扣件式钢管（拉吊卸荷）脚手架设计计算书.pdf

1 扣件式钢管(拉吊卸荷)脚手架设计计算书扣件式钢管(拉吊卸荷)脚手架设计计算书 1.1.1.1 计算参数设定 1. 基本参数 脚手架采用483.5 钢管， 内立杆离墙尺寸 0.20m， 拉吊段高度 14.00m； 立杆步距 h=2.00m， 立杆纵距 la=1.50m ，立杆横距=0.80m；拉吊段底标高+50.00m，连墙件按二步二跨布置，脚手板 铺 6.00 层。 2. 钢管截面特征 壁厚t=3.5mm， 截面积a=489mm 2， 惯性矩i=121900mm4； 截面模量w=5080mm3， 回转半径i=15.8mm， 每米长质量0.0384kn/m； 钢材抗拉、 抗压和抗弯强度设计值f=205n/mm 2 ， 弹性模量e=206000n/mm2。 3. 荷载标准值 (1) 永久荷载标准值 每米立杆承受的结构自重标准值 0.1176kn/m； 脚手板采用竹串片脚手板，自重标准值为 0.15kn/m 2； 栏杆与挡板采用栏杆、竹串片脚手板挡板，自重标准值为 0.0684kn/m； 脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为 0.0020kn/m 2。 (2) 施工均布活荷载标准值 装修脚手架 2.00kn/m 2， 结构脚手架 3.00kn/m2。 (3) 作用于脚手架上的水平风荷载标准值k 拉吊段底离地高度 50.00m，地面粗糙度按 b 类；风压高度变化系数z=1.67； 挡风系数= 0.868。背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算， 则脚手架风荷载体型系数：s=1.3， =1.1284。基本风压0=0.50kn/m 2广州市； 水平风荷载标准值k=0.7zs0=0.71.671.130.50=0.66kn/m 2。 1.1.1.2 纵横向水平杆验算 1. 纵向水平杆 (1) 荷载计算 钢管自重 gk1=0.0384kn/m；脚手板自重 gk2=0.150.267=0.040kn/m； 施工活荷载 qk=3.000.267=0.80kn/m； 作用于纵向水平杆线荷载标准值： 永久荷载 q1=1.2gk=1.2(0.0384+0.040)=0.094kn/m。 施工活荷载载 q2=1.4qk =1.40.80=1.12kn/m。 (2) 纵向水平杆受力验算 每根钢管长约 6.00m， 四跨连续梁计算 l=1.5m。 1) 抗弯强度验算 弯矩系数 km1=-0.107 m1=kmq1l 2 =-0.1070.0941.501.50=-0.023kn.m 弯矩系数 km2=-0.121 m2=kmq2l 2 =-0.1211.121.501.50=-0.305kn.m 2 mmax=m1+m2=0.023+0.305=0.328 kn.m =mmax/w =0.32810 6/5080=64.57n/mm2 f =205n/mm2 抗弯强度满足要求。 抗弯强度满足要求。 2) 挠度验算 挠度系数 k1=0.632 1=k1q1l 4/(100ei) =0.6320.094(1.50103)4/(100ei)=0.12mm 挠度系数 k2=0.967 2=k2q2l 4/(100ei) =0.9671.12(1.50103)4/(100ei)=2.18mm max=1+2=2.3mml/150=1500/150=10mm 与 10mm 挠度满足要求。 挠度满足要求。 3) 最大支座反力 rq1=(0.607+0.536)0.0941.50=0.161 kn rq2=(0.620+0.603)1.121.50=2.054 kn rmax=rq1+rq2=2.215 kn 2. 横向水平杆 (1) 荷载计算 钢管自重 gk1=0.0384kn/m； 中间纵向水平杆传递支座反力 r中=rmax=2.215kn； 旁边纵向水平杆传递支座反力 r边=rmax/2=1.11kn。 (2) 横向水平杆受力验算 按单跨简支梁计算，跨度 l=0.8m 计算简图 弯矩图（kn.m） 3 变形图（mm） 1) 抗弯强度验算 mmax=ql 2/8r 中l/3=0.03840.800.80/82.2150.80/3=0.59kn.m =mmax/w=590000/5080=116n/mm 2 f =205n/mm2，抗弯强度满足要求。 抗弯强度满足要求。 2) 挠度验算 集中荷载产生的挠度为： 1=pa(3l 24a2)/(24ei)=2215267(3800242672)/(24ei)=1.60mm 均布荷载产生的挠度为：2=5ql 4/384ei=50.03848004/(384ei)=0.01mm max=12 =1.60+0.01=1.61mml/150=800/150=5.3mm 与 10mm 挠度满足要求。 挠度满足要求。 (3) 横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算 r=r中r边gk1l/2 =2.2151.110.03840.40=3.34knrc=8kn(rc为扣件抗滑承载力设计值) 扣件抗滑移满足要求。 扣件抗滑移满足要求。 1.1.1.3 立杆承载力验算 1. 立杆容许长细比验算 计算长度附加系数 k=1.0 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50； 立杆步距 h=2.00m；立杆计算长度 lo=kh=1.001.502.00=3.00m， 长细比=lo/i=3000/15.80=189.87=210，满足要求。满足要求。 2. 立杆稳定性验算 (1) 荷载计算 立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷载。其中： 1) 脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自 重：gk=0.1176kn/m； 脚手架结构自重：nglk=gkh=0.117614.00 = 1.65kn。 2) 构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重 脚手板重量：61.500.400.15=0.54kn； 栏杆、挡脚板重量：61.500.0684=0.62kn； 安全网重量：14.001.500.002 = 0.04kn； 构配件自重 ng2k=0.54+0.62+0.04 =1.20kn 。 3) 活荷载包括： 施工荷载按 2 层作业计算得：ngk=1.500.4(3.00+2.00)=3.00kn 风荷载计算 风荷载标准值k=0.6600kn/m 2 由风荷载产生的立杆段弯矩： mw=0.851.4mk=0.851.4klah 2/10=0.851.40.661.502.002/10=0.47kn.m (2) 轴心受压稳定性系数 lo=kh=1.1551.502.00=3.465m，=lo/i=3.4651000/15.8=219.30，=0.152。 (3) 立杆稳定性验算 1) 不组合风荷载时 4 n=1.2(nglk+ ng2k)1.4nqk=1.2(1.65+1.20)+1.43.00=7.62kn=7620n n/（a）=7620/0.152/489=102.52n/mm 2； 2) 组合风荷载时 n=1.2（nglk+ ng2k）0.851.4nqk=1.2(1.65+1.20)+0.851.43.00=6.99kn=6690n n/（a）mw/w=6990/0.152/489+0.4710 6/5080=186.56n/mm2； 立杆稳定性 186.56n/mm立杆稳定性 186.56n/mm 2 2 f f =205n/mm=205n/mm 2 2，满足要求。 ，满足要求。 1.1.1.4 钢丝绳抗拉强度验算 h=2.00m，l=0.80m，n=7.6200kn；钢丝绳采用16mm（619 钢芯） ，=0.85，k=7 破断拉力总和 f破 =kd 2r o/1000 =0.35616 21570/1000=143.08kn p= f破/k =143.080.85/7.00=17.374kn toa =7.622.24/2=8.52knp=17.374kn tob =7.622.01/2=7.66knp=17.374kn 钢丝绳强度满足要求。 钢丝绳强度满足要求。 1.1.1.5 吊环验算 吊环采用20mm 光面圆钢，as=314mm 2，f =205n/mm2 每个吊环承受的拉力为：n拉=toa+tob=8.52+7.66=16.18kn 吊环强度满足要求。 吊环强度满足要求。 1.1.1.6 连墙件验算 连墙件采用10mm 钢筋，截面积为 78.5mm 2，f y=210n/mm 2; 按每个结构层花排设置，纵向间距取 2 跨, 脚手架搭设最高 64.00m 连墙件轴向力设计值 n1= n1wn0 , 其中： 风压高度变化系数z=1.86 (标高+70m)，基本风压o=0.50kn/m 2；挡风系数 =0.868 背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数：s=1.3=1.1284 风荷载标准值k ，=0.7 zs0=0.71.861.12840.50=0.73kn/m 2 n1w=1.4ka=1.40.733.0021.50=9.20kn 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，按双排脚手架，取 no=5.00kn n1= n1wn0 =9.20+5.00=14.20kn=14200n =n1/a连墙件=14200/78.5=180.89n/mm 2 f y=210n/mm 2 连墙件强度=180.89n/mm连墙件强度=180