室外施工操作平台施工方案计算书.docx

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室外施工操作平台施工方案计算书

室外施工操作平台施工方案计算书

品茗软件大厦工程；工程建设地点:

杭州市文二路教工路口；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：

0m；标准层层高：

0m；总建筑面积：

0平方米；总工期：

0天。

本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。

室外施工操作平台的计算依照《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）、《建筑施工安全手册》（杜荣军主编）等编制。

支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。

本计算书编写还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文，同时参照了浙江省地方标准《建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程》（J10905-2006）的部分内容。

一、参数信息

1.基本参数

立杆横向间距或排距la（m）:

0.70，立杆步距h（m）：

1.50；

立杆纵向间距lb（m）:

0.70，平台支架计算高度H（m）：

6.00；

立杆上端伸出至模板支撑点的长度a（m）:

0.10，平台底钢管间距离（mm）：

300.00；

钢管类型:

Φ48×3.5，扣件连接方式：

双扣件，取双扣件抗滑承载力调整系数:

0.75；

2.荷载参数

脚手板自重（kN/m2）:

0.300；

栏杆自重（kN/m）:

0.150；

材料堆放最大荷载（kN/m2）:

5.000；

施工均布荷载（kN/m2）:

4.000；

3.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

120.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

4.风荷载参数

本工程地处广东广州市，基本风压0.44kN/m2；

荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为0.325；

施工操作平台计算中考虑风荷载作用。

二、纵向支撑钢管计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

纵向钢管计算简图

1.荷载的计算

（1）脚手板自重（kN/m）：

q11=0.3×0.3=0.09kN/m；

（2）堆放材料的自重线荷载（kN/m）：

q12=5×0.3=1.5kN/m；

（3）施工荷载标准值（kN/m）：

p1=4×0.3=1.2kN/m

2.强度验算

依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；

最大弯矩计算公式如下:

M=0.1q1l2+0.117q2l2

最大支座力计算公式如下:

N=1.1q1l+1.2q2l

均布恒载：

q1=1.2×q11=1.2×0.09=0.108kN/m；

均布活载：

q2=1.4×1.2+1.4×1.5=3.78kN/m；

最大弯距Mmax=0.1×0.108×0.72+0.117×3.78×0.72=0.222kN·m；

最大支座力N=1.1×0.108×0.7+1.2×3.78×0.7=3.258kN；

最大应力σ=Mmax/W=0.222×106/（5080）=43.701N/mm2；

纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

纵向钢管的计算应力43.701N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度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:

ν=0.667ql4/100EI

均布恒载:

qk=qll=0.09kN/m；

ν=0.677×0.09×7004/（100×2.06×105×121900）=0.006mm；

纵向钢管的最大挠度为0.006mm小于纵向钢管的最大容许挠度700/150与10mm，满足要求！

三、横向支撑钢管计算

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P=3.258kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.543kN·m；

最大变形νmax=0.634mm；

最大支座力Qmax=8.224kN；

最大应力σ=106.831N/mm2；

横向钢管的计算应力106.831N/mm2小于横向钢管的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

支撑钢管的最大挠度为0.634mm小于支撑钢管的最大容许挠度700/150与10mm，满足要求！

四、扣件抗滑移的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.224kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、模板支架立杆荷载标准值（轴力）计算

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×6=0.775kN；

（2）栏杆的自重（kN）：

NG2=0.15×0.7=0.105kN；

（3）脚手板自重（kN）：

NG3=0.3×0.7×0.7=0.147kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=1.027kN；

2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载

经计算得到，活荷载标准值NQ=4×0.7×0.7+5×0.7×0.7=4.41kN；

3.立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×1.027+1.4×4.41=7.406kN；

六、立杆的稳定性验算

立杆的稳定性计算公式:

组合风荷载：

σ=N/φAKH+Mw/W≤[f]

其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=7.406kN；

φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ-------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

KH----高度调整系数:

KH=1/（1+0.005×（6-4））=0.99；

MW----风荷载产生的弯矩值

Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.084×0.7×1.52/10=0.016kN·m；

其中Wk为风荷载标准值

Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.84×0.325×0.44=0.084kN/m2；

如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1μh

（1）

l0=h+2a

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.167；

μ----计算长度系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3；μ=1.7；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度L0=k1μh=1.167×1.7×1.5=2.976m；

L0/i=2975.85/15.8=188；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.203；

钢管立杆受压应力计算值；σ=7405.92/（0.203×489×0.99）+0.016×106/5.08×103=78.454N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=78.454N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

公式

（2）的计算结果：

L0/i=1700/15.8=108；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53；

钢管立杆受压应力计算值；σ=7405.92/（0.53×489×0.99）+0.016×106/5.08×103=31.964N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=31.964N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

l0=k1k2（h+2a）（3）

k2--计算长度附加系数，按照表2取值1.007；

公式（3）的计算结果：

L0/i=1997.787/15.8=126；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.417；

钢管立杆受压应力计算值；σ=7405.92/（0.417×489×0.99）+0.016×106/5.08×103=39.784N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=39.784N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则容易存在安全隐患。

以上表参照杜荣军:

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

七、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=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

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=29.62kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=7.41kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=29.62kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！