外架计算书.docx

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外架计算书

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1.工程概况：

详见脚手架搭设第一章工程概况

2.落地式双排钢管脚手架

2.1脚手架间隔尺寸设计

立杆：

横距1米，纵距1.5米

横杆:

大横杆在每层设二道,步距按层高调整，为便于计算，步距取1.5米，操作小横杆步距0.8米，剪刀撑设置于外侧与地面成45度角。

2.2脚手架荷载、强度、承载力计算

2.2.1容许应力值、自重荷载及附加荷载就力参数

钢管抗拉，压容许应力值f=205N/mm2

自重荷载技术参数：

Φ48×3.5钢管38.4N/m

玛钢扣件10N/m

竹架板343N/m2

挡脚板250N/m2

安全网5N/m2

附加荷载技术参数

按规定取截面荷载3000N/m2

动力系数:

1.2

2.2.2自重荷载及附架荷载计算

2.2.2.1自重荷载计算（取一步架为计算单元）

双排立杆1.5×2×38.4=115.2N

大横杆1.5×2×38.4=115.2N

小横杆（1+0.3）×2×38.4=99.84N

剪力撑2×3804×√1.52+1.52=163N

扣件8×10=80N

竹架板1.5×1×343=514.5N

密目安全网1.5×1.5×5=11.25N

挡脚板250×0.3×1.5=112.5N

5层10步架自重荷载（竹架板按三层计算）

∑Q=（115.2+115.2+99.84+163.0+80+11.25+112.5）×10+514.5×3=8513.4N

2.2.2.2附加荷载计算（按2个施工层同时施工）

P=1.5×1×2×3000=9000N

2.2.3立杆整体稳定性计算

2.2.3.1计算公式

n

N=1.2Ngk/k1+1.4∑Nqik

i=1

N≤δA（fc－σw）σw=MW/W

MW=1.4wkh2/10qwk=wkl

wk=0.7usuzw0

N——所计算力柱范围内的这里轴必压力设计值

k1——高度调整系数（查表取k1=1）。

Ngk——脚手架结构自重产生的轴心压力标准值

Nqik——操作层施工荷载等可变荷载产生的轴心压力标准值

δ——轴压杆的稳定系数（查表取δ=0.312）

A——架管截面积（A=4.89㎝2）

fc——钢材抗压强度设计值（考虑0.878的折减系数）

σw——风荷载对计算立柱段产生的弯曲压应力

MW——立柱段风荷载产生的弯距

W——立柱钢管截面抵抗拒

qwk——风荷载标准值

wk——垂直于风荷载表面的风荷载标准值

L——脚手架柱距

uz——风压高度变化系数

us——风荷载体型系数

wc——基本风压值（取wc=0.65kn/㎡）

2.2.3.2稳定性计算

Ngk=∑Q/2=8514/2=4257N

n

∑Nqik=P/2=9000/2=4500N

i=1

N=1.2/1.0×4257+1.4×4500=11408N

Wk=0.7×1×0.095×2.03×0.65=0.088kN/㎡

qwk=0.088×1.5=0.132kN/m

Mw=1.4×0.132×1.752/10=0.056kNm

σw=0.056/5.08×10-6=11.023

σA（fc-w）=0.312×4.89×102（205×0.878-11.023）=25778N

N=11408N≤σA（fc－σw）=25778N

立杆整体稳定性满足要求

2.2.4外架容许搭设高度计算

[H]=Hs/91+0.007Hd）

n

Hd=（δAfc－∑Nqik）/1.2gk

i=1

[H]——脚手架容许搭设高度

Hs——脚手架设计高度

Hd——脚手架设计允许高度

gk——一个柱距范围内每米高脚手架自重产生的轴力标准值（经计算gk=0.7kn/m）

Hd=（0.312×4.89×102×205-1.4×6.75）/1.2×0.7=37222㎜

H=15+3=18m＜37.222m

满足要求

2.2.5立杆地基承载力计算

P=N/Ab≤f=kbfk

P——立杆基础底面处的平均压力设计值

N——上部结构传至基础顶面的轴心力设计值

Ab——基础底面积

f——地基承载力设计值

fk——地基承载力标准值（查表取fk=39.5KN/㎡）

kb——地基承载力高速系数（查表取kb=1）

P=17.33/Ab≤1×39.5Ab≥0.43㎡

取0.71×0.71㎡混凝土地面作立柱基础

2.2.6扣件抗滑移计算

R≤RC

R——由纵向或横向水平杆传结立柱的最大竖向作应力

RC——扣件抗滑移承载力设计值（取RC=8.5KN）

R=（3000×1×1.5+115.2+99.84+163+80+514.5）/2+11.25+112.5

=2.860KN

即R≤RC

满足要求

3.斜拉式挑架的计算

本工程从第八层开始搭设斜拉式悬挑双排钢管脚手架,每5层为一个搭设段,外挑架采用Φ48×3.5钢管作悬挑件，KT38玛铁扣件，施工走道采用竹架板，施工层周围加密目安全网封闭，每隔四层设水平张网一道。

