钢管落地脚手架计算书.docx

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

钢管落地脚手架搭设方案

为了确保该项目的施工中安全生产,高处作业安全可靠,满足施工进度及作业需要，认真贯彻国家安全生产法规，做到施工现场防护要求明确，技术经济合理而编制脚手架及洞口防护的安全生产方案，并根据该项目的结构及造型而编制的脚手架方案。

南通中天科技光纤有限公司改扩建工程主体为钢筋混凝土框架结构，1a#建筑（新增拉丝塔区）结构层数为5层，建筑高度32.60m，层高分别为6.8米、6.7米、7.4米、7.2米、3.5米，建筑面积6595.42m2；1b#建筑（新增动力区）结构层数为一层，层高为6.8米，建筑面积为705.78平方米；1c#建筑（新增材料库）结构层数为二层，层高分别为6.8米、6.7米，建筑面积为919.48平方米；以上三个建筑面积合计为8740.33平方米。

本工程由中天科技光纤有限公司投资建设，信息产业电子第十一设计研究设计，南通远大建筑设计院有限公司地质勘察，江苏省苏通建工管理项目有限公司监理，南通五建跃进建筑安装工程有限公司组织施工；由缪亚东担任项目经理，缪国军担任技术负责人。

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》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

一、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为33.9米，12米以下采用双管立杆，12米以上采用单管立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.4米，立杆的横距为1.05米，大小横杆的步距为1.8米；

内排架距离墙长度为0.30米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为4根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

连墙件采用两步三跨，竖向间距3.6米，水平间距4.2米，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:

3.000kN/m2；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

3层；

3.风荷载参数

本工程地处江苏省南通市，基本风压为0.45kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为1.13；

脚手架计算中考虑风荷载作用；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m2）:

0.1219；

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:

栏杆、竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m2）:

0.038；

脚手板铺设总层数:

18；

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）:

160.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

二、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。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×1.05/（4+1）=0.063kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.05/（4+1）=0.63kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.063=0.122kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.63=0.882kN/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）

2.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:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.122×1.42+0.10×0.882×1.42=0.192kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.122×1.42-0.117×0.882×1.42=-0.226kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.192×106,0.226×106）/5080=44.488N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=44.488N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.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：

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.038+0.063=0.101kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.63kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.101×14004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.63×14004/（100×2.06×105×121900）=1.059mm；

大横杆的最大挠度1.059mm小于大横杆的最大容许挠度1400/150mm与10mm，满足要求！

三、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。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值：

p1=0.038×1.4=0.054kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×1.05×1.4/（4+1）=0.088kN；

活荷载标准值：

Q=3×1.05×1.4/（4+1）=0.882kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.054+0.088）+1.4×0.882=1.405kN；

小横杆计算简图

2.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=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.405×1.05×0.6=0.885kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.892kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.892×106/5080=175.511N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=175.511N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.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:

Vqmax=5×0.038×10504/（384×2.06×105×121900）=0.024mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.054+0.088+0.882=1.024kN；

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:

Vpmax=3.024×1023.96×10503/（48×2.06×105×121900）=2.974mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.974=2.998mm；

小横杆的最大挠度为2.998mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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8.00kN；

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=0.038×1.4×4/2=0.108kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.05/2=0.02kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.05×1.4/2=0.22kN；

活荷载标准值:

Q=3×1.05×1.4/2=2.205kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.108+0.02+0.22）+1.4×2.205=3.505kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、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：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN），为0.1219

NG1=[0.1219+（1.40×4/2）×0.038/1.80]×（33.90-12.00）=3.978；

NGL1=[0.1219+0.038+（1.40×4/2）×0.038/1.80]×12.00=2.640；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3

NG2=0.3×0×1.4×（1.05+0.3）/2=0kN；

NGL2=0.3×18×1.4×（1.05+0.3）/2=5.103kN；

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

NG3=0.15×0×1.4/2=0kN；

NGL3=0.15×18×1.4/2=1.89kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.4×（33.9-12）=0.153kN；

NGL4=0.005×1.4×33.9=0.237kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.131kN；

NGL=NGL1+NG1+NGL2+NGL3+NGL4=13.848kN；

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=3×1.05×1.4×3/2=6.615kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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

Wo=0.45kN/m2；

Uz--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：

Uz=1；

Us--风荷载体型系数：

取值为1.13；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.45×1×1.13=0.356kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

Ns=1.2NGL+1.4NQ=1.2×13.848+1.4×6.615=25.879kN；

Nd=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.131+1.4×6.615=14.218kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Ns=1.2NGL+0.85×1.4NQ=1.2×13.848+0.85×1.4×6.615=24.49kN；

Nd=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.131+0.85×1.4×6.615=12.829kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.356×1.4×

1.82/10=0.192kN.m；

六、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。

1.12.00米以上立杆稳定性计算。

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=14.218kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.118m；

长细比Lo/i=197；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.186；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=14218/（0.186×489）=156.324N/mm2；

立杆稳定性计算σ=156.324N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=12.829kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

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=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=197；

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=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=12829.134/（0.186×489）+192136.115/5080=178.873N/mm2；

立杆稳定性计算σ=178.873N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.12.00米以下立杆稳定性计算。

不考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=12.94kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.118m；

长细比Lo/i=197；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.186；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=12940/（0.186×489）=142.265N/mm2；

立杆稳定性计算σ=142.265N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=12.245kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

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=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=197；

