扣件式钢管脚手架计算书.docx

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扣件式钢管脚手架计算书

1工程概况0

2支架结构与材料0

2.1支架结构0

2.2材料特性1

3荷载标准计算1

4大横杆计算2

4.1大横杆荷载计算2

4.2强度计算2

4.3挠度计算3

5小横杆的计算3

5.1小横杆荷载计算3

5.2强度计算3

5.3挠度计算4

6扣件的抗滑承载力计算:

7立杆计算：

7.1荷载计算:

7.2立杆的稳定性计算:

7.3最大搭设高度的计算6

8连接件的计算7

9立杆的地基承载力计算8

济南黄河公铁两用桥

扣件式钢管脚手架计算书

1工程概况

济南黄河公铁两用桥施工起讫里程为DK421+910.6〜DK423+703.03，线路全长

1792.42m，主桥中心里程为DK422+806.82。

济南黄河公铁两用桥由北向南横穿天桥区吉家庄、济阳县谢家村、跨越黄河北大堤、主河槽及黄河南大堤，穿过历城区付家庄。

公铁两用桥合建段铁路孔跨布置为：

（6-32m）预应力混凝土简支梁+122m简支钢桁梁+（7-52m）预应力混凝土简支梁+（128+3*180+128）m刚性悬索加劲连续钢桁梁+（9-32m）预应力混凝土简支梁（该桥为四线桥，货线孔跨布置与客线孔跨布置对应。

石济客专602~607号、610~612号、629~630桥墩和邯济胶济联络线607号、610~611号、607~635号桥墩为单建铁路桥墩，相应的G611、G612左、G627左、G627右、G628、G629、G630号桥墩为单建公路桥墩，单建桥墩墩型均为圆端形实体桥墩。

主桥617〜620号桥墩采用三柱式单层框架墩；引桥608~609号桥墩采用两柱式单层框架墩；其他公铁合建段桥墩均采用双层框架墩。

2支架结构与材料

2.1支架结构

脚手架采用扣件式钢管支架，采用两排架形式。

脚手架各种杆件采用外径48mm壁厚3.5mm的钢管，脚手架内侧立杆距墩身模板70cm,立杆排距1.0m，立杆纵向间距1.5m，横杆步距1.8m，每跨内设一道横杆，立杆、横杆均采用一字扣件对接，在搭设过程中立杆要搭设在横杆的外侧，相邻两根杆件接头要相互错开一步且不小于500mm各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。

立杆搭设要垂直，横杆搭设要水平，立杆搭设垂直度为1/400，全高不大于±50mm大横杆搭设要水平，全长水平差不大于土20mm立杆的间距排距偏差不大于±20mm小横杆外侧伸出架体的长度为150mm小横杆偏离主节点的距离不应大于

150cm靠墩一侧的外伸长度不应大于200mm每隔3.6m设置一道连接件。

脚手架搭设高度应高出墩顶平台120cm距地面20cm处设扫地杆。

脚手架应设置接地装置。

支架高度暂按36m高计算

22材料特性

钢管截面几何特性

外径0,d

壁厚t

截面积A

（cm2）

惯性矩1

（cm4）

截面模量W

（cm3）

回转半径i

（cm）

母米长质量

（kg/m）

（mm）

3.5

4.893

12.187

5.078

1.578

3.841

钢材的强度设计值及弹性模量（N/mm2）

Q235钢抗压、抗压和抗弯强度设计值f

205

弹性模量E

2.06X10

扣件、底座、可调托撑的承载力设计值（kN）

项目

承载力设计值

对接扣件（抗滑）

3.2

直角扣件、旋转扣件（抗滑）

8.0

底座（受压）、可调托撑（受压）

40.0

受压、受拉构件的容许长细比

构件类型

容许长细比［入］

立杆双排架

210

横向斜撑、剪刀撑中的压杆

250

拉杆

350

单、双排脚手架立杆承受的每米结构自重标准值gk（kN/m）

步距（m）

□4-rt二c~hrr、斗厶mI

纵距（m

脚手架类型

1.5

1.8

双排架

0.1295

3荷载标准计算

作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。

双排架脚手架永久荷载包含下列内容：

（1）架体结构自重：

包括立杆、纵向水平杆、横桥向水平杆、剪刀撑、扣件的

自重;

