扣件式钢管落地脚手架计算书2.doc

扣件式钢管落地脚手架计算书一、工程概况东方体育城33#楼工程位于东海县晶都路南，振兴路西，为砖混结构，地上6层，建筑总高度20米，建筑总面积6398.47平方米，标准层层高2.8米，。本工程由连云港万盛房地产开发有限公司投资建设，连云港东海设计有限公司设计，连云港天正监理公司监理，安徽第一建筑工程公司组织施工；由张宝安担任项目经理，霍连军担任技术负责人。二、计算依据建筑施工计算手册江正荣著 中国建筑工业出版社；建筑施工手册第四版 中国建筑工业出版社、钢结构设计规范GB50017-2003 中国建筑工业出版社；建筑结构荷载规范GB50009-2001中国建筑工业出版社；建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）中国建筑工业出版社；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 中国建筑工业出版社；建筑地基基础设计规范GB50007-2002中国建筑工业出版社；建筑施工安全检查标准JGJ59-99中国建筑工业出版社。三、计算参数1、钢管截面特征：（钢号：Q235，B类）钢管规格：483.2；钢管直径d（mm）：48；钢管壁厚t（mm）：3.2；单位重量qg（kN/m）：0.0347；惯性矩I（mm4）：113600；抵抗矩W（mm3）：4730；截面积A（mm2）：450；回转半径i（mm）；15.9；抗弯、抗压容许应力(N/mm2)：205；弹性模量E(N/mm2)：206000；2、脚手架构造参数脚手架类型：双排架；脚手架高度Hs（m）：25；立杆纵距La（m）：1.5；立杆横距Lb（m）：1.05；横杆步距h（m）：1.8；上部横杆根数n2：2；脚手板铺设层数n3：5；立杆底垫块面积A（m2）：0.2；连墙件类型：扣件连接；连墙件布置方式：二步三跨；连墙件水平间距lw（m）：4.5；连墙件垂直间距hw（mm4）：3.6；连墙件长度b1（m）：0.4；剪刀撑斜杆与地面的倾角a：45；剪刀撑跨越立杆根数n4：6；3、荷载参数脚手板自重qj（kN/m2）：0.35；栏杆、挡脚板自重qd（kN/m）：0.15；安全网自重qa（kN/m2）：0.0014；作业层施工均布荷载qs（kN/m2）：2；同时施工作业层数 n1：2;脚手架状况：全封闭;连云港地区基本风压w0（kN/m2）: 0.55;4、其他参数风压高度变化系数z（查GB50009-2001表7.2.1）架高25m，地处B类(城市郊区)z为：1.42；脚手架风荷载体型系数s（查JGJ 130-2001表4.2.4）：0.53；风荷载标准值wk=0.7szw0 =0.292kN/m2；立杆计算长度系数（查JGJ 130-2001表5.3.3）：1.5；轴心受压构件稳定系数（查JGJ 130-2001附录C）：0.245；注：计算长度l0 = h =1.51.8=2.7m 长细比= l0 / i=2.7/0.0159=170荷载分项系数（查GB50009-2001第8页）永久荷载G：1.2；可变荷载Q：1.4；地基承载力标准值fgk（kPa）地基为粘性土：200；脚手架地基承载力调整系数kc（查JGJ 130-2001第20页）工况为架底铺设混凝土及设置排水沟：1；5、材料种类说明脚手板采用：竹串片脚手板 挡脚板采用：栏杆，竹笆片脚手板挡板安全网采用：ML1.86;1.5kg四、脚手架验算本脚手架属于施工荷载由横向水平杆传递给立杆情况，荷载传递线路如下：脚手板纵向水平杆（大横杆）横向水平杆（小横杆）立杆地基。因此应对基础、连墙件、立杆、纵横向水平杆等进行验算。1、纵向水平杆验算纵向水平杆在横向水平杆的上面，纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度验算。按照纵向水平杆上面的脚手板自重和施工作业均布荷载计算纵向水平杆的最大弯矩和挠度。图1 纵向水平杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2 纵向水平杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)（1）荷载计算均布荷载设计值（用于计算弯矩）静荷载公式： q纵静设 =Lb/(n2+1)1.2qj+1.2qg静荷载计算式：q纵静设=1.05/(2+1)1.20.35+1.20.03470.189kN/m活荷载公式：q纵活设 =Lb/(n2+1)1.4qs活荷载计算式：q纵活设 =1.05/(2+1)1.42 =0.98kN/m均布荷载标准值（用于计算挠度）静荷载公式：q纵静标 =Lb/(n2+1)qj+ qg静荷载计算式：q纵静标=1.05/(2+1)0.35+0.03470.157kN/m活荷载公式：q纵活标 = Lb/(n2+1)qs 活荷载计算式：q纵活标=1.05/(2+1)2 =0.7kN/m（2）最大弯矩计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:公式：Mmax=0.08q纵静设La2+0.1q纵活设La2计算式：M1max=0.080.1891.52+0.10.981.520.254kN.m支座最大弯距计算公式如下:公式：M2max=-0.1q纵静设La2-0.117q纵活设La2M1max=-0.10.1891.52-0.1170.981.52-0.3kN.m（3）抗弯强度验算选择支座弯矩和跨中弯矩的最大绝对值进行强度验算：公式：= Mmax/W计算式：=0.3106/473063.515N/mm2结论：纵向水平杆（大横杆）的受弯应力 63.52 N/mm2，小于钢管的抗弯强度205N/mm2，满足要求。