钢管落地脚手架计算书(20201222065655)

1、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6570用建筑总高度为39.8米，建筑总层数为地下一层、地上十二层， 一层层咼4.5m,二层层咼4m,二十一层层咼均为 3m,十二层层咼为 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 : 1. 脚手架参数 双排脚手架搭设咼度为 44.2 m ，立杆采

2、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 X 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. 活荷载参数 施工均布活荷载标准值 :2.000 kN/m 2；脚手架用途 :装修脚手架； 同时施工层数 :2 层； 3. 风荷载参数 本工程地处广东深圳市，基本风压

3、 0.75 kN/m 2； 风荷载高度变化系数 坨为1.00，风荷载体型系数e为1.13 ; 脚手架计算中考虑风荷载作用； 4. 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. 地基参数要求 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

4、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！ 单立杆落地架脚手架正立面图 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. 均布荷载值计算 大横杆的自重标准值:P 1=0.038 kN/m ； 脚手板的自重标准值：P2=0.3 X 1.05/(2+1)=0.105 kN/m; 活荷载标准值：Q=2 X 1.05/(2+1)=0.

5、7 kN/m ; 静荷载的设计值:q 1=1.2 X 0.038+1.2 X 0.105=0.172 kN/m ; 活荷载的设计值：q 2=1.4 X 0.7=0.98 kN/m ; ii jiliiiiirrE _i*_1_*_1_4* qm q* (跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图1大横杆设计荷载组合简图 111 I ill Thiiecq Jf_i_Jf_i_i_Jt 图2大横杆设计荷载组合简图 q= 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 iaa (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： 就z 7卫跖匹+0.1略厂 跨中最大

6、弯距为 Mmax=0.08 X 0.172 X 1.52+0.10 X 0.98 X 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 X 0.172 X 1.52-0.117 X 0.98 X 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： (T =Max(0.251 X 100.297 X0 )/5080=58.465 N/mm ; 大横杆的最大弯曲应力为(T = 58.465 N/mm2小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm 2,满足要求！ 3. 挠度验算： 最大挠度考虑为三跨连续

7、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：q 1= Pi+R=0.038+0.105=0.143 kN/m ; 活荷载标准值：q 2= Q =0.7 kN/m ; 最大挠度计算值为： V = 4545 0.677 0.143 XI5004/(100 送.06 X050.7 X5004/(100 送.06 XI05X1219 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： 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

8、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. 荷载值计算 大横杆的自重标准值：p1= 0.038 X 1.5 = 0.058 kN ; 脚手板的自重标准值：P?=0.3 X 1.05 X 1.5/(2+1)=0.158 kN ; 活荷载标准值：Q=2X 1.05 X 1.5/(2+1) =1.050 kN ; 集中荷载的设计值:P=1.2 X (0.058+0.158)+1.4 X 1.05 = 1.728 kN ; PP 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的标准值最不利分配的弯

9、 矩和; 均布荷载最大弯矩计算公式如下 Mqmax = 1.2 X 0.038 X 1.05 2/8 = 0.006 kN.m ; 集中荷载最大弯矩计算公式如下： Pl 3 MPmax = 1.728 X 1.05/3 = 0.605 kN.m ; 最大弯矩M= Mqmax + M pmax = 0.611 kN.m ; 最大应力计算值 (T = M / W = 0.611x615080=120.313 N/mm 2 ; 小横杆的最大弯曲应力c =120.313 N/mm2小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mr2，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

10、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 ： 5护 3842 45 vmax=5X0.038 X050 /(384 X.06 X0 X21900) = 0.024 mm ; 大横杆传递荷载 P = p 1 + p 2 + 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： P -4F/9) 72Z 225 vmax = 1265.1 X050X(3 X0502-4 X0502/9 )/(72 2.06 X05X121900) = 2.07 mm ; 最大挠度和 V = qnvx + vma

11、x = 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 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): Rw 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：P 1 = 0.038 X 1.5

12、 X 2/2=0.058 kN ; 小横杆的自重标准值：P 2 = 0.038 X 1.05/2=0.02 kN ; 脚手板的自重标准值 ： P 3 = 0.3 X1.05X1.5/2=0.236 kN ； 活荷载标准值 ： Q = 2 X1.05X1.5 /2 = 1.575 kN ； 荷载的设计值 ： R=1.2 X (0.058+0.02+0.236)+1 .4 X1.575=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 ： 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

