得，φ＝0.458
考虑风荷载
根据《规范》GB51210-2016第6.2.10~6.2.13条文说明，立杆产生的最大附加轴力与最大弯曲应力不发生在同一位置，
可视为不同时出现在所选择的计算单元内，因此，风荷载组合计算时，分别进行组合计算。
架体背风面，考虑立杆附加轴力，不考虑风荷载造成的弯曲应力：
σ=Nd2/（φA）=24.289×103/（0.458×506）=104.808N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
架体迎风面，不考虑立杆附加轴力，考虑风荷载造成的弯曲应力：
Mwd=γ0φwγQMwk=γ0φwγQ（ζ2wklah2）=1.1×0.6×1.4×（1×0.07×1.2×1.52/10）=0.017kN·m
σ=Nd1/（φA）+Mwd/W=17.283×103/（0.458×506）+0.017×106/5260=77.898N/mm2≤[σ]=205N/mm2
满足要求！
2.8抗倾覆验算
参考《规范》GB51210-2016第6.2.17条：
B2la（gk1+gk2）+2ΣGjkbj≥3γ0Mok
gk1——均匀分布的架体面荷载自重标准值kN/m2
gk2——均匀分布的架体上部的模板等物料面荷载自重标准值kN/m2
Gjk——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值kN
bj——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料至倾覆原点的水平距离m
B2la（gk1+gk2）+2ΣGjkbj=B2la[qH/（la×lb）+la×n4×Nc+lb×Nz+g2k+g5k]+2×F1×B/2=152×1.2×[0.167×24/（1.2×1.2）+1.2×2×0.04+1.2×0.04+0.35+1]+2×2×15/2=1184.88kN.m≥3γ0Mok=3×1.1×306.202=1010.465kN.m
满足要求！
2.9立杆支承面承载力验算
脚手架放置位置
混凝土楼板上
混凝土板厚度h（mm）
100
砼设计强度等级
C15
立杆底座面积A（m2）
0.02
1、抗冲切验算
楼板抗冲切承载力：
βh=1，ft=0.91N/mm2，σpc.m=1N/mm2，η=0.4+1.2/βs=0.4+1.2/2=1，ho=100-15=85mm，μm=4×（a+ho）=4×（141.42+85）=905.69mm
Fl=（0.7βhft+0.15σpc.m）ημmh0=（0.7×1×0.91×103+0.15×103×1）×1×0.74×0.085=49.502kN≥N=24.289kN
满足要求！
1、局部受压承载力验算
楼板局部受压承载力：
ω=0.75，βl=（Ab/Al）0.5=0.414，fcc=0.85×7.20=6.120N/mm2
Fl=ωβlfccA=0.75×0.414×6.120×103×0.02=38.025kN≥N=24.289kN
满足要求！
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