（4）挠度验算公式：=0.677q纵静标La4/(100EI)+ 0.99q纵活标La4/(100EI)计算式：=0.6770.15715004/(100206000113600)+0.990.715004/(100206000113600) 1.729mm=1500/150=10与10mm结论：纵向水平杆（大横杆）的挠度 1.729 mm，小于钢管的容许挠度 10 与10mm，满足要求。2、横向水平杆(小横杆)验算纵向水平杆在横向水平杆的上面，横向水平杆按照集中荷载加均布荷载作用下的简支梁梁，进行强度和挠度验算。计算简图（1）荷载计算集中荷载设计值（用于计算弯矩）：公式：p横设 =(q纵静设+ q纵活设)La 计算式：p横设 =(0.189+0.98)1.51.753kN均布荷载设计值（用于计算弯矩）： 公式：q横设= 1.2qg计算式：q横设=1.20.03470.042kN/m集中荷载标准值（用于计算挠度）： 公式：p横标 = (q纵静标+ q纵活标)La计算式：p横标= (0.157+0.7)1.51.286kN均布标准值（用于计算挠度）： q横标 = qg = 0.0347 kN/m（2）最大弯矩计算公式：Mmax= q横设Lb2/8+ p横设Lb/3计算式：Mmax=0.0421.052/8+1.7531.05/30.619kN.m（3）抗弯强度验算公式：= Mmax/W计算式：=0.619106/4730130.923N/mm2结论：横向水平杆（小横杆）的受弯应力 130.92 N/mm2，小于钢管的抗弯强度205N/mm2，满足要求。（4）挠度验算公式：=5q横标Lb4/(384EI) + p横标(Lb/3)/(24EI) 3Lb2-4(Lb/3)2计算式：=50.034710504/(384206000113600)+1.286103(1050/3)/(24206000113600)31050-4(1050/3)22.281mm=1050/150=7与10mm结论：横向水平杆（小横杆）的挠度 2.281 mm，小于钢管的容许挠度 7 与10mm，满足要求。3、水平杆与立杆的连接扣件计算（1）荷载计算设计值公式：p扣(p横设n2+ q横设Lb)/2计算式：p扣(1.7532+0.0421.05)/21.77 kN（2）扣件数计算考虑扣件抗滑力下降扣件实际抗滑力R取：6 kN 扣件数计算公式：Nk p扣 / R计算式：Nk1.77/61个结论：水平杆与立杆连接需要1个扣件，满足要求。4、立杆稳定性验算本脚手架工程采用单立管搭设需要对立杆落地处进行立杆稳定性计算。（1）荷载计算扣件式钢管脚手架构件自重： 公式：gk1=La(n2/2+1)+Lb/2+hqg+ (n2/2+2)0.013/hHs计算式：gk1=1.5(2/2+1)+1.05/2+1.80.0347+(2/2+2)0.013/1.8253.11kN脚手板自重计算公式：gk2=qjLaLbn3/2计算式：gk2=0.351.51.055/21.38kN栏杆、挡脚板自重：公式：gk3= Laqdn1计算式：gk3=1.50.152= 0.45kN剪刀撑及安全网等自重：公式：gk4=La(n4-1)/cos a 2/La(n4-1)tan a /hn4qg+Lahqa /hHs计算式：gk4=1.5(6-1)/cos452/1.5(6-1)tan45/1.860.0347+1.51.80.0014/1.8250.46kN恒荷载计算公式：NGK=gk1+ gk2+ gk3+ gk4计算式：NGK=3.11+1.38+0.45+0.465.4kN活荷载计算公式：NQK= LaLbn1qs/2计算式：NQK=1.51.0522/2=3.15kN（2）立杆轴向力设计值及风荷载产生弯矩设计值计算组合风荷载轴力计算公式： N=1.2NGK +0.851.4NQK计算式：N=1.25.4+0.851.43.1510.22kN不组合风荷载轴力计算公式：N=1.2NGK +1.4NQK计算式：N=1.25.4+1.43.1510.88kN风荷载产生弯矩设计值计算公式： Mw = 0.851.4WkLah2/10计算式：Mw = 0.851.40.2921.51.82/100.169kN.m（3）立杆稳定性验算不组合风荷载应力计算公式： N/(A)计算式：10.88103/(0.245450)98.73N/mm2结论:立杆所受最大应力 98.73 N/mm2，小于钢管的抗压强度205N/mm2，满足要求。组合风荷载应力计算公式:N/(A)+MW/W计算式：10.22103/ (0.245450)+0.169106/4730128.39N/mm2结论:立杆所受最大应力 128.39 N/mm2，小于钢管的抗压强度205N/mm2，满足要求。5、连墙件稳定性验算及扣件数量计算（1）荷载计算风荷载产生轴向力设计值计算公式： NLw = 1.4Wklwhw计算式：NLw = 1.40.2924.53.66.61kN连墙件轴向力设计值计算公式： Nl = NLw+ N0按JGJ 1302001规定脚手架平面外变形产生的轴向力N05 kN计算式：Nl =6.61+5 11.61KN（2）连墙件的计算长度及长细比计算连墙件的计算长度公式： l0= C计算式：l0= 0.4连墙件的长细比计算公式：l0 / I计算式：0.4/0.015925根据查JGJ 130-2001附录C得轴心受压构件稳定系数：0.93（3）连墙件稳定性验算连墙件承受应力计算公式：Nl /(A)计算式：11.61103/(0.93450) 27.75N/mm2结论：连墙件的受压应力 27.75 N/mm2，小于连墙件钢管的容许抗压强度205N/mm2，满足要求。（4）连墙件扣件数量计算直角扣件标准抗滑承载力RC按6kN/个计算扣件数：公式：NkNc/RC计算式：Nk11.61 /62个结论：连墙件与立杆连接需要2个扣件，满足要求。6、地基承载力验算关系