钢管落地脚手架计算书

钢管落地脚手架计算书钢管落地脚手架计算书 采用品茗安全计算软件计算 本工程为深圳市龙岗区第二人民医院综合楼改造工 程 总建筑面积 6570m2 建筑总高度为 39 8 米 建筑总层数为地下一层 地上十二层 一层层高 4 5m 二层层高 4m 三 十一层层高均为 3m 十二层层高为 4m 扣件式钢管落地脚手架的计算依据 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2011 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2011 建筑结构荷载规范 GB 50009 2012 钢结构设计规范 GB 50017 2003 等编制 一 参数信息一 参数信息 1 1 脚手架参数脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 44 2 m 立杆采用单立管 搭设尺寸为 立杆的横距为 1 05m 立杆的纵距为1 5m 大小横杆的步距为1 8 m 内排架距离墙长度为0 20m 大横杆在上 搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根 脚手架沿墙纵向长度为 150 00 m 采用的钢管类型为 48 3 5 横杆与立杆连接方式为单扣件 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 采用扣件连接 连墙件连接方式为双扣件 2 2 活荷载参数活荷载参数 施工均布活荷载标准值 2 000 kN m2 脚手架用途 装修脚手架 同时施工层数 2 层 3 3 风荷载参数风荷载参数 本工程地处广东深圳市 基本风压0 75 kN m2 风荷载高度变化系数 z 为1 00 风荷载体型系数 s 为1 13 脚手架计算中考虑风荷载作用 4 4 静荷载参数静荷载参数 每米立杆承受的结构自重标准值 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 0 110 安全设施与安全网 kN m2 0 005 脚手板类别 冲压钢脚手板 栏杆挡板类别 栏杆 冲压钢脚手板挡板 每米脚手架钢管自重标准值 kN m 0 038 脚手板铺设总层数 12 5 5 地基参数地基参数要求要求 若地基土类型为 素填土 地基承载力标准值 kPa 120 00 立杆基础底面面积 m2 0 20 地基承载力调整系数 1 00 本工程原地基土类型为混凝土 地基承载力大于120 满足要求 二 大横杆的计算二 大横杆的计算 按照 扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2011 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 大横杆在小横杆的上面 将大横杆上面的脚手 板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形 1 1 均布荷载值计算均布荷载值计算 大横杆的自重标准值 P1 0 038 kN m 脚手板的自重标准值 P2 0 3 1 05 2 1 0 105 kN m 活荷载标准值 Q 2 1 05 2 1 0 7 kN m 静荷载的设计值 q1 1 2 0 038 1 2 0 105 0 172 kN m 活荷载的设计值 q2 1 4 0 7 0 98 kN 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 2 强度验算强度验算 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 跨中最大弯距为M1max 0 08 0 172 1 52 0 10 0 98 1 52 0 251 kN m 支座最大弯距计算公式如下 支座最大弯距为 M2max 0 10 0 172 1 52 0 117 0 98 1 52 0 297 kN m 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算 Max 0 251 106 0 297 106 5080 58 465 N mm2 大横杆的最大弯曲应力为 58 465 N mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f 205 N mm2 满足要求 3 3 挠度验算挠度验算 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 其中 静荷载标准值 q1 P1 P2 0 038 0 105 0 143 kN m 活荷载标准值 q2 Q 0 7 kN m 最大挠度计算值为 0 677 0 143 15004 100 2 06 105 121900 0 990 0 7 15004 100 2 06 105 1219 00 1 593 mm 大横杆的最大挠度 1 593 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 150 mm与10 mm 满足要求 三 小横杆的计算三 小横杆的计算 根据JGJ130 2011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 杆在小横杆的上面 用大横杆支座的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的最大弯矩和变形 1 1 荷载值计算荷载值计算 大横杆的自重标准值 p1 0 038 1 5 0 058 kN 脚手板的自重标准值 P2 0 3 1 05 1 5 2 1 0 158 kN 活荷载标准值 Q 2 1 05 1 5 2 1 1 050 