13、重标准值，为 0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.50 X2/2) X0.038/1.80 X44.20 = 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 N G2= 0.3 X12X1.5X(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 N G3 = 0.11 X12X1.5/2 = 0.99 kN ； (4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网； 0.005 kN/m2 N G4 = 0.005 X1.5X44.2 = 0.332 k

14、N ； 经计算得到，静荷载标准值 N G =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 N Q= 2X1.05X1.5X2/2 = 3.15 kN ； 风荷载标准值按照以下公式计算 = 0 7 S % 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： W o = 0.75 kN/m 2； U z -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： U z= 1 ； U s -风荷载

15、体型系数：取值为1.13 ； 经计算得到，风荷载标准值 2 W k = 0.7 X 0.75 X 1 X 1.13 = 0.593 kN/m 2; 不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2N g+1.4Nq= 1.2 X 11.627+ 1.4 X 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 N g+0.85 X 1.4Nq = 1.2 X 11.627+ 0.85 X 1.4 X 3.15= 17.701 kN ; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw为 Mw = 0.85 X 1.4叽/10 =0.850 X 1.4 X 0.

16、593 X 1.5 X 2 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) 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 ai =arctg3.000心.050+0.200）=67.380度 a2=arctg3.000/0.200=86.186度 第1次卸荷处立杆轴向力为： Pi = P 2 = 1.5 X 18.362 X 15/44.2 =9.347 kN ; kx为不均匀系数，取1.5

17、 各吊点位置处内力计算为（kN）: T1 = =P 1/si na 1 = =9.347/0.923 = 10.126 kN T2 = =P 2/sina 2 = =9.347/0.998 = 9.368 kN G = =P 1/ta na 1 = =9.347/2.400 = 3.895 kN Q = =P 2/tana 2 = =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= T 1 =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)，

18、 计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm); a-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 , a =0.82 K=6,得到： 选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d =(2 X 10.126 X 6.000/0.820) 0.5 = 12.2 mm。 吊环强度计算公式为：(T = 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/mrn； 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 nd2; 选择吊环的最小直径要为：d = (2X Fg/f/

19、 n 0.5 = (2X 10.126 X 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： 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 X 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

20、比时，取块1.0 ; 计算长度系数参照扣件式规范表 5.3.3得：卩=1.5 ; 计算长度,由公式I。= k X X确定：I。= 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 cm 2 ; 立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 5.08 cm 3 ; 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm 2 ; (T = 8517/(0.186 X 489)=93.636 N/mm 立杆稳定性计算(7 = 93.636 N/mm小于 立杆的抗压强度设计值f = 205 N/mr2，满足要

21、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 X 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：卩=1.5; 计算长度,由公式I o = kuh 确定：Io = 3.118 m ; 长细比：L o/i = 197; 轴心受压立杆的稳定系数由长细比I o/i的结果查表得到： = 0.186 立杆净截面面积：A = 4.89 cm 2; 立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 5.08 cm 3; 钢管

22、立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm 2; (T = 8209.727/(0.186X 489)+343100.205/5080 = 157.80刁；N/mm 立杆稳定性计算(7 = 157.802 N/mm小于立杆的抗压强度设计值f = 205 N/mr2满足要求！ 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： N i = N lw + N 0 风荷载标准值 W = 0.593 kN/m 2; 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw = 10.8 m 2; 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), Nd= 5.000 kN； 风荷载产

23、生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算： Nw = 1.4 X WkX Aw = 8.97 kN ; 连墙件的轴向力设计值 Ni = N iw + N0= 13.97 kN ; 连墙件承载力设计值按下式计算： N f = 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丨为内排架距离墙 的长度； 2 2 又： A = 4.89 cm ; f=205 N/mm ; 连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.966 X 4.89 X 104X 205X 103 = 96.837 kN ; N = 13.97 N f = 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 = 连墙件扣件连接示意图 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 pw f g 地基承载力设计值： f g = f gkX kc = 120 kPa ； 其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ; 脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ; 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =42.583 k