275435扣件式钢管拉吊卸荷脚手架设计计算书.docx

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275435扣件式钢管拉吊卸荷脚手架设计计算书

扣件式钢管（拉吊卸荷）脚手架设计计算书（+27.50m～+43.50m）段

工程名称：

1

编制单位：

1

本计算书参考书籍：

（1）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001，2002年版）

（2）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

（3）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

（4）《钢结构设计规范》（GB50017—2003）

（5）《一般用途钢丝绳》（GB/T20118-2006）

（6）《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）（2006年版）；

（7）《混凝土结构设计规范》（G1350010-2002）

（8）施工图纸

1.计算参数设定

（1）基本参数

脚手架采用Φ48×3.25钢管，内立杆离墙尺寸0.20m，拉吊段高度19.90m；立杆步距h=1.95m，立杆纵距La=1.70m，立杆横距0.80m；横向杆上有1条纵向杆,拉吊段底标高+27.50m,竹串片脚手板铺2层。

（2）钢管截面特征

钢管类型Φ48×3.25mm，截面积A=457mm2，惯性矩I=114900mm4；截面模量W=4790mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0351kN/m；钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205.00N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。

（3）荷载标准值

1）永久荷载标准值

每米立杆承受的结构自重标准值0.1061kN/m；脚手板采用竹串片脚手板，自重标准值为0.15kN/m2；栏杆与挡板采用栏杆、竹串片脚手板挡板，自重标准值为0.068kN/m；脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值0.002kN/m2。

2）施工均布活荷载标准值

装修脚手架2.00kN/m2，结构脚手架3.00kN/m2。

3）作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk

拉吊段高度为19.90m，拉吊段底离地高度27.50m，地面粗糙度按B类；风压高度变化系数μz=1.67；

挡风系数=1.128,背靠建筑物按敞开，框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数

μs=1.0=1.0×1.128=1.128,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.50kN/m2

水平风荷载标准值ωk=0.7μzμsωo=0.7×1.67×1.128×0.50=0.66kN/m2

2.纵横向水平杆验算

（1）纵向水平杆验算

1）荷载计算

脚手板自重GK2=0.15×0.40=0.06kN/m

施工活荷QK=3.00×0.40=1.20kN/m

作用于纵向水平杆线荷载标准值：

永久荷载q1=1.2×（0.0351+0.06）=0.11kN/m

施工活荷载q2=1.4×1.20=1.68kN/m

2）纵向水平杆受力计算

每根钢管长约6.00m，按四跨连续梁计算

a.抗弯强度验算

弯矩系数KM1=-0.100

M1=Kmq1L2=-0.100×0.11×1.702=-0.03kN.m

弯矩系数KM2=-0.117

M2=Kmq2L2=-0.117×1.68×1.702=-0.57kN.m

Mmax=M1+M2=0.03+0.57=0.60kN.m

σ=Mmax/W=600000/4790=125.26N/mm2

纵向水平杆的抗弯强度σ=125.26N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。

b.挠度验算

挠度系数Kυ1=0.677

υ1=Kυ1q1L4/（100EI）=0.677×0.11/1.2×（1700）4/（100EI）=0.22mm

挠度系数Kυ2=0.990

υ2=Kυ2q2L4/（100EI）=0.990×1.68/1.4×（1700）4/（100EI）=4.19mm

υmax=υ1+υ2=0.22+4.19=4.41mm

纵向水平杆的挠度υmax=4.41mm＜[υ]=L/150=1700/150=11.33mm与10.00mm，满足要求。

c.最大支座反力

Rq1=1.100×0.11×1.70=0.21kN

Rq2=1.200×1.68×1.70=3.43kN

Rmax=Rq1+Rq2=3.64kN

（2）横向水平杆受力计算

1）荷载计算

钢管自重gk1=0.0351kN/m

中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=3.64kN

旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.82kN.

2）横向水平杆受力计算

a.抗弯强度验算

Mmax=qL2/8＋R中a=（0.0351×0.80×0.80/8+3.64×0.20）×106=731200N.mm=0.73kN.m

σ=Mmax=731200/4790=152.65N/mm2

抗弯强度σ=152.65N/mm2

b.挠度验算

集中荷载产生的挠度为：

υ1=Pl3/（48EI）=3640×512000000/（48EI）=1.64mm

均布荷载产生的挠度为：

υ2=5qL4/384EI=5×0.0351×8004/（384EI）=0.01mm

υmax=υ1+υ2=1.64+0.01=1.65mm

横向水平杆的挠度υmax=1.65mm＜[υ]=L/150=800/150=5.33mm与10.00mm，满足要求。

（3）横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算:

