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脚手架计算书

双排落地扣件式钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规X》〔JGJ130-2011〕.

计算的脚手架为单排脚手架,搭设高度8#楼为18.28米,9#楼为20.78米.12.0米以下采用双管立杆,12.0米以上采用单管立杆.搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,横杆的步距1.50米.采用的钢管类型为

48×3.5,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距4.50米.施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设2层.卸荷钢丝绳采取2段卸荷,吊点卸荷水平距离4倍立杆间距.卸荷钢丝绳的换算系数为0.85,安全系数K=5.0,卸荷钢丝绳上吊点与下吊点距离2.55m.

一、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面.

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和

变形.

1.1均布荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m

施工活荷载标准值Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m

小横杆计算简图

1.2抗弯强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下:

M=2.356×1.0502

=0.325×106/5080.0=63.917N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

1.3挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×1.713×1050.04/<384×2.06×105×121900.0>=1.080mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

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,小横杆在大横杆的上面.

用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形.

2.1荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN

荷载的计算值P=<1.2×0.040+1.2×0.184+1.4×1.575>/2=1.237kN

大横杆计算简图

2.2抗弯强度计算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=0.08×<1.2×0.038>×1.5002+0.267×1.237×

=0.504×106/5080.0=99.152N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.3挠度计算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=0.677×0.038×1500.004/<100×2.060×105×121900.000>=0.05mm

集中荷载标准值P=<0.040+0.184+1.575>/2=0.900kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.883×899.535×1500.003/<100×2.060×105×121900.000>=2.28mm

最大挠度和为

V=V1+V2=2.329mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

三、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:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

3.1荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN

荷载的计算值R=1.2×0.058+1.2×0.276+1.4×2.362=3.707kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN.

四、脚手架荷载标准值:

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：

<1>每米立杆承受的结构自重标准值为

NG1=0.139×37.000=5.158kN

<2>脚手板的自重标准值；采用木脚手板,标准值为0.35

NG2=0.350×2×1.500×<1.050+0.300>/2=0.709kN

<3>栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15

NG3=0.150×1.500×2/2=0.225kN

<4>吊挂的安全设施荷载,包括安全网；0.005

NG4=0.005×1.500×37.000=0.277kN

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.369kN.

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1/2取值.

经计算得到,活荷载标准值NQ=3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压,按照《建筑结构荷载规X》附录表D.4的规定采用：

W0=0.450

Uz——风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规X》附录表的规定采用：

Uz=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=0.600

经计算得到,风荷载标准值

Wk=0.7×0.450×1.250×0.600=0.236kN/m2.

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力

N=<1.2×6.369+0.85×1.4×4.725>/3×1.50=6.633kN

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

考虑到分段卸荷作用,经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力

N=<1.2×6.369+1.4×4.725>/3×1.50=7.129kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

Mw=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值；

la——立杆的纵距；

h——立杆的步距.

经过计算得到风荷载产生的弯矩

Mw=0.85×1.4×0.236×1.500×1.500×

五、立杆的稳定性计算:

5.1卸荷计算

卸荷吊点按照完全卸荷计算方法.

在脚手架全高X围内增加2个吊点；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以吊点分段计算.

计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配.

经过计算得到

1=arctg[2.55/<1.05+0.30>]=1.084

2=arctg[2.55/0.30]=1.454

最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为19.898kN和19.898kN.

最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为21.387kN和21.387kN.

考虑荷载组合,各吊点位置处内力计算为

T1=24.19T2=21.54F1=11.32F2=2.52

其中T钢丝绳拉力,F钢丝绳水平分力.

所有卸荷钢丝绳的最大拉力为24.19kN.

选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于5.000×24.19/0.850=142.29kN.

选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度2000MPa,直径14.0mm.

满足要求!

在梁、板上预埋Φ20的圆钢环,圆钢环埋入混凝土中的长度不少于25d.

圆钢预埋示意图如下所示：

置于梁、板底筋下,锚固长度≥25d

圆钢预埋示意图

圆钢环强度计算公式为：

=T/A<[f]

其中[f]——钢筋抗拉强度,[f]=205N/mm2；

A——圆钢环截面积,每个圆钢环按照两个截面计算.A＝314mm2

经过计算得到,

=T/A=24.19×103/2×314=38.52N/mm2<205N/mm2

满足要求!

5.2不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值,

N=7.129kN；

i——计算立杆的截面回转半径,

i=1.58cm；

k——计算长度附加系数,取1.155；

u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,

u=1.500；

l0——计算长度,由公式l0=kuh确定,

l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；

A——立杆净截面面积,

A=4.890cm2；

W——立杆净截面模量<抵抗矩>,

W=5.080cm3；

——由长细比,为2599/16=164；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到

=0.262；

——钢管立杆受压强度计算值；经计算得到

=7129/<0.26×489>=56.07N/mm2；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,

[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

5.3考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值,

N=6.633kN；

i——计算立杆的截面回转半径,

i=1.58cm；

k——计算长度附加系数,取1.155；

u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,

u=1.500；

l0——计算长度,由公式l0=kuh确定,

l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；

A——立杆净截面面积,

A=4.890cm2；

W——立杆净截面模量<抵抗矩>,

W=5.080cm3；

——由长细比,为2599/16=164；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到

=0.262

Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,

Mw；

——钢管立杆受压强度计算值；经计算得到

=6633/<0.26×489>+95000/5080=70.87N/mm2；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,

[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

六、最大搭设高度的计算:

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=1.159kN；

NQ——活荷载标准值,NQ=4.725kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.139kN/m；

经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度

Hs=109.417米.

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米：

经计算得到,不考虑风荷载时,脚手架搭设高度限值[H]=50.000米.

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K=1.159kN；

NQ——活荷载标准值,NQ=4.725kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.139kN/m；

Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,

；

经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=101.019米.

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米：

经计算得到,考虑风荷载时,脚手架搭设高度限值[H]=50.000米.

七、连墙件的计算:

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值,应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载标准值,wk=0.236kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,

Aw=3.00×4.50=13.500m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；

No=5.000

经计算得到Nlw=4.465kN,连墙件轴向力计算值Nl=9.465kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=20.00/1.58的结果查表得到

=0.97；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2.

经过计算得到Nf=97.082kN

Nf>Nl,连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体、框架柱连接.

经过计算得到Nl=9.465kN大于扣件的抗滑力8.0kN,不满足要求!

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN.所以连墙件采用双扣件进行连接固定,满足要求！

八、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

其中p——立杆基础底面的平均压力,p=N/A；p=21.387

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；N=5.347

A——基础底面面积；A=0.25

fg——地基承载力设计值；fg=68.000

地基承载力设计值应按下式计算

fg=kc×fgk

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.40

fgk——地基承载力标准值；fgk=170.00

地基承载力的计算满足要求!

武邑县20##经济适用房项目

双排落地扣件式钢管脚手架计算书

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##广厦建筑工程##

二〇一三年四月