脚手架计算.docx

1、脚手架计算外围脚手架计算一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 16.2 米，搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为1.00米，大小横杆的步距为1.80 米；内排架距离墙长度为0.30米；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；脚手架沿墙纵向长度为 120 米；采用的钢管类型为 483.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.80；连墙件采用两步两跨，竖向间距 3.60 米，水平间距3.00 米，采用扣件连接；连墙件连接方式为单扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3

2、.风荷载参数本工程地处江苏省苏州市，基本风压为0.45 kN/m2；风荷载高度变化系数z为0.84，风荷载体型系数s为0.65；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/m2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4；脚手板类别:竹串片脚手板；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/m2):0.033；5.地基参数地基土类型:粘性土；地基承载力标准值(kN/m2):515.00；立杆基础底面面积(m2

3、):0.04；地面广截力调整系数:1.00。 二、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.033 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P2= 0.3501.500/3=0.175 kN/m ；活荷载标准值: Q=3.0001.500/3=1.500 kN/m；荷载的计算值: q=1.20.033+1.20.175+1.41.500 = 2.350 kN/m； 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下:

4、最大弯矩 Mqmax =2.3501.0002/8 = 0.294 kN.m；最大应力计算值 = Mqmax/W =65.422 N/mm2；小横杆的最大应力计算值 =65.422 N/mm2 小于小横杆的抗压强度设计值 f=205.0 N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.033+0.175+1.500 = 1.708 kN/m ； 最大挠度 V = 5.01.7081000.04/(3842.060105107800.0)=1.002 mm；小横杆的最大挠度 1.002 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1000.0 / 150=6.

5、667 与10 mm，满足要求！三、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0331.000=0.033 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.3501.0001.500/3=0.175 kN；活荷载标准值: Q= 3.0001.0001.500/3=1.500 kN；荷载的设计值: P=(1.20.033+1.20.175+1.41.500)/2=1.175 kN； 大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。 均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.

6、080.0331.5001.5002=0.009 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2671.1751.500= 0.471 kN.m；M = M1max + M2max = 0.009+0.471=0.480 kN.m最大应力计算值 = 0.480106/4490.0=106.809 N/mm2；大横杆的最大应力计算值 = 106.809 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm均布荷载最大挠度计算公式如下:

7、 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度： Vmax= 0.6770.0331500.04 /(1002.060105107800.0) = 0.051 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.033+0.175+1.500）/2=0.854kN V= 1.8830.8541500.03/ ( 100 2.060105107800.0) = 2.444 mm；最大挠度和：V= Vmax + Vpmax = 0.051+2.444=2.496 mm；大横杆的最大挠度 2.496 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0 / 150=

8、10.0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0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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6.40 kN；R- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.0331.0002/2=0.033 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.0331.500=0.050 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.3501.0001.5

9、00/2=0.262 kN；活荷载标准值: Q = 3.0001.0001.500 /2 = 2.250 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.050+0.262)+1.42.250=3.525 kN；R 6.40 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重标准值(kN)，为0.1248 NG1 = 0.1248+(1.002/2+1.502)0.033/1.80(16.20-16.20) = 0.000； NGL1 = 0.1248+0.033+(1.002/2+

10、1.502)0.033/1.8016.20 = 3.910；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.35041.500(1.000+0.3)/2 = 1.365 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11 NG3 = 0.11041.500/2 = 0.330 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50016.200 = 0.122 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 1.816 kN； NGL

11、=NGL1+NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.726p kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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= 3.0001.0001.5002/2 = 4.500 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(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.450 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Uz= 0.840 ； Us - 风荷载体型系数：取值为0.649；经计算得到，风荷载标准值

12、 Wk = 0.7 0.4500.8400.649 = 0.172 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 Ns = 1.2NGL+1.4NQ= 1.25.726+ 1.44.500= 13.172 kN； Nd = 1.2NG+1.4NQ= 1.21.816+ 1.44.500= 8.480 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 Ns = 1.2 NGL+0.851.4NQ = 1.25.726+ 0.851.44.500= 12.227 kN； Nd = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.21.816+ 0.851.44.500= 7.535 kN；风荷载设

13、计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.1721.500 1.8002/10 = 0.099 kN.m；六、立杆的稳定性计算: 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。1. 16.20米以上立杆稳定性计算。不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N =8.480 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0

14、= 3.119 m；长细比 Lo/i = 196.000 ；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 ：= 0.188 ；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 =205.000 N/mm2； = 8480.000/(0.188424.000)=106.380 N/mm2；立杆稳定性计算 = 106.380 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 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 =7.535 kN；计算立杆

15、的截面回转半径 ：i = 1.59 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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m；长细比: L0/i = 196.000 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188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 =205.000 N/mm2； = 7534.800/(0.188424.000)+99315.668/

16、4490.000 = 116.645 N/mm2；立杆稳定性计算 = 116.645 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！2. 16.20米以下立杆稳定性计算。不组合风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N =6.586 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.119 m；长细比 Lo/i = 196.000 ；轴心

17、受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.188 ；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 =205.000 N/mm2； = 8480.000/(0.188424.000)=106.380 N/mm2；立杆稳定性计算 = 106.380 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N =6.113 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照

18、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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m；长细比: L0/i = 196.000 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188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 =205.000 N/mm2； = 7534.800/(0.188424.000)+99315.668/4490.000 = 116.645 N/mm2；立杆稳定性计

19、算 = 116.645 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！七、最大搭设高度的计算: 按规范5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.816 kN；活荷载标准值 ：NQ = 4.500 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m；Hs =0.1884.24010-4205.000103-(1.21.816+1.44.500)/(1.20.125)=52.492 m

20、；按规范5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： H = 52.492 /(1+0.00152.492)=49.874 m；H= 49.874 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 H =49.874 m，满足要求！按规范5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.816 kN；活荷载标准值 ：NQ = 4.500 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m；计算立杆

21、段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.099 /(1.4 0.85) = 0.083 kN.m；Hs =( 0.1884.24010-4205.00010-3-(1.21.816+0.851.4(4.500+0.1884.2400.083/4.490)/(1.20.125)=47.028 m；按规范5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： H = 47.028 /(1+0.00147.028)=44.916 m；H= 44.916 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =44.916 m，满足要求

22、！八、连墙件的计算: 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 = 0.172 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.800 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 = 1.4WkAw = 2.596 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.596 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l0/i = 300.000/

23、15.900的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.24 cm2；f=205.00 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.24010-4205.000103 = 82.487 kN；Nl = 7.596 Nf = 82.487,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl =7.596小于单扣件的抗滑力 8.0 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: 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 = fgkkc = 515.000 kN/m2； 其中，地基承载力标准值：fgk= 515.000 kN/m2 ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 1.000 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =188.370 kN/m2 ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 7.535 kN；基础底面面积 ：A = 0.040 m2 。p=188.370 fg=515.000 kN/m2 。地基承载力满足要求！