脚手架受力计算

钢管脚手架的计算见建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ130-2001 )。计算的脚手架为双排脚手架，高50.0米，20.0米以下为双管立棒，20.0米以上为单管立棒组合。立棒的纵向距离为1.20米，立棒的横向距离为1.05米，立棒的步行距离为1.20米。采用的钢管类型为483.5，连续墙件为两步三跨，垂直间距为2.40米，水平间距为3.60米。施工均布负荷为4.0kN/m2，同时施工2层，脚手架搭板共铺设3层。一、小横杆的计算：小横杆根据简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆上。以小横杆上表面的脚手架板和活性载荷为平均布载荷，计算小横杆的最大弯矩和变形。1 .平均分布载荷值的计算小横杆自重基准值P1=0.038kN/m脚手架板载荷基准值P2=0.3001.200/3=0.120kN/m活性负荷基准值Q=4.0001.200/3=1.600kN/m载荷的计算值q=1. 20.0381.20.120.41.600=2.430 kn/m2 .弯曲强度的计算最大弯矩考虑简支梁平均布荷载作用下的弯矩计算公式为：m=2. 4301.0502/8=0. 335 kn.m=0. 335106/5080.0=65.924 n/mm 2小横杆的计算强度在205.0N/mm2以下，满足要求！3 .挠度的计算最大挠度考虑简支梁在平均布荷载作用下的挠度计算公式为：负荷基准值q=0.038 0.120 1.600=1.758kN/m简支梁在均布荷载作用下的最大挠度v=5. 01.7581050.04/(3842.06105121900.0 )=1. 108 mm小横杆的最大挠度为1050.0/150，不足10mm，满足要求！二、大横杆计算：大横杆用三跨度连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆上。用小横杆支撑台的最大反作用力计算值，用最不利的载荷配置计算大横杆的最大弯矩和变形。1 .负荷值的计算小横杆自重基准值P1=0.0381.050=0.040kN脚手架板载荷基准值P2=0.3001.0501.200/3=0.126kN活性负荷基准值Q=4.0001.0501.200/3=1.680kN载荷的计算值p=(1. 20.0401.20.1261.41.680 )/2=1.276 kn大横条计算图2 .弯曲强度的计算最大弯矩是大横杆的自重平均布荷载和荷载的计算值分配最不利的弯矩平均布荷载最大弯矩的计算公式为：集中载荷最大力矩的计算公式为：m=0.08 (1. 20.038 )1. 20020.2671.2761.200=0.414 kn.m=0.414106/5080.0=81.510N/mm2大杆的计算强度在205.0N/mm2以下，满足要求！3 .挠度的计算最大挠度是指大横杆的自重平均布载荷和载荷的计算值分配最不利的挠度大横杆在自重平均布荷载作用下的最大挠度v1=0. 6770.036502.004/(1002.060105121900.000 )=0.02 mm集中负荷基准值P=0.040 0.126 1.680=1.846kN集中载荷准则值最不利分配产生的最大挠度v1=1. 8881846.3201200.003/(1002.060105121900.000 )=2.39 mm最大挠度和V=V1 V2=2.414mm大横杆的最大挠度为1200.0/150和10mm以下，满足要求！ 调味汁三、拉链滑动阻力的计算：纵向或横向水平杆连接到竖直杆时，紧固件滑动承载力由下式计算(标准5.2.5):R Rc其中Rc 紧固件的抗滑承载力设计值为8.0kNR 纵向或横向的水平杆传递给立杆的垂直力的设计值1 .