16年新规范碗扣式脚手架计算书.docx
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16年新规范碗扣式脚手架计算书
碗扣式脚手架计算书
计算依据：
1、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计标准》GB50017-2017
5、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
一、脚手架参数
结构重要性系数γ0
1
可变荷载调整系数γL
0.9
脚手架安全等级
II级
脚手架架体高度H（m）
19.8
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
243
立杆纵向间距la（m）
1.5
立杆横向间距lb（m）
0.9
立杆步距h（m）
1.8
脚手架总步数n
10
顶部防护栏杆高h1（m）
1.5
纵横向扫地杆离地距离h2（mm）
300
内立杆离建筑物距离a（mm）
150
脚手架立杆安放位置
地基
二、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）
0.35
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw（kN/m2）
0.01
挡脚板类型
木脚手板挡板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
装修脚手架作业层数nzj
2
装修脚手架荷载标准值Gkzj（kN/m2）
2
风荷载标准值ωk（kN/m2）
基本风压ω0（kN/m2）
0.3
0.221,0.195
风压高度变化系数μz（连墙件强度验算,立杆稳定性验算）
0.736,0.650
风荷载体型系数μs
1
计算简图
碗扣脚手架剖面图
碗扣脚手架正面图
碗扣脚手架平面图
三、横向水平杆验算
横向水平杆钢管类型
SPG-90（Φ48X900）
横向水平杆自重Gkhg（kN）
0.036
单跨间水平杆根数njg
2
间水平杆布置方式
1步1设
横向水平杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
横向水平杆截面惯性矩I（mm4）
121900
横向水平杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横向水平杆截面抵抗矩W（mm3）
5080
承载能力极限状态
q=γ0[1.3×（Gkhg/lb+Gkjb×la/（njg+1））+0.9×1.5×Gkzj×la/（njg+1）]=1×[1.3×（0.036/0.90+0.350×1.50/（2.00+1））+0.9×1.5×2.000×1.50/（2.00+1）]=1.629kN/m
正常使用极限状态
q'=Gkhg/lb+Gkjb×la/（njg+1）+Gkzj×la/（njg+1）=0.036/0.90+0.350×1.50/（2.00+1）+2×1.5/（2+1）=1.215kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=1.629×0.902/8=0.165kN.m
σ=Mmax/W=0.165×106/5080=32.478N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=5q'lb4/（384EI）=5×1.215×9004/（384×206000×121900）=0.413mm≤[ν]=min[lb/150，10]=min[900/150，10]=6mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
R1=R2=qlb/2=1.629×0.90/2=0.733kN
正常使用极限状态
R1'=R2'=q'lb/2=1.215×0.90/2=0.547kN
4、水平杆接头焊接剪切强度验算
τ端部=qlb/2=1.629×0.90/2=0.733kN≤[τ]=25kN
满足要求！
四、间水平杆验算
单跨间水平杆根数njg
2
间水平杆布置方式
1步1设
间水平杆钢管类型
JSPG-90
间水平杆自重Gkjg（kN）
0.044
间水平杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
间水平杆截面惯性矩I（mm4）
121900
间水平杆弹性模量E（N/mm2）
206000
间水平杆截面抵抗矩W（mm3）
5080
承载能力极限状态
q=γ0[1.3×（Gkjs/lb+Gkjb×la/（njg+1））+0.9×1.5×Gkzj×la/（njg+1）]=1×[1.3×（0.044/0.90+0.350×1.50/（2.00+1））+0.9×1.5×2.000×1.50/（2.00+1）]=1.641kN/m
正常使用极限状态
q'=Gkjs/lb+Gkjb×la/（njg+1）+Gkzj×la/（njg+1）=0.044/0.90+0.350×1.50/（2.00+1）+2×1.5/（2+1）=1.224kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=1.641×0.902/8=0.166kN.m
σ=Mmax/W=0.166×106/5080=32.708N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=5q'lb4/（384EI）=5×1.224×9004/（384×206000×121900）=0.416mm≤[ν]=min[lb/150，10]=min[900/150，10]=6mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
R1=R2=qlb/2=1.641×0.90/2=0.738kN
正常使用极限状态
R1'=R2'=q'lb/2=1.224×0.90/2=0.551kN
4、水平杆接头焊接剪切强度验算
τ端部=qlb/2=1.641×0.90/2=0.738kN≤[τ]=25kN
满足要求！
五、纵向水平杆验算
纵向水平杆钢管类型
SPG-90（Φ48X900）
纵向水平杆自重Gkzg（kN）
0.06
单跨间水平杆根数njg
2
间水平杆布置方式
1步1设
纵向水平杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
纵向水平杆截面惯性矩I（mm4）
121900
纵向水平杆弹性模量E（N/mm2）
206000
纵向水平杆截面抵抗矩W（mm3）
5080
承载能力极限状态
由上节可知F1=R1=0.738kN/m
q=γ01.3×Gkzg/la=1×1.3×0.060/1.50=0.052kN/m
正常使用极限状态
F1'=R1'=0.551kN/m
q'=Gkzg/la=0.060/1.50=0.040kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
σ=Mmax/W=0.384×106/5080=75.517N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=2.734mm≤[ν]=min[la/150，10]=min[1500.00/150，10]=10.00mm
满足要求！
3、水平杆接头焊接剪切强度验算
τ端部=0.777kN≤[τ]=25kN
满足要求！
4、下碗扣组焊后剪切强度验算
τ端部=2×0.777+0.733=2.287kN≤[τ]=60kN
满足要求！
六、荷载计算
立杆钢管类型
LG-A-180（Φ48X1800）
立杆自重Gkl（kN）
0.102
外斜杆材料形式
专用斜杆
专用外斜杆
WXG-1518（Φ48×2340）
外斜杆自重Gkwg（kN）