3.1脚手架间隔尺寸设计

Φ48外挑钢管间距3米

立杆：

横距1米，纵距1.5米

横杆：

大横杆步距1.5米，操作小横杆步距0.8米，剪刀撑设置于外侧与地面成45度角。

3.2外挑脚手架荷载，强度、承载力计算

3.2.1容许应力值

钢管抗压强度205N/㎜2

3.2.2自重荷载及附加荷载技术参数

Φ48×3.5钢管38.4N/M玛铁扣件10N/M

竹架板343N/㎡Φ48钢管145.3N/M

安全网5N/㎡木脚手架板250N/㎡

附加荷载技术参数

按规定取截面荷载3000N/㎡动力系数1.2

3.2.3自重荷载计算（取一步架为计算单元）

双排立杆1.5*2*38.4=115.2N

大横杆1.5*2*38.4=115.2N

小横杆（1.0+0.3）*2*38.4=99.84N

剪力撑2*38.4*√1.52+1.52=163.0N

扣件8*10=80N

竹架板1.5*1*343=514.5N

密目安全网1.5*1.5*5=11.25N

挡脚板250*0.3*1.5=112.5N

5层10步架自重荷载（竹架板按3层计算）

∑Q=（115.2+115.2+99.84+163+80+11.25+112.5）*10+514.5*3

=8513N

附加荷载计算（按2个施工层同时施工）

P1=2/3*3000*1.5*3*2=18000N

P2=1/3*3*3000*1.5*2=9000N

P1=P11*1.4+1.2*∑Q/2=30308N

P2=1.4*P21+∑Q/2*1.2=17708N

3.2.4各杆内力及支座反力计算

求支座力

∑MC（F）=0R2*1.3-P1*0.9=-P2*0.1

R2=19.62KN

∑Y=0（sinB=0.918;cosB=0.398）

FsinB=P1+P2-R2

F=30932.5N（查表取钢丝绳直径≥11㎜,其抗拉强度大于61.3KN,则钢丝绳强度满足要求）.

∑X=0R1+FcosB=12311N

计算简图:

3.3材料强度计算

吊钩选用圆钢φ16，截面积A=3.14*0.8*0.8=2㎝2

钢管选用φ48,Wx=5078㎜2,A=489㎜2

吊钩验算（W=）

бcf=F/A=30932.5/2=1547㎏/㎝2

满足要求

3.4外架整体稳定性计算

N=1.2（n1*NGK1+NGK2）+1.4NqKN/бA+M/bA1≤KAK11f

Wx=bA1

W=0.75Bzustwuzy0

ustw=б*us*（1+n）

根据GBJ9-87规定取值计算

Bz=1

б=0.18

us______风荷载体型系数（查表取0.095）

n=1.0

ustw=0.0342

uz______风压高度变化系数（查表取2.03）

W0_______基本风压值（取0.65N/㎡）

W________垂直于风荷载表面的风荷载标准值

N________所计算力柱范围内的轴心压力设计值

A________架管截面积（4.89㎝2）

M________立柱段风荷载产生的弯距

Wx_______立柱钢管截面抵抗拒

Ka=0.85KH=0.8n1=1.1NGK1=0.38kN

NGK2=1.936kNNqk=7.43kN

N=1.2*（1.1*0.38+1.936）+1.4*7.43=17.72kN

W=0.75*1*0.095*0.0342*0.65=0.0016KN/㎡

Q=1.41w=1.4*1.5*0.0016=0.0033kN/m

M=（1/8）qH.H=（1/8）*0.0033*3.05*3.05=3.83N.m

Λx=H*2/b=3.05*2/1=6.1

Λox=Ux.Λx=6.1*40=244

N/δA=17.72*103/0.18*486*2=100.6N/㎜2

N/δA+M/bA1=3830/508+100.6=108.2N/㎜2

＜0.8*0.8*205=139.4N/㎜2

架子的整体性满足要求

架管（悬挑件）验算

从计算简图可知,AD段中,B截面是最危险截面

бb=MB/WX+NB/AMB=R1*350=4308850N.㎜

NB=R1=12311N

Бb+MB/WX+NB/A=4308850/5078+12300/489=873.7N/㎡＞215N/mm2

不能满足要求

由于悬挑架管“AD”不能满足要求，现采取在“AD”悬挑件上B截面处加一“EB”斜撑架管，“EB”架管的下端E点支撑在“AD”悬挑件的下一楼层面上（或在B截面处加一直径≥11㎜，其抗拉强度大于61.3KN的钢丝绳,如下图）。

REB=489*215=105135N

则：

REB=REB*3/3.02=104439N（力分解见下图）

又R1=12311N＜REB=104439N

由以一计算可知:

“AD”悬挑件中B截面处，上部脚手架所产生的力，由“EB”斜撑架管可以承担一部分。

则用Φ48架管作悬挑件（在B点用架管EB斜撑或在B截面处加一直径大于等于61.3KN的钢丝绳;在C点用直径大于等于11㎜,其抗拉强度大于61.3KN的钢丝绳[其它验算详见外架计算书相关内容];悬挑外脚手架每段为5层10步架高）,能满足要求。