负荷值的计算横杆自重基准值P1=0.0381.200=0.046kN脚手架板载荷基准值P2=0.3001.0501.200/2=0.189kN活性负荷基准值Q=4.0001.0501.200/2=2.520kN载荷的计算值r=1. 20.0461.20.1891.42.520=3.810 kn单搭扣耐滑承载力的设计计算满足要求！直角紧固件的紧固扭矩达到40-65N.m时，试验显示：个紧固件在12kN的负荷下滑动，其抗滑动的承载力可以为8.0kN双重紧固件在20kN的负荷下折动，其耐折动承载力为12.0kN。四、脚手架载荷基准值：作用于脚手架的载荷包括静载荷、活载荷和风载荷。静载基准值包括(1)每米立棒受到的构造自重基准值(kN/m )在本例中为0.1489NG1=0.14950.000=7.445kN(2)脚手架板的自重基准值(kN/m2)本例采用冲压钢的脚手架板，标准值为0.30ng2=0. 30031.200 (1. 0500.300 )/2=0.729 kn(3)扶手和脚手架板的自重基准值(kN/m )本例采用扶手、冲压钢的脚手架板，标准值为0.11NG3=0.1101.2003/2=0.198kN(4)包括安全网(kN/m2)在内的悬挂安全设施的负荷0.005NG4=0.0051.20050.000=0.300kN根据计算，静负荷基准值NG=NG1 NG2 NG3 NG4=8.672kN。活性负荷是施工负荷的基准值产生的轴向力的合计，内、外立棒取纵向距离内的施工负荷的合计的1/2的值。通过计算，活性负荷基准值NQ=4.00021.2001.050/2=5.040kN风荷载基准值必须通过以下公式计算其中，W0 的基本风压(kN/m2)根据建筑结构荷载规范 (GB50009-2001 )的规定为W0=0.350Uz 风荷载的高度变化系数在建筑结构荷载规范 (GB50009-2001 )的规定中采用了Uz=0.840Us 风荷载体型系数： Us=0.480根据计算，风荷载基准值wk=0. 70.3500.8400.480=0. 099 kn/m2.考虑风荷载时，立柱轴向压力设计值的计算公式N=1.2NG 0.851.4NQ不考虑风荷载时，立柱轴向压力设计值的计算公式N=1.2NG 1.4NQ基于风荷载设计值的立柱段力矩MW计算公式MW=0.851.4Wklah2/10其中Wk 风荷载基本风压基准值(kN/m2)la 立柱的纵向距离(m )h 立柱的步骤(m )。 来源：试验大-结构工程师试验五、立柱稳定性计算：1 .不考虑风荷载时立柱稳定性的计算其中，N 立柱轴心压力设计值，N=17.46kN；轴心受压杆的稳定系数由长细比l0/i的结果表得到0.39计算i 立杆的截面回转半径，i=1.58cml0 计算长度(m )，由式l0=kuh决定，l0=2.08m；计算k 长度附加系数，设为1.155u 计算长度系数，由脚手架的高度决定，u=1.50A 立柱净截面积，A=4.89cm2；W 立柱的净截面弹性模量(阻力矩)，W=5.08cm3；钢管立棒受压强度计算值(N/mm2 )计算结果=91.28f 钢管立棒抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立柱稳定性计算f满足要求！2 .考虑风荷载时立柱稳定性的计算其中，N 立柱轴心压力设计值，N=16.40kN；轴心受压杆的稳定系数由长细比l0/i的结果表得到0.39计算i 立杆的截面回转半径，i=1.58cml0 计算长度(m )，由式l0=kuh决定，l0=2.08m；计算k 长度附加系数，设为1.155u 计算长度系数，由脚手架高度决定u=1.50A 立柱净截面积，A=4.89cm2；W 立柱的净截面弹性模量(阻力矩)，W=5.08cm3；MW 计算立柱台阶的风荷载设计值的力矩，MW=0.020kN.m；钢管立棒受压强度计算值(N/mm2 )计算结果=89.75f 钢管立棒抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；考虑风荷载时，立柱稳定性计算f满足要求！