kN 集中荷载的设计值 P 1 2 0 058 0 158 1 4 1 05 1 728 kN 小横杆计算简图 2 2 强度验算强度验算 最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯 矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下 Mqmax 1 2 0 038 1 052 8 0 006 kN m 集中荷载最大弯矩计算公式如下 Mpmax 1 728 1 05 3 0 605 kN m 最大弯矩 M Mqmax Mpmax 0 611 kN m 最大应力计算值 M W 0 611 106 5080 120 313 N mm2 小横杆的最大弯曲应力 120 313 N mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N mm2 满足要求 3 3 挠度验算挠度验算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠 度和 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下 qmax 5 0 038 10504 384 2 06 105 121900 0 024 mm 大横杆传递荷载 P p1 p2 Q 0 058 0 158 1 05 1 265 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 pmax 1265 1 1050 3 10502 4 10502 9 72 2 06 105 121900 2 07 mm 最大挠度和 qmax pmax 0 024 2 07 2 094 mm 小横杆的最大挠度为 2 094 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 150 7与10 mm 满足要求 四 扣件抗滑力的计算四 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1 00 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8 00kN 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8 00 kN R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 大横杆的自重标准值 P1 0 038 1 5 2 2 0 058 kN 小横杆的自重标准值 P2 0 038 1 05 2 0 02 kN 脚手板的自重标准值 P3 0 3 1 05 1 5 2 0 236 kN 活荷载标准值 Q 2 1 05 1 5 2 1 575 kN 荷载的设计值 R 1 2 0 058 0 02 0 236 1 4 1 575 2 582 kN R 8 00 kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求 五 脚手架立杆荷载计算五 脚手架立杆荷载计算 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 为0 1248kN m NG1 0 1248 1 50 2 2 0 038 1 80 44 20 6 931kN 2 脚手板的自重标准值 采用冲压钢脚手板 标准值为0 3kN m2 NG2 0 3 12 1 5 1 05 0 2 2 3 375 kN 3 栏杆与挡脚手板自重标准值 采用栏杆 冲压钢脚手板挡板 标准值为 0 11kN m NG3 0 11 12 1 5 2 0 99 kN 4 吊挂的安全设施荷载 包括安全网 0 005 kN m2 NG4 0 005 1 5 44 2 0 332 kN 经计算得到 静荷载标准值 NG NG1 NG2 NG3 NG4 11 627 kN 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和 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 2 1 05 1 5 2 2 3 15 kN 风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo 基本风压 kN m2 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 的规 定采用 Wo 0 75 kN m2 Uz 风荷载高度变化系数 按照 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 的 规定采用 Uz 1 Us 风荷载体型系数 取值为1 13 经计算得到 风荷载标准值 Wk 0 7 0 75 1 1 13 0 593 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 2 11 627 1 4 3 15 18 362 kN 考虑风荷载时 立杆的轴向压力设计值为 N 1 2 NG 0 85 1 4NQ 1 2 11 627 0 85 1 4 3 15 17 701 kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw 0 85 1 4WkLah2 10 0 850 1 4 0 593 1 5 1 82 10 0 343 kN m 六 钢丝绳卸荷计算 因此内容在规范以外 故仅供参考 六 钢丝绳卸荷计算 因此内容在规范以外 故仅供参考 钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法 