双立杆落地脚手架.doc

钢管落地脚手架计算书扣件式钢管落地脚手架de计算依据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)等编制。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 36 m，12米以下采用双管立杆，12米以上采用单管立杆；搭设尺寸为：横距Lb为 1m，纵距La为1.5m，大小横杆de步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.25m；大横杆在上，搭接在小横杆上de大横杆根数为 3 根；采用de钢管类型为 483.0； 横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为 1.00；连墙件采用两步两跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3 m，采用采用预埋扁铁连接；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处江苏苏州地区，基本风压0.4kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受de结构自重标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；脚手板铺设总层数:20；5.地基参数地基土类型:素填土（轻便触探锤击数20）；地基承载力标准值(kPa):115.00；立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00（架底铺设混凝土及四周排水沟）。 二、大横杆de计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，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de上面。将大横杆上面de脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆de最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆de自重标准值:P1=0.033kN/m ；脚手板de自重标准值:P2=0.31/(3+1)=0.075kN/m ；活荷载标准值: Q=31/(3+1)=0.75kN/m；静荷载de设计值: q1=1.20.033+1.20.075=0.13kN/m；活荷载de设计值: q2=1.40.75=1.05kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.131.52+0.101.051.52 =0.26kNm；支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.131.52-0.1171.051.52 =-0.306kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩de最大值进行强度验算： =Max(0.26106,0.306106)/4490=68.151N/mm2；大横杆de最大弯曲应力为 =68.151N/mm2 小于 大横杆de抗弯强度设计值 f=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de挠度。计算公式如下：max=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.075=0.108kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.75kN/m； 最大挠度计算值为：=0.6770.10815004/(1002.06105107800)+0.9900.7515004/(1002.06105107800)=1.86 mm；大横杆de最大挠度 1.86 mm 小于 大横杆de最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！三、小横杆de计算根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆de上面。用大横杆支座de最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆de最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆de自重标准值：p1= 0.0331.5=0.05kN；脚手板de自重标准值：P2=0.311.5/(3+1)=0.112kN；活荷载标准值：Q=311.5/(3+1) =1.125kN；集中荷载de设计值: P=1.2(0.05+0.112)+1.4 1.125=1.77kN； 小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载de标准值最不利分配de弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8Mqmax=1.20.03312/8=0.005kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/2Mpmax=1.771/2=0.885kNm；最大弯矩 M=Mqmax + Mpmax=0.89kNm；最大应力计算值 =M / W=0.89106/4490=198.21N/mm2 ；小横杆de最大弯曲应力 =198.21N/mm2 小于 小横杆de抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载de设计值最不利分配de挠度和；小横杆自重均布荷载引起de最大挠度计算公式如下:qmax=5ql4/384EIqmax=50.03310004/(3842.06105107800)=0.02 mm ；大横杆传递荷载 P=p1 + p2 + Q=0.05+0.112+1.125=1.287kN；集中荷载标准值最不利分配引起de最大挠度计算公式如下:pmax=19Pl3/384EIpmax=19 1287.4510003 /(384 2.06105107800)=2.869 mm ；最大挠度和 =qmax + pmax=0.02+2.869=2.888 mm；小横杆de最大挠度为 2.888 mm 小于 小横杆de最大容许挠度 1000/150=6.667与10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力de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1.00，该工程实际de旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件de抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取16.00kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆de竖向作用力设计值；大横杆de自重标准值: P1=0.0331.53/2=0.075kN；小横杆de自重标准值: P2=0.0331/2=0.017kN；脚手板de自重标准值: P3=0.311.5/2=0.225kN；活荷载标准值: Q=311.5 /2=2.25kN；荷载de设计值: R=1.2(0.075+0.017+0.225)+1.42.25=3.53kN；R 16.00kN,所以双扣件抗滑承载力de设计计算满足要求！ 五、脚手架立杆荷载计算作用于脚手架de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：D表示单立杆部分，S表示双立杆部分。(1)每米立杆承受de结构自重标准值，为0.1248kN/m NGD1=0.1248+(1.503/2)0.033/1.80(36.00-12.00)=3.994kN； NGS1=0.1248+0.033+(1.503/2)0.033/1.8012.00=2.397kN；(2)脚手板de自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NGD2= 0.301.5(1+0.2)/2=0kN； NGS2= 0.3(20-0)1.5(1+0.2)/2=5.625kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NGD3=0.1501.5/2=0kN； NGS3=0.15(20-0)1.5/2=2.25kN；(4)吊挂de安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2 NGD4=0.0051.5(36-12)=0.18kN； NGS4=0.0051.512=0.09kN；经计算得到，静荷载标准值 NGD=NGD1+NGD2+NGD3+NGD4=4.174kN； NGS=NGS1+NGS2+NGS3+NGS4=10.362kN；活荷载为施工荷载标准值产生de轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和de1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=311.52/2=4.5kN；考虑风荷载时,立杆de轴向压力设计值为 Nd=1.2 NGD+0.851.4NQ=1.24.174+ 0.851.44.5= 10.364kN； Ns=1.2 NGS+0.851.4NQ=1.210.362+ 0.851.44.5= 17.789kN；不考虑风荷载时,立杆de轴向压力设计值为Nd=1.2NGD+1.4NQ=1.24.174+ 1.44.5=11.309kN；Ns=1.2NGS+1.4NQ=1.210.362+ 1.44.5=18.734kN；六、立杆de稳定性计算外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架体底部不同高度分别计算风荷载标准值。