承重脚手架设计验算书.doc

左岸缆机平台开挖及支护工程 脚手架计算书边坡支护承重（锚索施工）脚手架设计验算书一、基本资料我局坝肩、缆机平台边坡支护承重脚手架采用敞开式脚手架，钢管规格为483.5，根据施工需要，搭设高度不大于35m，作业平台施工荷载取1000kg/m2。根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表6.1.11，拟定本工程施工用脚手架设计参数为：步距h横距lb纵距la =1.8m1.3m1.5m，连墙件采用的螺纹钢筋按两步三跨设置，脚手板为马道板。钢管截面面积，钢管截面模量，回转半径，惯性矩I=12.19cm4，钢材抗压、抗弯强度设计值，钢材的弹性模量，连墙件间距lw=4.5m，排距hw=3.6m。二、验算参数（根据拟订的设计参数，需进行安全稳定验算的参数）1、脚手架整体稳定性验算：转化为验算立杆的稳定承载力，验算截面取立杆底部，作业层考虑一层，按一个纵距的长度单元进行验算。2、纵向、横向水平杆的抗弯强度和挠度验算。3、扣件的抗滑稳定验算。4、连墙件的强度、扣件的抗滑稳定性验算。5、地基承载力验算。三、验算过程1、脚手架（立杆）整体稳定承载力验算1.1、荷载计算因施工场地基本风压小于且脚手架为敞开式脚手架，故风荷载影响可不考虑。以下荷载组合均为不组合风荷载。(1)脚手架结构自重标准值产生的轴向力（按30米高计算）：NG1K=H*gk1=30m*0.1248kN/m=3.744kN其中：NG1K 脚手架结构自重标准值产生的轴向力 每米立杆承受的结构自重标准值（由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录表A-1查得） (2)脚手架配件自重产生的轴向力：NG2K=脚手板自重标准值*铺设面积+扣件自重+栏杆、挡脚板自重=0.35KN/m2*1.3m*1.5m+0.0132kN/个*8个+0.14kN/m*1.5m=0.998kN其中：NG2K 构配件自重标准值产生的轴向力。 (3)施工荷载标准值产生的轴向力总和：NQK =1/2*W =1/2*1.00kN/m2*1.3m*1.5m =9.75 kN其中： NQK施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。W 施工荷载，本脚手架施工荷载主要为锚索钻机及施工人员，施工荷载取1000kg/m2。 (4)立杆段轴向力设计值N：由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范式（5.3.2-1）得N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK =1.2*（3.744kN+0.998 kN）+1.4*9.75 kN =19.34kN1.2、立杆计算长度l o，由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范式（5.3.3）及表5.1.9、表5.3.3得：l o = kh =1*1.55*1.8m =2.79m其中：计算长度附加系数，其值取1（由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.9得） 考虑脚手架整体稳定因素得单杆计算长度系数（由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3查得）则长细比：= l o/i =2.79*100cm/1.58cm =177 立杆容许长细比=210 故满足立杆的长细比要求。1.3立杆抗弯稳定性计算：根据立杆长细比，由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录表C查得稳定系数为0.227，根据式（5.3.1-1）得：N/A=19.34kN/（0.227*4.89cm2）=17.42 kN/ cm2 =174.2N/ mm2钢材抗压强度设计值=205 N/ mm2故整体稳定性满足要求2、横向水平杆强度和挠度的验算：考虑最不利的施工作业平台作为验算层。（1）最大应力：横向水平杆按受均布荷载的简支梁进行计算：=M/W=(1/8)qlb2/W=(1/8)*(N/ lb)*lb2/W=(1/8)* N lb/W =(1/8)* 19.34KN*1.3 m/（5.08*10-6m3）=619MPafc=205MPa（钢材的最大抗弯强度设计值） 故在施工荷载的作用下，横向水平杆件的抗弯强度不能满足要求，必须减少横向水平杆上承受的施工荷载，考虑在作业平台的横向水平杆下增加小斜撑（如下图所示），将简支梁转化成三跨连续梁进行验算。此时，最大应力：=M/W =0.16 ql2 =0.0178N lb/W=0.0089*19.34KN*1.3m/（5.08*10-6m3）=88.10MPa205MPa (计算跨度l =1/3 lb，q=N/ lb) ，满足要求。（2）最大挠度：按三跨连续梁计算=0.573*ql4/（100EI）= 0.573*N lb3/（81*100EI）=0.573*19.34KN*1.33m3/(81*100*2.06*1011N/m2*12.19*10-8m4)=0.12*10-3m=10mm （杆件的最大允许挠度，由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.8查得），故满足要求。3、纵向水平杆强度和挠度验算：考虑最不利的施工作业平台下层作为验算层。（1）最大应力：纵向水平杆按受均布荷载的三跨连续梁计算，计算跨度l =la，q=（1/3）N/ 3la，则= M/W =0.16 ql2/W =0.053N/（3la）la2 /W=125.32 MPa205MPa，满足要求。（2）最大挠度：按三跨连续梁计算：=0.573*ql4/（100EI）= 0.0955*N lb3/（100EI）=0.0955*19.34KN*1.53m3/(100*2.06*1011N/m2*12.19*10-8m4)=2.48*10-3m=10mm （杆件的最大允许挠度，由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.8查得），故满足要求。4、扣件的抗滑稳定验算：考虑最不利的施工作业平台作为验算层。（1）横向水平杆传给竖向水平杆的竖向作用力，施工作业层面按三跨连续梁受均布荷载计算，计算跨度为l=lb/3，q=N/lb，则：R=0.6ql +0.5ql =1.1*19.34KN*1/3=7.1KNRc=8.00 KN（扣件的最大抗滑力，由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5得），故扣件的抗滑满足要求。（2）纵向水平杆传给竖向水平杆的竖向作用力，按三跨连续梁受均布荷载计算，计算跨度l =la，q=（1/3）N/ 3la，则R=0.6ql +0.5ql =1.1*19.34KN*1/9=2.37KNRc=8.00 KN，故扣件的抗滑满足要求。5、连墙件的强度、稳定性验算（1）稳定性验算：由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.4.1得，连墙件的轴向力的设计值：Nl=No=5 KN，则连接扣件的抗滑承载力：R= Nl= 5 KN Rc=8.00 KN，连墙件的抗拔力：P=ldqc/k=*1m*0.025m*1500KN/m2/2=58.88KNNl=5 KN（其中：l为连墙件的锚固长度，d为连墙件的直径，qc为锚固体与周围岩体之间的粘结强度，本工程岩体为硬质岩，可取15002500 KN/m2，K为锚杆安全系数，取2）。故锚杆抗拔稳定，连接扣件抗滑稳定性满足要求。（2）强度验算：连墙件轴向受拉强度为= Nl /A=5000N/（0.25*252）mm2=10.19 MPa205MPa（钢材允许最大抗拉强度）由此可知，连墙件强度满足要求6、地基承载力验算地基承载力设计值根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范式（5.5.2）得：fg=kcfgk=1*200*103*10N/m2=2N/mm2=2 MPa其中：地基承载力标准值，按建筑地基基础设计规范附录五查得为200吨/脚手架地基承载力调整系数，本工程为岩石地基，取为1地基承载力设