在脚手架全高范围内卸荷2次 吊点选择在立杆 小横杆 大横杆的交点位置 以卸荷吊点分段计算 第1 次卸荷净高度为15m 第2 次卸荷净高度为8 7m 经过计算得到 a1 arctg 3 000 1 050 0 200 67 380度 a2 arctg 3 000 0 200 86 186度 第1次卸荷处立杆轴向力为 P1 P2 1 5 18 362 15 44 2 9 347 kN kx为不均匀系数 取1 5 各吊点位置处内力计算为 kN T1 P1 sina1 9 347 0 923 10 126 kN T2 P2 sina2 9 347 0 998 9 368 kN G1 P1 tana1 9 347 2 400 3 895 kN G2 P2 tana2 9 347 15 000 0 623 kN 其中T钢丝绳轴向拉力 G钢丝绳水平分力 卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为 Fg T1 10 126 kN 钢丝绳的容许拉力按照下式计算 其中 Fg 钢丝绳的容许拉力 kN Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和 kN 计算中可以近似计算Fg 0 5d2 d为钢丝绳直径 mm 钢丝绳之间的荷载不均匀系数 取0 82 K 钢丝绳使用安全系数 计算中 Fg 取 10 126kN 0 82 K 6 得到 选择卸荷钢丝绳的最小直径为 d 2 10 126 6 000 0 820 0 5 12 2 mm 吊环强度计算公式为 N A f 其中 f 吊环钢筋抗拉强度 混凝土结构设计规范 规定 f 50 N mm2 N 吊环上承受的荷载等于 Fg A 吊环截面积 每个吊环按照两个截面计算 A 0 5 d2 选择吊环的最小直径要为 d 2 Fg f 0 5 2 10 126 103 50 3 142 0 5 12 mm 第1次卸荷钢丝绳最小直径为 12 2 mm 必须拉紧至 10 126 kN 吊环直径为 12 mm 根据各次卸荷高度得 第2次卸荷钢丝绳最小直径为 9 3 mm 必须拉紧至 5 873 kN 吊环直径为 9 mm 七 立杆的稳定性计算七 立杆的稳定性计算 不考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式为 立杆的轴向压力设计值 N 18 362 20 5 44 2 8 517 kN 计算立杆的截面回转半径 i 1 58 cm 计算长度附加系数参照 扣件式规范 表5 3 3得 k 1 155 当验算杆件长 细比时 取块1 0 计算长度系数参照 扣件式规范 表5 3 3得 1 5 计算长度 由公式 lo k h 确定 l0 3 118 m 长细比 Lo i 197 轴心受压立杆的稳定系数 由长细比 lo i 的计算结果查表得到 0 186 立杆净截面面积 A 4 89 cm2 立杆净截面模量 抵抗矩 W 5 08 cm3 钢管立杆抗压强度设计值 f 205 N mm2 8517 0 186 489 93 636 N mm2 立杆稳定性计算 93 636 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 N mm2 满足要求 考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 N 17 701 20 5 44 2 8 210 kN 计算立杆的截面回转半径 i 1 58 cm 计算长度附加系数参照 扣件式规范 表5 3 3得 k 1 155 计算长度系数参照 扣件式规范 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 197 轴心受压立杆的稳定系数 由长细比 lo i 的结果查表得到 0 186 立杆净截面面积 A 4 89 cm2 立杆净截面模量 抵抗矩 W 5 08 cm3 钢管立杆抗压强度设计值 f 205 N mm2 8209 727 0 186 489 343100 205 5080 157 802 N mm2 立杆稳定性计算 157 802 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 N mm2 满足要求 八 连墙件的稳定性计算八 连墙件的稳定性计算 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算 Nl Nlw N0 风荷载标准值 Wk 0 593 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 8 m2 按 规范 5 4 1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 kN N0 5 000 kN 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 kN 按照下式计算 Nlw 1 4 Wk Aw 8 97 kN 连墙件的轴向力设计值 Nl Nlw N0 13 97 kN 连墙件承载力设计值按下式计算 Nf A f 其中 轴心受压立杆的稳定系数 由长细比 l i 200 15 8的结果查表得到 0 966 l为内排架距离墙 的长度 又 A 4 89 cm2 f 205 N mm2 连墙件轴向承载力设计值为 Nf 0 966 4 89 10 4 205 103 96 837 kN Nl 13 97 Nf 96 837 连墙件的设计计算满足要求 连墙件采用双扣件与墙体连接 由以上计算得到 Nl 13 97小于双扣件的抗滑力 16 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 fgk kc 120 kPa 其中 地基承载力