外脚手架施工方案Word格式文档下载.docx

1、 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范（JGJ130-2001）、 建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）、建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）、 钢结构设计规范（GB 50017-2003）等规范。 一、参数信息: 1.脚手架参数 搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为1.05米，立杆的步距为1.80 米； 计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为 25.0 米，立杆采用单立管； 内排架距离墙长度为0.25米； 大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2； 采用的钢管类型为 483.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.

2、80； 连墙件采用两步两跨，竖向间距 3.60 米，水平间距3.00 米，采用扣件连接； 连墙件连接方式为单扣件； 2.活荷载参数 施工荷载均布参数（kN/m2）:3.000；脚手架用途:结构脚手架； 同时施工层数:3； 3.风荷载参数 河南省新乡市地区，基本风压为0.40，风荷载高度变化系数z为0.84，风荷载体型系数s为0.65； 考虑风荷载 4.静荷载参数 每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m2）:0.1248； 脚手板自重标准值（kN/m2 ）:0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:0.140； 安全设施与安全网（kN/m2 ）:0.005；脚手板铺设层数:4； 脚手板类别

3、:竹串片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆木； 5.地基参数 地基土类型:素填土；地基承载力标准值（kN/m2）:500.00； 基础底面扩展面积（m2）:0.09；基础降低系数:0.40。 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，大横杆在小横杆的上面。 按照大横杆上面的脚手板和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=0.033 kN/m ； 脚手板的荷载标准值:P2=0.3501.050/（2+1）=0.123 kN/m ； 活荷载标准值: Q=3.0001.050/（2+1）=1.050 kN/m； 静荷载的计算值: q1=

4、1.20.033+1.20.123=0.187 kN/m； 活荷载的计算值: q2=1.41.050=1.470 kN/m； 大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度） 大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩） 2.强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯距计算公式如下: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1871.5002+0.101.4701.5002 =0.364 kN.m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.101.5002-0.1171.5002 =-0.429 kN.m； 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度

5、验算： =Max（0.364106,0.429106）/4490.0=95.546 N/mm2； 大横杆的抗弯强度:= 95.546 N/mm2 小于 f=205.0 N/mm2。满足要求！ 3.挠度计算: 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： 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.123=0.156 kN/m； q2= Q =1.050 kN/m； 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V= 0.6770.1561500.04/（1002.06105107800.0）+0.9901.050 107800.0） = 2.610 mm； 脚手板,纵向、受弯构件

6、的容许挠度为 l/150与10 mm 请参考规范表5.1.8。 大横杆的最大挠度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,满足要求! 三、小横杆的计算: 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，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= 0.0331.500 = 0.050 kN； 脚手板的荷载标准值：1.0501.500/（2+1）=0.184 kN； 活荷载标准值：Q=3.0001.500/（2+1） =1.575 kN； 荷载的计算值: P=1.2（0.050+0.184）+1.4

7、 1.575 = 2.485 kN； 小横杆计算简图 最大弯矩考虑为小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: Mqmax = 1.20.0331.0502/8 = 0.006 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 2.4851.050/3 = 0.870 kN.m ； 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.875 kN.m； = M / W = 0.875106/4490.000=194.969 N/mm2 ； 小横杆的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求！ 3.挠度计算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷

8、载与荷载的计算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=51050.04/（3842.060107800.000） = 0.024 mm ； P2 = p1 + p2 + Q = 0.050+0.184+1.575 = 1.809 kN； 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 = 1808.7001050.0（31050.02-41050.02/9 ） /（72105107800.0） = 3.347 mm； 最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+3.347 = 3.370 mm； 小横杆的最大挠度小

9、于 （1050.000/150）=7.000 与 10 mm,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0.80， 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。 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6.40 kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 横杆的自重标准值: P1 = 0.0331.050=0.035 kN； P2 = 0.3501.500/2=0.276 kN； Q = 3.0001.5

10、00 /2 = 2.363 kN； R=1.2（0.035+0.276）+1.42.363=3.680 kN； R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、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（kN/m）；本例为0.1248 NG1 = 0.12525.000 = 3.120 kN； （2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.35041.500（1.050+0.3）/2 = 1.418 kN； （3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN

11、/m）；本例采用栏杆木，标准值为0.14 NG3 = 0.1401.500/2 = 0.420 kN； （4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005 NG4 = 0.00525.000 = 0.188 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.145 kN； 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= 3.0003/2 = 7.088 kN； 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压（kN/m2），按照建筑结构荷载规范（GB50009-200

12、1）的规定采用： Wo = 0.400 kN/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= 0.840 ； Us - 风荷载体型系数：Us =0.649 ； 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.4000.8400.649 = 0.153 kN/m2； 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= 1.25.145+ 1.47.088= 16.097 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.25.145+ 0.851.47.08

13、8= 14.608 kN； 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 =0.850 0.153 1.8002/10 = 0.088 kN.m； 六、立杆的稳定性计算: 不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴心压力设计值 ：N =16.097 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm； 计算长度附加系数 ：K = 1.155 ； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：U = 1.500 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 ：lo = 3.119 m； Lo/i = 196.000 ； 轴心受压立杆的稳定系数

14、,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188 ； 立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2； 立杆净截面模量（抵抗矩） ：W = 4.49 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 16097.000/（0.188424.000）=201.933 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 201.933 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！ 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式N =14.608 kN； K = 1.155 ； 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定：= 0.188 = 14608.125/（0.188424.000）+

15、88280.594/4490.000 = 202.923 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 202.923 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！ 七、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： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K（kN）计算公式为： NG2K = NG2+NG3+NG4 = 2.025 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 7.088 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m； Hs =0.1884.24010-4205.000103-（1.22.025 +1.47.08

16、8）/（1.20.125）=26.632 m； 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： H = 26.632 /（1+0.00126.632）=25.941 m； H= 25.941 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 H =25.941 m。 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： 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / （1.40.85） = 0.088 /（1.4 0.85） = 0.074 kN.m； Hs =（ 0.18810-3-（1.22.025+0.85（7.088+ 0.188

17、0.074/4.490）/（1.20.125）=26.106 m； H = 26.106 /（1+0.00126.106）=25.441 m； H= 25.441 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =25.441 m。 八、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 风荷载基本风压值 Wk = 0.153 kN/m2； 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.800 m2； 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）, No= 5.000 kN； 风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

18、NLw = 1.4WkAw = 2.308 kN； 连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 7.308 kN； 其中 - 轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度, 由长细比 l/i=250.000/15.900的结果查表得到0.958；f=205.00 N/mm2； 连墙件轴向力设计值 Nf=Af=0.958103 = 83.269 kN； Nl=7.308Nf=83.269,连墙件的设计计算满足要求！ 连墙件采用单扣件与钢管连接。 经过计算得到 Nl=7.308小于单扣件的抗滑力 8.0 kN，满足要求! 连墙件扣件连接示意图 九、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 = fgkKc = 200.000 kN/m2； 其中，地基承载力标准值：fgk= 500.000 kN/m2 ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.400 ； 立杆基础底面的平均压力 ，p = N/A =162.313 kN/m2 ； 其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 14.608 kN； 基础底面面积 （m2）：A = 0.090 m2 。 p=162.313 fg=200.000 kN/m2 。地基承载力的计算满足要求！