（2）构、配件自重：

包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重脚手架可变荷载包括下列内容：

（1）施工荷载：

作业人员层上的人员、器具和材料等的自重；

（2）风荷载。

脚手板自重标准值：

0.35kN/m2

栏杆、挡脚板自重标准值：

0.17kN/m

密目网自重标准值：

0.02kN/m2

立杆每米自重标准值：

0.1295kN/m

构配件取值：

单个直角扣件13.2N/个

单个转角扣件14.6N/个

单个对接扣件18.4N/个

挡风系数及水平风荷载标准值计算

书=1.2An/Aw=1.2An/La/h

An=（La+h+0.325Lah）*d

其中，La=1.5m,h=1.8m,d=4.8cm。

代入数据得：

书=0.201

水平风荷载标准值：

Wk=j*W0=0.201*0.6=0.121kN/m2

4大横杆计算

4.1大横杆荷载计算

脚手板的荷载标准值q1=0.35X1.0/2=0.175kN/m

活荷载标准值q2=3X1.0=1.5（kN/m）

4.2强度计算

（1）、最大弯矩：

M（0.11.2q10.1171.4q2）l2

其中：

l立杆纵距；取l=1.5m

q1脚手板的荷载标准值q1=0.175kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到：

M=（-0.1X1.2X0.175-0.117X1.4X1.5）X1.5A2=-0.60kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

M最大弯矩M=-0.60kN.m

经计算得到：

（T=0.60X106十（5.078X103）=118.2N/mm2

大横杆强度计算值小于钢管抗弯强度设计值205N/mm2故满足要求

4.3挠度计算

最大挠度：

其中：

I立杆纵距I=1.5m

I截面惯性矩I=12.187cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

q1脚手板的荷载标准值q1=0.175kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到：

V=（0.667*0.175+0.99*1.5）X（1.5X103）A4-（100X206000X

12.187X10000）=3.23mm

最大挠度计算值小于等于l/150=10mm,并且小于10mm故满足要求

5小横杆的计算

5.1小横杆荷载计算

大横杆自重标准值:

P1=0.03841X1.5=0.058kN

脚手板的荷载标准值:

P2=1X1.5X0.35=0.525kN

静荷载标准值:

P=0.058+0.525=0.583kN

活荷载标准值：

Q=3X1.5X1.0=4.5kN

5.2强度计算

（1）、最大弯矩计算公式如下：

MPI/2

其中：

立杆的排距I=1.0m

静荷载标准值P=0.583kN

活何载标准值Q=4.5kN

经计算得到最大弯矩M=（1.2X0.583+1.4X4.5）X1.0十2=3.50kN.m

（2）、截面应力计算公式如下:

其中W钢管截面抵抗矩W=5.078cm3

M最大弯矩M=3.50kN.m

经计算得到：

（T=3.5X106十（5.078X103）=68.9N/mm2

大横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,故满足要求

5.3挠度计算

V23PI3

648EI

其中：

I立杆的排距I=1.0m

I截面惯性矩I=12.187cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

P静荷载标准值P=0.583kN

Q活荷载标准值Q=4.5kN

经计算最大挠度V=23十648X（0.583+4.5）X103X（1.0X103）A3-（2.06X105X12.187X104）=7.2mm

最大挠度计算值小于等于l/150=10mm,故满足要求

6扣件的抗滑承载力计算：

横杆的自重标准值P1=0.03841X（1.0+1.5）=0.096kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35X1.5X1.0十2=0.263kN

活荷载标准值Q=3X1.5X1.0十2=2.25kN

荷载的计算值R=1.2X（0.096+0.263）+1.4X2.25=3.58kN

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：

RRc

其中Rc扣件抗滑承载力设计值Rc=8kN

R荷载的计算值R=3.58kN

扣件的抗滑承载力小于扣件抗滑承载力设计值8kN,满足要求!