Rmax=R中＋Gk1×L/2

=3.64＋0.0351×0.40=3.65kN

横向水平杆与立杆连接扣件R=3.65kN＜Rc=8.0kN（Rc为扣件抗滑承载力设计值），满足要求。

3.立杆计算

（1）立杆容许长细比验算

计算长度附加系数k=1.0

考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.500；

立杆步距h=1.95m；立杆计算长度，

Lo=kμh=1.0×1.5×1.95=2.93m=2930m

长细比λ=Lo/i=2925/15.90=183.96

立杆长细比λ=183.96<[210]满足要求

（2）立杆稳定性验算

1）荷载计算

立杆所受荷载包括：

脚手架结构自重、构配件自重及活荷。

其中：

a.脚手架结构自重包括：

立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:

gk=0.1061kN/m,脚手架结构自重：

NGlk=gkh=0.1061×19.90=2.11kN

b.构配件自重包括：

脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重

脚手板重量：

2×1.70×0.40×0.15=0.20kN

栏杆、挡脚板重量：

2×1.70×0.07=0.24kN

安全网重量：

19.90×1.70×0.002=0.07kN

构配件自重NG2k=0.20+0.24+0.07=0.51kN

c.活荷包括：

施工荷载2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：

NGk=1.70×0.80/2×（3.00+2.00）=3.40kN

风荷载标准值计算

风荷载标准值ωk=0.66kN/m2

由风荷载设计值产生的立杆段弯矩

MW=0.85×1.4Mωk=0.85×1.4ωkLah2/10

=0.85×1.4×0.66×1.70×1.952/10=0.51kN.m=507702N.mm

2）轴心受压稳定性系数

Lo=kμh=1.155×1.50×1.95=3.38m=3378mm

λ=Lo/i=3378/15.90=212.45

=0.161

3）立杆稳定性验算

a.不组合风荷载时

N=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk

=1.2×（2.11+0.51）+1.4×3.40=7.91kN=7910N

N/（

A）=7910/0.161/457=107.51N/mm2

b.组合风荷载时

N=1.2（NGlk+NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk

=1.2×（2.11+0.51）+0.85×1.4×3.40=7.19kN=7190N

N/（

A）＋MW/W

=7190/0.161/457+507702/4790=203.71N/mm2

立杆稳定性为203.71N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。

4.钢丝绳验算

h=4.00m,L=0.80m,N=7.91kN;钢丝绳采用φ12mm,α=0.88,K=7.00

破断拉力总和F破=K＇D2Ro/1000=1.08×0.295×122×1570/1000=72.03kN

钢丝绳允许拉力[P]=F破α/K=72.03×0.88/7.00=9.06kN

Toa=7.91×（1.002+4.002）0.5/4.00=8.15kN＜[P]=9.06kN

Tob=7.91×（0.202+4.002）0.5/4.00=7.92kN＜[P]=9.06kN

钢丝绳承受拉力Toa=8.15kN<[P]=9.06kN,Tob=7.92kN<[P]=9.06kN，钢丝绳强度满足要求。

5.吊环验算

吊环采用φ16mmHPB235级钢筋制作,As=201mm2,f=50N/mm2

每个吊环承受的拉力为：

N拉=Toa+Tob=8.15+7.92=16.07kN

吊环可承受的拉力:

fAs=50×2×201=20100N=20.10kN

吊环强度=20.10kN>N拉=16.07kN，满足要求。

6.连墙件计算

连墙件采用φ12.00mm钢筋,截面积为113mm2；fy=210N/mm2

按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高47.40m

连墙件轴向力设计值N1=N1W＋N0,

风压高度变化系数μz=1.86（标高+50m）,基本风压ωo=0.50kN/m2

挡风系数=1.128,靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数:

μs=1.0=1.0×1.128=1.128,风荷载标准值ωk，=0.7μzμsωo=0.7×1.86×1.128×0.50=0.73kN/m2

N1W=1.4ωkAω=1.4×0.73×13.60=13.90kN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kN

N1=NlW＋N0=13.90+5.00=18.90kN=18900N

σ=N1/A连墙件=18900/113=167.26N/mm2

连墙件强度σ=167.26N/mm2＜f=210N/mm2，满足要求。

7.计算结果

立杆步距h=1.95m,立杆纵距=1.70m,立杆横距=0.80m,竹串片脚手板铺2层。

脚手架采用Φ48×3.25钢管,内立杆离墙尺寸0.20m,拉吊段高度19.90m；采用Φ12mm钢丝绳@1.70m拉吊卸荷，吊环采用Φ16mm光面圆钢@1.70m,连墙件按2步3跨设置。