落地式扣件钢管脚手架计算书.docx

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落地式扣件钢管脚手架计算书

落地式扣件钢管脚手架计算书

一、基本参数：

立杆纵距la=1.5m

立杆横距lb=1.3m

脚手架形式双排架

脚手架的步距h=1.5m

脚手架搭设高度H=4.5m

小横杆上大横杆根数ng=2根

连墙件布置形式二步三跨

脚手板类型木脚手板

栏杆,档板类型木脚手板挡板

连墙件扣件类型双扣件

脚手板的铺设层数nj=3层

同时施工层数ns=2层

基础底面扩展面积A=0.2m2

二、大横杆的计算

大横杆按照受均布荷载的连续梁计算

1、大横杆荷载计算

脚手板的荷载标准值q1=0.35×0.43=0.15kN/m

活荷载标准值q2=2×0.43=0.86（kN/m）

2、强度计算

（1）、最大弯矩：

其中：

l立杆纵距；取l=1.5m

q1脚手板的荷载标准值q1=0.15kN/m

q2活荷载标准值q2=0.86kN/m

经计算得到：

M=（-0.1×1.2×0.15-0.117×1.4×0.86）×1.5^2=-0.36kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=-0.36kN.m

经计算得到:

σ=0.36×1000000÷（5.08×1000）＝70.87N/mm2

大横杆强度计算值不大于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求

3、挠度计算

最大挠度：

其中:

l立杆纵距l=1.5m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

q1脚手板的荷载标准值q1=0.15kN/m

q2活荷载标准值q2=0.86kN/m

经计算得到：

V=（0.667×0.15+0.99×0.86）×（1.5×1000）^4÷（100×206000×12.19×10000）=1.92mm

最大挠度计算值不大于l/150=10mm,并且小于10mm,故满足要求

三、小横杆的计算

小横杆按照集中荷载作用下的简支梁计算

1、小横杆荷载计算

大横杆自重标准值:

P1=0.03763×1.5=0.06kN

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1.5×0.43=0.23kN

静荷载标准值:

P=0.06+0.23=0.29kN

活荷载标准值:

Q=2×1.5×0.43=1.29kN

2、强度计算

（1）、最大弯矩计算公式如下:

其中:

l立杆的纵距l=1.3m

P静荷载标准值P=0.29kN

Q活荷载标准值Q=1.29kN

经计算得到最大弯矩M=（1.2×0.29+1.4×1.29）×1.3÷3=0.93kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.93kN.m

经计算得到:

σ=0.93×1000000÷（5.08×1000）＝183.07N/mm2

小横杆强度计算值不大于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求

3、挠度计算

其中:

l立杆的纵距l=1.3m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

P静荷载标准值P=0.29kN

Q活荷载标准值Q=1.29kN

经计算最大挠度V=23÷648×（0.29+1.29）×（1.3×1000）^3÷（206000×12.19×10000）=4.91mm

最大挠度计算值不大于l/150=8.67mm,并且小于10mm,故满足要求

四、扣件的抗滑承载力计算:

横杆的自重标准值P1=0.03763×（1.3+1.5）=0.11kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.5×1.3÷2=0.34kN

活荷载标准值Q=2×1.5×1.3÷2=1.95kN

荷载的计算值R=1.2×（0.11+0.34）+1.4×1.95=3.27kN

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:

其中Rc扣件抗滑承载力设计值Rc=12kN

R荷载的计算值R=3.27kN

扣件的抗滑承载力不大于单扣件抗滑承载力设计值8kN,满足要求!

五、脚手架计算：

1、荷载计算:

单立杆部分承受的结构自重标准值NG1=0.14×4.5=0.63kN

脚手板的自重标准值NG2=0.35×3×1.5×（1.3+0.3）=1.26kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG3=0.14×1.5×3÷2=0.32kN