0.093
外斜杆布置
5跨1设
水平斜杆材料形式
钢管扣件
水平斜杆钢管扣件类型
Φ48×3.5
水平斜杆自重Gksg（kN/m）
0.038
水平斜杆布置
10步1设
1、结构自重标准值NG1k
（1）、立杆的自重标准值NG1k1
外立杆：
NG1k1=H×Gkl/1.80=19.800×0.102/1.80=1.122kN
内立杆：
NG1k1=1.122kN
（2）、纵向水平杆的自重标准值NG1k2
外立杆：
NG1k2=Gkzg×（n+1）=0.060×（10.00+1）=0.660kN
内立杆：
NG1k2=0.660kN
（3）、横向水平杆的自重标准值NG1k3
外立杆：
NG1k3=Gkhg×（n+1）/2=0.036×（10.00+1）/2=0.198kN
内立杆：
NG1k3=0.198kN
（4）、外斜杆的自重标准值NG1k4
外立杆：
NG1k4=Gkwg×n×1/5=0.093×10.00×1/5=0.186kN
1/5表示专用外斜杆5跨1设
（5）、水平斜杆的自重标准值NG1k5
外立杆：
NG1k5=（n+1）×Gksg×（la2+lb2）0.5×1/10/2=（10.00+1）×0.038×（1.502+0.902）0.5×1/10/2=0.037kN
1/10表示钢管扣件水平斜杆10步1设
内立杆：
NG1k5=0.037kN
（6）、间水平杆的自重标准值NG1k6
外立杆：
NG1k6=（n+1）×njg×Gkjg×1/1/2=（10.00+1）×2.00×0.044×1/1/2=0.484kN
1/1表示间水平杆1步1设
内立杆：
NG1k6=0.484kN
结构自重标准值NG1k总计
外立杆：
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4+NG1k5+NG1k6=1.122+0.66+0.198+0.186+0.037+0.484=2.687kN；
内立杆：
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k5+NG1k6=1.122+0.66+0.198+0.037+0.484=2.501kN；
2、构配件自重标准值NG2k
（1）、脚手板的自重标准值NG2k1
外立杆：
NG2k1=（n+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（10.00+1）×1.50×0.90×0.350×1/2/2=1.299kN；
1/2表示脚手板2步1设
内立杆：
NG2k1=1.299kN；
（2）、栏杆挡脚板的自重标准值NG2k2
外立杆：
NG2k2=（n+1）×la×Gkdb×1/2=（10.00+1）×1.50×0.170×1/2=1.403kN；
1/2表示挡脚板2步1设
（3）、围护材料的自重标准值NG2k3
外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.010×1.50×19.80=0.297kN；
构配件自重标准值NG2k总计
外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.299+1.403+0.297=2.999kN；
内立杆：
NG2k=NG2k1=1.299=1.299kN；
单立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（nzj×Gkzj）/2=1.50×0.90×（2.00×2.00）/2=2.700kN；
内立杆：
NQ1k=2.700kN；
组合风荷载作用下单立杆轴向力：
外立杆：
N=1.3×（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（2.687+2.999）+0.9×1.5×2.700=11.036kN
内立杆：
N=1.3×（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（2.501+1.299）+0.9×1.5×2.700=8.585kN
七、立杆稳定性验算
立杆钢管类型
LG-A-180（Φ48X1800）
立杆自重Gkl（kN）
0.102
立杆截面抵抗矩W（mm3）
5080
立杆截面回转半径i（mm）
15.8
立杆抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
立杆截面面积A（mm2）
489
1、立杆长细比验算
l0=kμh=1×1.55×1800=2790mm
长细比λ=l0/i=2790/15.800=176.582≤230
满足要求！
2、立杆稳定性验算
l0=kμh=1.155×1.55×1800=3222.45mm
长细比λ=l0/i=3222.45/15.8=203.953
查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016附表C.0.1得，φ=0.175
Mw=γLφwγQMwk=γLφwγQ（0.05ζwklaH12）=0.9×0.6×1.5×（0.05×0.6×0.195×1.5×3.62）=0.092kN·m
立杆的轴心压力设计值N=1.3×（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（2.687+2.999）+0.9×1.5×2.700=11.036kN
σ=γ0[N/（φA）+Mw/W]=1×[11036.07/（0.175×489.00）+0.092×106/5080]=147.074N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件计算长度l0（mm）
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Φ48×3.5
连墙件截面面积Ac（mm2）
489
连墙件截面回转半径i（mm）
15.8
连墙件抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件连接方式
双扣件
NLw=1.5ωkLlHl=1.5ωk2h3la=1.5×0.221×2×1.80×3×1.50=5.370kN
长细比λ=l0/i=600.00/15.80=37.975，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016附表C.0.1得，φ=0.896
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，取3.00kN。
γ0NL/（φAc）=γ0（NLw+N0）/（φAc）=1×（5.370+3）×103/（0.896×489）=19.104N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205=174N/mm2
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
γ0NL=γ0（NLw+N0）=1×（5.370+3.000）=8.370kN≤0.85×12.00=10.200kN
满足要求！
九、可调底座承载力验算
可调托座承载力容许值[N]（kN）
30
由立杆稳定性一节可知可调底座最大受力：
Rmax=γ0N=11.036kN≤[N]=30.00kN
满足要求！
十、立杆地基承载力验算
地基土类型
粘性土
地基承载力特征值fg（kPa）
140
地基承载力调整系数mf
0.5
垫板底面积A（m2）
0.25
立杆底垫板平均压力P=N/（mfA）=11.036/（0.50×0.25）=88.289kPa≤γufg＝1.254×140=175.56kPa
满足要求！
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