风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)de规定采用：0=0.4kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)de规定采用：z= 0.74，0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为: Wk1=0.7 0.40.740.214=0.044kN/m2； Wk2=0.7 0.40.740.214=0.044kN/m2；风荷载设计值产生de立杆段弯矩 MW 分别为: Mw1=0.85 1.4Wk1Lah2/10=0.85 1.40.0441.51.82/10=0.026kNm； Mw2=0.85 1.4Wk2Lah2/10=0.85 1.40.0441.51.82/10=0.026kNm；1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。考虑风荷载时,立杆de稳定性计算公式=N/(A) + MW/W f立杆de轴心压力设计值 ：N=Nd=10.364kN；不考虑风荷载时,立杆de稳定性计算公式=N/(A) f立杆de轴心压力设计值 ：N=Nd= 11.309kN；计算立杆de截面回转半径 ：i=1.59 cm；计算长度附加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得 ： k=1.155 ；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得 ：=1.5 ；计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定：l0=3.118 m；长细比: L0/i=196 ；轴心受压立杆de稳定系数,由长细比 lo/i de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 =205N/mm2；考虑风荷载时=10364.04/(0.188424)+25644.058/4490=135.73N/mm2；立杆稳定性计算 =135.73N/mm2 小于 立杆de抗压强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时=11309.04/(0.188424)=141.874N/mm2；立杆稳定性计算 =141.874N/mm2 小于 立杆de抗压强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！2. 架体底部立杆稳定性计算。考虑风荷载时,双立杆de稳定性计算公式=N/(A) + MW/W f立杆de轴心压力设计值 ：N=1.2(NGD+ NGS)+0.851.4NQ/2=11.399kN；不考虑风荷载时,双立杆de稳定性计算公式=N/(A) f立杆de轴心压力设计值 ：N=1.2(NGD+ NGS)+ 1.4NQ/2=11.872kN；计算立杆de截面回转半径 ：i=1.59 cm；计算长度附加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得 ： k=1.155 ；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得 ：=1.5 ；计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定：l0=3.118 m；长细比: L0/i=196 ；轴心受压立杆de稳定系数,由长细比 lo/i de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 =205N/mm2；考虑风荷载时=11399.04/(0.188424)+25644.058/4490=148.714N/mm2；立杆稳定性计算 =148.714N/mm2 小于 立杆de抗压强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时=11871.54/(0.188424)=148.93N/mm2；立杆稳定性计算 =148.93N/mm2 小于 立杆de抗压强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！七、连墙件de稳定性计算连墙件de轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.4，Wk=0.7zs0=0.7 0.920.2140.4=0.055kN/m2；每个连墙件de覆盖面积内脚手架外侧de迎风面积 Aw=10.8 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生de轴向力(kN), N0= 5.000kN；风荷载产生de连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw=1.4WkAw=0.834kN；连墙件de轴向力设计值 Nl=Nlw + N0= 5.834kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=Af其中 - 轴心受压立杆de稳定系数；由长细比 l/i=250/15.9de结果查表得到 =0.958，l为内排架距离墙de长度； A=4.24 cm2；f=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf=0.9584.2410-4205103=83.269kN；Nl=5.834 Nf=83.269,连墙件de设计计算满足要求！连墙件采用预埋扁铁连接；八、立杆de地基承载力计算立杆基础底面de平均压力应满足下式de要求 p fg 地基承载力设计值:fg=fgkkc=115 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 115 kPa ；脚手架地基承载力调整系数：kc=1 ； 立杆基础底面de平均压力：p=N/A =113.99 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面de轴向力设计值 ：N=1.2(NGD+NGS)+0.851.4NQ=1.2(4.174+10.362)+0.851.44.5=22.798kN；基础底面面积 ：A=0.2 m2 。p=113.99kPa fg=115 kPa 。地基承载力满足要求！九、搭设要求特殊要求：1， 该工程地基为回填土，回填土应夯实到所要求de密度，还需采用在地面上沿垂直于墙面de方向浇筑10cm厚de混凝土；脚手架周边还需应有排水沟。2，扫地杆不能直接置于地面上，而是垫以厚度不小于50mmde垫木或垫板。3, 底座、垫板均应准确地放在定位线上；垫板宜采用不少于2跨、厚度不小于50mmde木垫板，也可采用槽钢。4，立杆de纵距为 1.50米，立杆de横距为1.00米，大小横杆de步距为1.80 米，连墙体为两步两跨，竖向间距 3.60 米，水平间距3米，采用预埋连接件；5，施工载荷控制在3.000 kN/m2以内。一般要求：1，脚手架底层满铺一层固定de脚手板，作业层满铺脚手板，自作业层往下计，可每隔12m满铺一层脚手板。2， 立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。两根相邻立杆de接头不得设置在同一步距内，同步内隔一根立杆de两个相隔接头在高度方向错开de距离不宜小于500mm，各接头de中心至主节点de距离不宜大于步距de1/3。顶层顶步立杆如采用搭接接长，其搭接长度不应小于1000mm,并采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端距离不应小于10mm.3， 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件de中心距不应大于150mm,靠墙一端de横向水平伸出长度不应大于500mm.4， 脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵、横向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处de立杆上。当立杆基础不在同一水平面上时，必须将高处de纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方de立杆轴线到边坡de距离不应小于500mm.5， 架体转角处宜设置横向斜撑.十、脚手架