7立杆计算:

7.1荷载计算：

每米立杆承受的结构自重标准值NG仁0.1295X36=4.662kN

脚手板的自重标准值NG2=0.35X1.5X1.0/2=0.263kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG3=0.17X1.5=0.225kN

密目网自重荷载：

NG4=0.02X1.5=0.03kN

静荷载标准值NG=4.662+0.263+0.225+0.03=5.18kN

活荷载标准值NQ=X1.5X1.0十2=2.25kN

风荷载标准值Wk=0.121X36X1.5=6.534kN

不组合风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2X5.18+1.4X2.25=9.366kN组合风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2X5.18+0.9X1.4X2.25=9.05kN风荷载标准值产生的立杆段弯矩：

Mwk=0.121X1.5X1.8A2-10=0.059kN.m

风荷载设计值产生的立杆段弯矩：

Mw=0.9X1.4X0.058=0.073kN.m

构配件自重标准值产生的轴向力:

NG2k=（18.4X6+13.2X20+14.6X9）/1000=0.5058kN

7.2立杆的稳定性计算：

（1）、立杆的长细比计算：

其中：

Io立杆的计算长度Io=k卩h=1X1.8X1.8=3.24m

i立杆的回转半径i=1.578cm

经过计算,立杆的长细比入=3.12X100十1.578=205

立杆的长细比小于立杆容许长细比210,满足要求！

（2）、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

山f

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

N不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取N=9.366kN

不考虑风荷载时立杆的稳定性c=9.366X103十0.172-489=111.4N/mm2

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

NMwf

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

W立杆净截面模量（抵抗矩）；取W=5.078cm3

N考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值；取N=9.05kN

Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；取Mw=0.073kN.m

考虑风荷载时立杆的稳定性c=9050/（0.172X489）+7.3X10：

5078

=122.0N/mm2

不考虑风荷载时，立杆应力111.4N/mm2小于允许应力205N/mm2满足要求考虑风荷载时,立杆应力122.0N/mm2小于允许应力205N/mm2满足要求7.3最大搭设高度的计算

不组合风荷载最大搭设高度：

Af（1.2NG2k1.4NqQ

1.2gk

组合风荷载最大搭设高度：

Af1.2NG2k0.91.4（NQk令A）

Hw-

1.2gk

其中：

A立杆净截面面积A=4.89cm2

W钢管截面抵抗矩W=5.078cm3

f钢管立杆抗压强度设计值f=205N/mm2

gk每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.1295kN/m

NQK活荷载标准值NQK=2.25kN

Mwk计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩Mwk=0.073kN.m

NG2K构配件自重标准值产生的轴向力Ng2K=0.5058kN

经计算，不组合风荷载最大搭设高度：

Hs=（0.172X489X205-1000-（1.2X0.5058+1.4X2.25））-（1.2X0.1295）=86.8m组合风荷载最大搭设高度：

Hs=（0.172X489X205-1000-（1.2X0.5058+0.9X1.4X（2.25+0.073X0.172X489-5.078-10000）））-（1.2X0.1295）=88.8m

最大搭设高度应该取上式中的较小值Hs=86.8m

由于搭设高度Hs大于等于26m所以按下式调整：

10.001Hs

经计算得到脚手架高度限值为[H]=86.8m

调整后的高度不宜超过50m,故:

脚手架最大高度应为50m

8连接件的计算

（1）、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算：

N|w1.4WkAw

其中：

wk风荷载基本风压值，wk=0.121kN/m2

Aw单个连接件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积：

Aw=1.5X3X1.8X3=16.2m2

经计算得到：

风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=1.4X0.121X16.2=2.7kN

（2）、连接件的轴向力计算值应按照下式计算：

NiNlwN。

其中No连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；取N）=5kN

Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=2.7kN

经计算得到：

连墙件轴向力计算值Nl=2.7+5=7.7kN

（3）、连接件轴向力设计值

NfAf

其中：

A立杆净截面面积A=4.89cm2

[f]钢管的强度设计值[f]=205N/mm2

经过计算得到Nf=0.573X（4.89X100）X205-1000=57.44kN

长细比入计算：

其中:

l计算长度I=1.6m

i钢管回转半径i=1.58cm

经过计算,立杆的长细比入=1.6X100十1.58=102

计算结果：

连接件轴向力计算值小于连接件的轴向力设计值；满足要求连接件轴向力计算值小于扣件抗滑承载力，满足要求

9立杆的地基承载力计算

1、立杆基础底面的平均压力

其中：

N上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N=9.366kN

A基础底面面，取钢管直接搭设在承台基面A=4.89cm2

经计算得到立杆的地基承载力P=9366-489=19.2N/mm2

40N/mm2

计算结果：

立杆基础底面的平均压力小于承台混凝土抗压强度设计值满足要求

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