六、最大安装高度的计算：在不考虑风荷载的情况下，可以设置单立管的开放型、全闭型、半闭型的脚手架的高度通过下式计算，作为首页其中，NG2K 部件自重基准值产生的轴向力为NG2K=1.227kNNQ 活性负荷基准值，NQ=5.040kN；gk 米立柱的结构自重基准值，gk=0.149kN/m；根据计算，不考虑风荷载时，根据稳定性计算的设置高度Hs=171.758米。脚手架高度Hs在26米以上，用下式调整，调整到50米以下根据计算，不考虑风荷载时，脚手架高度限制值H=50.000米。在考虑风荷载情况下，能够设置单立管的开放型、全闭型、半闭型的脚手架的高度通过下式计算其中，NG2K 部件自重基准值产生的轴向力为NG2K=1.227kN活载荷基准值，NQ=5.040kN；gk 米立柱的结构自重基准值，gk=0.149kN/m；Mwk 计算立柱段在风荷载基准值产生的力矩，Mwk=0.017kN.m；根据计算，考虑风荷载时，根据稳定性计算的设置高度Hs=173.400米。脚手架高度Hs在26米以上，用下式调整，调整到50米以下根据计算，考虑风荷载时，脚手架高度限制值H=50.000米。七、墙体材料计算：墙体材料轴向力的计算值必须通过以下公式计算Nl=Nlw No其中，由Nlw 的风荷载引起的壁材的轴向力设计值(kN )必须通过下式计算nlw=1.4瓦时wk 风荷载基本风压基准值，wk=0.099kN/m2；Aw 各连壁材料的霸盖面积内脚手架外侧的上风面积，Aw=2.403.60=8.640m2；No 连壁材料约束脚手架平面外变形产生的推力(kN )，No=5.000通过计算得到Nlw=1.195kN、壁材推力计算值Nl=6.195kN壁材轴向力设计值Nf=Af其中，轴心受压杆的稳定系数通过长细比l/i=30.00/1.58的结果调查为=0.95A=4.89cm2； f=205.00N/mm2。计算Nf=95.411kNNfNl，墙体材料的设计计算符合要求！墙壁材料用紧固件与墙体相连接。计算得到的Nl=6.195kN小于拉链的滑动阻力8.0kN，满足要求！八、立杆地基承载力计算：立棒基础底面的平均压力应满足下式要求p fg其中p 立杆基础底面的%试验/试验大%平均压力(N/mm2 )，p=N/A； p=69.85N 上部结构传递到基础上表面的轴向力设计值(kN) N=17.46A 基础底面面积(m2) A=0.25fg 地基承载力设计值(N/mm2) fg=180.00地基承载力设计值应按下式计算fg=kc fgk其中kc 脚手架地基承载力调整系数kc=1.00fgk 地基承载力标准值fgk=180.00地基承载力的计算满足要求！ 来源：试验大-结构工程师试验脚手架方案和公式：一、工程概况工地“三方一平”工作基本准备就绪，外地已经硬化。二、设计依据和结构要求1、本计算依据中国建筑出版社建筑施工脚手架实用手册2 .施工过程中不得超过设计负荷。3、小横杆、大横杆和立杆是传递垂直载荷的主要部件。 剪力支撑、斜支撑和墙构件主要保证了整个脚手架的刚性和稳定性。 加强抵制垂直和水平作用的能力。 墙壁也承受所有的风荷载。 紧固件是构成架子整体的连接件和传动件。4、设置要求： (1)在楼梯间外壁线上设置24m双排钢管脚手架；(2)其馀分别设置21.5m的双排钢管脚手架。5、采用本方案按最大设置高度24m进行管理6、采用483.5mm的双列钢管脚手架，竖棒横距b=1.0m，主棒纵距l=1.5m，距竖棒纵距壁0.2m。 脚手架台阶h=1.8m，脚手架板从地面2.0m起每隔1.8m设置(满地)，合计11层，脚手架与建筑物主体构造的连接点的位置为纵向间距H1=2h=21.8=3.6m，水平间距L1=3L=31.5=4.5m . 按照规定，平均布荷重Qk=2.0KN/綬三、使用材料1、钢管应采用力学性能适中的Q235A(3号)钢，其力学性能应符合国家现行标准炭素结构钢 (GB700-89 )的Q235A钢规定。 每批钢