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=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=12245.007/（0.186×489）+192136.115/5080=172.451N/mm2；

立杆稳定性计算σ=172.451N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.356kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=15.12m2；

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=7.535kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=12.535kN；

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l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×10-4×205×103=95.133kN；

Nl=12.535

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=12.535小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

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

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=160kpa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=160kpa；

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=56.873kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=14.218kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=56.873≤fg=160kpa。

地基承载力满足要求！

九、材料要求

外立杆颜色均为黄色，防护栏杆、踢脚杆、剪刀撑均为双色管。

采用外径Φ48的钢管必须符合国家标准规格，扣件的螺栓拧紧扭力距必须满足40N.M~65N.M之间，螺丝必须是Φ12螺杆，螺母必须是标准件产品。

防护密目网必须是国家安检合格产品。

严格检查产品合格证、外观质量和实际尺寸，有裂缝、变形、锈蚀严重的钢管、扣件禁止使用，扣件出现滑丝的螺丝的螺栓必须更换。

十、各部件的规范要求

（一）立杆

1、距底座≤200扫地杆。

2、用连墙杆与建筑物可靠连接。

3、对接扣件连接：

相邻两根立杆的接头不应设置在同一步内，相隔一根立杆的接头在同步内必须错开500MM以上，接头中心距主节点的距离不大宜大于步距的1/3。

4、顶端宜高出屋面檐沟上口1米。

（二）连墙件

1、宜靠近主节点，偏离不应大于300MM。

2、一字形、开口形脚手架的两端均必须设置。

3、垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4M（2步）

4、采用刚性连墙件与建筑物物可靠连接，可承受拉力和压力。

5、宜水平设置，否则与脚手架连接的一端应不斜连接。

6、应从底层第一步纵向水平杆入开始设置。

（三）纵向水平杆

1、宜设置在立杆内侧，长度不宜小于3跨。

2、采用对接扣件连接，接头应交错布置，相邻两根的接头不宜设置在同步或同跨内两个相邻接头在水平方向应错开500MM以上，接头中心至方节点的距离不宜大于纵距的1/3。

3、采用搭接连接，搭接长度不应小于1M，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件的盖板边缘距纵杆端不应小于100MM。

4、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。

（四）横向水平杆

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。

2、主节点处两个直角扣件的中心间距不应大于150MM。

3、双排脚步手架中，靠墙一端的外伸长底不应大于0。

4L，且不应大于500MM。

4、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。

5、使用竹笆脚手板时，双排架脚手架的横向水平杆两端应用直角扣件固定在立杆上。

（五）脚手板

1、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，四角应用直径1。

2MM的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

2、木脚手板应设置在三根横向水平杆上，当长度小于2M时，可采用对接或搭接铺设，对接处需两根横向水平杆，间距小于300MM，板端外伸130~150MM。

3、作业层端部脚手板探头长度取150MM，应可靠固定。

（六）剪刀撑与横向斜撑。

1、每道剪刀撑的宽度不应小于4跨，且不应小于6M。

2、每道剪刀撑跨越立杆的根数：

45度时≤7根，60度≤5根。

3、斜杆与地面的亲倾角宜为45度~60度之间。

4、脚手架高度在24米以下，两端各设一道剪刀撑，中间净距≤15米设置。

5、剪刀撑斜杆的接头采用搭救接，搭接长度不小于1米，至少两个旋转扣件，端部扣件盖板边缘至杆端不小于100MM。

6、剪刀撑斜杆应采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。

7、横向斜撑应在同一节间，由底至顶层呈之字型连续布置。

8、架高24M以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑。

（七）斜道

1、架高大于6M，宜采用[之字型斜道。

2、斜道附着外脚手架设置，人行斜道宽度不宜小于1M，坡度采用1：

3。

3、拐角入应设置平台，宽度不应小于斜道宽度。

4、斜道两侧及平台外围应设置栏杆及挡脚板，栏杆高度1。

2M，挡脚板高度不应小于180MM。

5、脚手板横向铺时，应在横向水平杆下增设纵向支托杆，间距不应大于500MM。

6、脚手板顺铺时，接头搭接，下板头压上板头。

7、脚手板上每隔250—300MM，设置一根30MM厚的防滑木条。

落地脚手架搭设要对地基回填土认真夯实，立杆底座浇10CM厚素砼上垫木，支撑结构砼面上的脚手架的底座应垫槽钢，分散立杆的压力，悬挑脚手架的悬挑管、斜撑管必须满足受力要求。

顺序为先放扫地杆压力，悬挑脚手架的悬挑管、斜撑管必须满足受力要求。

顺序为先放扫地杆——搭立杆——搭纵向水平杆——搭横向水平杆，保持水平均数垂直，二步架要铺竹笆，扣防护栏、扫脚管、剪刀撑等起搭脚手架时同步跟上，剪刀撑要求剪刀中心点要求在立杆上，保证架体整体稳定。

1、立杆、纵向水平杆的接头要满足规范要求，与建筑物的连墙件要及时时跟整体架体同步搭上。

搭设的扣件要完好无损，螺母拧紧可靠。

2、脚手架必须配合施工进度搭救设，一次搭设高度不能超过相邻连墙件以上二步。

3、每搭设一步脚手架后，应按规范值效正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

4、垫板的长度不少于两跨。

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

6、搭设完连墙件处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。

7、纵向水平杆应四周交圈，用直角扣与内外角部立杆固定。

8、双排架脚手架横向水平杆的靠墙的一端至墙装饰面