落地扣件式钢管脚手架.docx

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落地扣件式钢管脚手架

落地扣件式钢管脚手架（中南地区）设计方案

工程名称：

XXXXXXXXX批次增塑剂项目工程--批次增塑剂车间五

建设单位：

XXXXXXXXX

监理单位：

设计单位：

施工单位：

XXXXXXXXX

编制单位：

XXXXXXXXX

编制人：

审核单位：

XXXXXXXXX

审核人：

审批单位：

XXXXXXXXX

审批人：

编制时间：

审批时间：

目录

一、综合简述1

二、纵横向水平杆验算2

三、立杆计算5

四、连墙件计算7

五、立杆地基承载力计算8

六、其它、材料用量计算8

落地扣件式钢管脚手架计算书

工程名称：

XXXXXXXXX批次增塑剂项目工程--批次增塑剂车间五

编制单位：

XXXXXXXXX

一、综合简述

1、主要规程、规范

（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）《建筑结构荷载规范》（GB5009-2006）；

（6）施工图纸。

2、计算参数设定

脚手架采用Φ48x3.5钢管，脚手架高度19.2m，内立杆离墙0.2m；

立杆步距h=1.8m，立杆纵距la=1.5m，立杆横距=0.6m；

连墙件按3步3跨布置，冲压钢脚手板铺11层。

3、管截面特征

壁厚t=3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4；

截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量0.0384kN/m；

Q235钢抗拉，抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。

4、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0.1027kN/m

脚手板采用竹串片脚手板，自重标准值为0.35kN/m2

栏杆与挡板采用木栏杆，自重标准值为0.1401kN/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2kN/m2,结构脚手架3kN/m2

（3）作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk

脚手架高度为19.2m,地面粗糙度按D类。

风压高度变化系数μz=0.62

挡风系数

=0.953

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=1.3

=1.239

工程位于广东广州市，基本风压ω0=0.5kN/m2（按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB5009-2006）的规定采用）

水平风荷载标准值ωk=0.7×0.62×1.239×0.5=0.269kN/m2

二、纵横向水平杆验算

1、横向杆的计算:

横向杆按照简支梁进行强度和挠度计算，横向杆在横纵杆的上面。

按照横向杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

横向杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.35×0.5=0.175kN/m

活荷载标准值Q=2×0.5=1kN/m

荷载的计算值q=1.2×（0.038+0.175）+1.4×1=1.656kN/m

2.抗弯强度计算

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:

M=1.656×0.6^2/8=0.075kN.m

=0.075×106/5080=14.764N/mm2

横向杆的抗弯强度计算值14.764N/mm2小于设计值205N/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

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.175+1=1.213kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×1.213×（0.6×1000）4/（384×206000×121900）=0.082mm

横向杆的最大挠度0.082mm

2、纵向杆的计算:

纵向杆按照四跨连续梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。

用横向杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算纵向杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

横向杆的自重标准值P1=0.0384×0.6=0.023kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×0.6×0.5=0.105kN

活荷载标准值Q=2×0.6×0.5=0.6kN

荷载的计算值P=（1.2×（0.023+0.105）+1.4×0.6）/2=0.497kN

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为纵向杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mmax=-0.107ql2

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=-0.191Pl

M=0.107×1.2×0.0384×1.5^2+0.107×0.497×1.5=0.482kN.m

=0.482×106/5080=94.882N/mm2

纵向杆的抗弯强度计算值94.882N/mm2小于设计值205N/mm2，满足要求。

3.挠度计算

最大挠度考虑为纵向杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

Vpmax=0.632×ql4/100EI

集中荷载最大挠度计算公式如下:

Vpmax=1.764×Pl3/100EI

纵向杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=0.632×1.5×（1.5×1000）4/（100×206000×121900）=0.049mm

集中荷载标准值P=0.023+0.105+0.6=0.728kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1.764×0.728×1000×（1.5×1000）3/（100×206000×121900）=1.726mm

最大挠度和

V=V1+V2=0.049+1.726=1.775mm

纵向杆的最大挠度1.775mm

3、扣件抗滑力的计算:

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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.0384×1.5=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×0.6×1.5/2=0.158kN