吊挂的安全设施荷载：

NG4=0.005×1.5×4.5=0.03kN

静荷载标准值NG=0.63+1.26+0.32+0.03=2.24kN

活荷载标准值NQ=2×2×1.5×1.3÷2=3.9kN

风荷载标准值Wk=0.7×0.74×1.2×0.35=0.22kN/m2

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×2.24+1.4×3.9=8.15kN

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×2.24+0.85×1.4×3.9=7.33kN

风荷载标准值产生的立杆段弯矩：

Mwk=0.22×1.5×1.5^2÷10=0.07kN.m

风荷载设计值产生的立杆段弯矩：

Mw=0.85×1.4×0.07=0.08kN.m

构配件自重标准值产生的轴向力：

NG2k=1.26+0.32+0.03=1.61kN

2、立杆的稳定性计算:

（1）、立杆的长细比计算:

其中:

lo立杆的计算长度lo=1.155×1.55×1.5=2.69m

i立杆的回转半径i=1.58cm

经过计算,立杆的长细比λ=2.69×100÷1.58=171

（2）、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

N不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取N=8.15kN

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.243

不考虑风荷载时立杆的稳定性σ=8.15×1000÷（0.243×（4.89×100））=68.59N/mm2

考虑风荷载时,单立杆的稳定性计算公式

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

W立杆净截面模量（抵抗矩）；取W=5.08cm3

N考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取N=7.33kN

Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；取Mw=0.08kN.m

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.243

考虑风荷载时立杆的稳定性σ=7.33×1000÷（0.243×（4.89×100））+（0.08×1000000）÷（5.08×1000）=77.43N/mm2

不考虑风荷载时,立杆稳定性不大于205N/mm2,满足要求

考虑风荷载时,立杆稳定性不大于205N/mm2,满足要求

没有双立杆

3、最大搭设高度的计算

不组合风荷载最大搭设高度：

组合风荷载最大搭设高度：

其中：

A立杆净截面面积A=4.89cm2

W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

f钢管立杆抗压强度设计值f=205N/mm2

gk每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.14kN/m

NQK活荷载标准值NQK=3.9kN

Mwk计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩Mwk=0.07kN.m

NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=1.61kN

φ轴心受压杆件稳定系数φ=0.243

经计算，不组合风荷载最大搭设高度Hs=（（0.243×（4.89×100）×205÷1000）-（1.2×1.61+1.4×3.9）÷（1.2×0.14）=101m

组合风荷载最大搭设高度Hs=（（0.243×（4.89×100）×205÷1000）-（1.2×1.61+0.85×1.4×（3.9+0.07×0.243×（4.89÷5.08÷100）））÷（1.2×0.14）=94.27m

单立杆最大搭设高度应该取上式中的较小值Hs=94.27m

由于搭设高度Hs大于等于26m,所以按下式调整:

经计算得到脚手架单立杆高度限值为[H]=86.15m

调整后的高度不宜超过50m,故:

脚手架单立杆最大高度应为50m

六、连墙件的计算:

（1）、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算：

其中：

wk风荷载基本风压值，wk=0.22kN/m2

Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积；Aw=13.5m2

经计算得到：

风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=1.4×0.22×13.5=4.16kN

（2）、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

其中No连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；取No=5kN

Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=4.16kN

经计算得到：

连墙件轴向力计算值Nl=4.16+5=9.16kN

（3）、连墙件轴向力设计值

其中：

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到φ=0.949

A立杆净截面面积A=4.89cm2

[f]钢管的强度设计值[f]=205N/mm2

经过计算得到Nf=0.949×（4.89×100）×205÷1000=95.13kN

长细比λ计算:

其中:

l计算长度l=0.3m

i钢管回转半径i=1.58cm

经过计算,立杆的长细比λ=0.3×100÷1.58=19

计算结果:

连墙件轴向力计算值不大于连墙件的轴向力设计值；满足要求

连墙件轴向力计算不大于于扣件抗滑承载力,满足要求

七、立杆的地基承载力计算：

1、立杆基础底面的平均压力

其中：

N上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N=8.15kN

A基础底面面积A=0.2m2

经计算得到立杆的地基承载力p=（8.15）÷0.2=40.75kPa

2、地基承载力设计值应按下式计算：

其中：

kc脚手架地基承载力调整系数；取kc=0.4

fgk地基承载力标准值；取fgk=200kPa

经计算得到地基承载力设计值fg=0.4×200=80kPa

计算结果：

立杆基础底面的平均压力不大于地基承载力设计值80kPa；满足要求