活荷载标准值Q=2×0.6×1.5/2=0.9kN

荷载的计算值R=1.2×（0.058+0.158）+1.4×0.9=1.519kN

单扣件抗滑承载力R=1.519kN

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN。

三、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=1.7（3步3跨查表《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001,2002年版）5.5.3）

立杆步距h=1.8m

立杆计算长度

o=kμh=1.00×1.7×1.8=3.06m

长细比λ=

o/i=3.06×1000/15.8=193.671

立杆容许长细比为210。

立杆的长细比193.671<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：

1）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=0.103kN/m

脚手架结构自重：

NGlk=gk×H=0.103×19.2=1.978kN

2）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：

11×0.35×1.5×0.6/2=1.732kN

栏杆、挡脚板重量：

11×1.5×0.1401=2.312kN

安全网重量：

19.2×1.5×0.002=0.058kN

构配件自重NG2k=1.732+2.312+0.058=4.102kN

3）活荷包括：

施工荷载按2层作业计算，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001,2002年版）表4.2.2，得：

NGk=1.5×0.6/2×（2+3）=2.25kN

风荷载标准值计算

风荷载标准值ωk=0.269kN/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

=0.85×1.4×0.269×1.5×1.8×1.8/10=0.156kN.m

（2）轴心受压稳定性系数

lo=kμh=1.155×1.7×1.8=3.534m

λ=lo/i=3.534×1000/15.8=223.671

=0.145

（3）立杆稳定性验算

1）不组合风荷载时

N=1.2（NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk

=1.2×（1.978+4.102）+1.4×2.25=10.446kN

N/（

A）=10.446×1000/（0.145×489）=147.324N/mm2

2）组合风荷载时

N=1.2（NGlk+NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk

=1.2×（1.978+4.102）+0.85×1.4×2.25=9.974kN

N/（

A）＋MW/W=9.974×1000/（0.145×489）＋0.156×1000000/5080=171.376N/mm2

立杆稳定性验算为171.376N/mm2<205N/mm2立杆稳定性数值，满足要求。

四、连墙件计算

连墙件采用φ10mm钢筋连接。

按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高19.2m

连墙件轴向力设计值N1=N1W＋N0,其中:

风压高度变化系数μz=0.62（标高+19.2m）,基本风压ωo=0.5kN/m2

挡风系数

=0.953

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=1.3

=1.239

风荷载标准值ωk，=0.7×0.62×1.239×0.5=0.269kN/m2

N1W=1.4ωkAω=1.4×0.269×3×1.8×3×1.5=9.151kN

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=5kN

N1=N1W＋N0=9.151+5=14.151kN

σ=N1/A连墙件=14.151×1000/78.5=180.268N/mm2

连墙件的强度180.268N/mm2<210N/mm2，满足要求。

五、立杆地基承载力计算

门架立杆高配套底座100×100mm,支承面为混凝土楼板（按C15考虑）支承楼板厚=80mm

上部荷载为：

F=10.446kN

βs=2.00ft=0.9N/mm2h0=65mm

βh=1.00η=0.4+1.2/βs=1.00

σpc,m=1.0N/mm2um=400mm

（0.7βhft+0.15σpc,m）ηumh0

=（0.7×1.00×0.9+0.15×1.00）×1.00×400×65

=20.28kN

上部荷载10.446kN小于受冲切承载力20.28kN，满足要求。

六、其它、材料用量计算

扣件式钢管脚手架的杆配件备量需有一定的富余量，以适应构架时变化需要，因此可采用匡算方法，依据《建筑施工手册第四版P215页》：

n――脚手架立杆总数；

H――脚手架搭设高度；

h――立杆的步距；

la――立杆的纵距；

lb――立杆的横距；

l――长杆的平均长度，取l＝6m；

1、长杆总长度L=1.1H（n+n×la/h-2×la/h）=4727.36米

2、小横杆数N1=1.1（H/2h+1）×n=857根数

3、直角扣件数N2=2.2（H/h+1）×n=3157个

4、对接扣件数N3=L/l=788个

5、旋转扣件数N4=0.3×L/l=236个

6、脚手板面积S=2.2（n-2）×la×lb=239.58平方米

注：

此计算包括立杆、纵向平杆和剪刀撑。