落地式扣件钢管脚手架设计方案.docx

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落地式扣件钢管脚手架设计方案

落地式扣件钢管脚手架设计方案

工程名称：

东莞市圣龙特电子科技有限公司厂房C、员工楼、办公楼、专家楼A、B、C

工程地址：

东莞市凤岗镇管井头小布工业区

施工单位：

东莞市凤岗建筑工程公司

建设单位：

东莞市圣龙特电子科技有限公司

编制单位：

东莞凤岗建筑工程公司

审核单位：

东莞凤岗建筑工程公司

审批单位：

湖南环宇建设工程咨询监理有限责任公司

技术负责人：

审批人：

编制人：

审核人：

编制日期：

审批日期

目录

一工程概况

二搭设方案及依据

三大横杆的计算

四小横杆的计算

五扣件抗滑力的计算

六脚手架荷载标准值

七立杆的稳定性计算

八最大搭设高度的计算

九连墙件的计算

十立杆的地基承载力计算

落地式扣件钢管脚手架设计方案

一、工程概况

本工程位于东莞市凤岗镇管井头小布工业区，由东莞市圣龙特电子科技有限公司投资兴建。

此工程为工用建筑，总建筑面积18967.5㎡，框架结构，其中厂房C建筑面积8410㎡，员工楼建筑面积5937.5㎡，办公楼建筑面积919㎡，专家楼A建筑面积1877㎡，专家楼B、C建筑面积1047㎡。

二、搭设方案及依据

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为38米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.5米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为Φ48×3.5连墙件采用2步3跨，坚向间距3.60米，水平间距4.5米。

施工均布荷载为2kN/㎡，同时施工1层，脚手板共铺设2层。

钢材的强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=2.06X105

惯性矩I=12.19X104

风压按《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》50年一遇取值。

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，在横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆

的最大弯距和变形。

1、均布荷载值计算

大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.05/2=0.184kN/m

活荷载标准值Q=2×1.05/2=1.050kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×（0.038+0.184）=0.266kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×1.050=1.470kN/m

q1q2q2

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

q1q2

大横杆计算荷载组组合简图（支座最大弯矩）

2、强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下：

M1max=0.08q1l2+0.20q2l2

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×0.266+0.1×1.470）×1.5×1.5=0.379kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

M1max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯矩为

M2=-（0.1×0.266+0.117×1.470）×1.5×1.5=-0.447kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:

（M1与M2的绝对值对比,以大的为强度验收）

σ=0.447×1000000/5080=87.992N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0,满足要求!

3、挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下：

静荷载标准值q1=P2=0.038+0.184=0.222

活荷载标准值q2=1.050

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.222+0.990×1.050）×1500.0×1500.0×1500.0×1500.0/（100×206000×121900.0）=20399㎜

大横杆的最大挠度小于1.5×1000/150.并且小于10㎜,满足要求!

四、小横杆的计算

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面.

用大横杆支座的最大反力计算值,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=0.038×1.5=0.057kN

脚手架的荷载标准值P2=0.35×1.05×1.5/2=0.276kN

活荷载标准值Q=23×1.05×1.5/3=1.050kN

荷载的计算值P=1.2×0.057+1.2×0.276+1.40×1.050=1.870kN

q

PP

∫

ι

小横杆计算简图

2、强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布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：

M1max=-0.10q1l2

集中荷载最大弯矩计算公式如下：

M1max=-0.10q1l2

M=1.2×0.038×1.05/8+1.870×1.05/3=0.660kN.m

σ=0.661×1000000/5080=130.118N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3、挠度计算

最大挠度考虑为小横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如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下：

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5×0.038×1050.00×1050.00×1050.00×1050.00/（384*206000**121900）=0.024㎜

集中荷载标准值P=0.057+0.276+1.050=1.383kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1000×1.383×1050.00×（3×1050.00×1050.00-4×1050.00×1050.00/9）/（72×206000×121900）=2.263㎜

最大挠度和

V=V1+V2=2.287㎜

小横杆的最大挠度小于1.05×1000/150，并且小于10㎜，满足要求!

五、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（规范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=0.038×1.05=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.5×1.05/2=0.276kN

活荷载标准值Q=2×1.5×1.05/2=1.575kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×1.575=2.584＜RC=8.0kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

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；

双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN；

六、脚手架荷载标准值：

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/m）：

取0；

NG1=0×38=0kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；标准值为0.35

NG2=0.35×2×（1.5+0.3）/2=0.709kN

（3）栏杆与挡脚板自重标准值（kN/m）；标准值为0.11

NG3=0.11×1.5×2/2=0.165kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）

NG4=0.005×1.5×38=0.285kN

经计算得到，静荷载标准值NGK=NG1+NG2+NG3+NG4=0+0.709+0.165+0.285=1.176kN。

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NQK=2×1×1.5×1.05/2=1.575kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Wk=0.7UZUSWO

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=0.5

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=1.63

Us——风荷载体型系数：

Us=1.200

经计算得到，风荷载标准值wk=0.7×0.5×1.63×1.200=0.685。

（注意：

若不能同时满足三个条件：

1、基本风压不大于0.35，2、仅有栏杆和挡脚板，3、不是敞开式脚手架，则不用计算“立杆的轴向压力设计值”）

组合风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK

=1.2×（0+0.709+0.165+0.225）+1.4×1.575=3.524kN

其中NG1K——脚手架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K——构柄配件自重标准值产生的轴向力；

ΣNG2K——施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距（跨）内施工荷载总和的1/2取值。

不考虑风荷载时，立杆的轴向力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4wklah/10

=0.85×1.4×0.685×1.5×1.80×1.80/10=0.396kN/m2

其中wk——风荷载基本风压值（kN/m2）；

La——立杆的纵距（m）；

H——水立杆的步距（m）。

七、立杆的稳定性计算：

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中N——计算立杆段的轴心力设计值，N=3524.000N

φ——轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=197查表取值:

0.186

λ——长细比,λ=1o/i

λ=3119.000/15.8=197

10——计算长度（m）,由公式10=kuh确定,

10=k×u×h=1.155×1.5×1.80=3.119=3119.000㎜:

i——立杆的截面回转半径，i=15.8；

k——计算长度附加系数，取1.155

u——计算长度系数,查表确定,u=1.50

A——立杆净截面面积,A=489mm2

f——钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2

不组合风荷载时,立杆的稳定性计算值

3524.000/（0.186×489）=38.74＜f，满足要求！

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中N——计算立杆段的轴心力设计值，N=3193.000N；

φ——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ=197，查表取值：

0.186；

λ——长细比，λ=1o/i

λ=3119.000/15.8=197

10——计算长度（m），由公式10=kuh确定，

10=kuh=1.155×1.5×1.80=3.119.000㎜；

i——立杆的截面回转半径，i=15.8㎜；

k——计算长度附加系数，取1.155

u——计算长度系数,查表确定,u=1.50

A——立杆净截面面积,A=489mm2

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5080mm2

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=369.000N.m；

f——钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2

组合风荷载时，立杆的稳定性计算

3193.000/（0.186×489）396000.000/5080=113.06＜f，满足要求！

八、最大搭设高度的计算：

立杆采用单立管时，敞开式、全封闭、半封闭的脚手架的可搭设高度Hs按照下式计算：

不组合风荷载时

Hs=［ΦAf-（1.2NG2k+1.4ΣNQK）］/1.2gk

=［0.186×489×205-（1.2×1099.000+1.4×1575.000）］/（1.2×149=84.57m

其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2k=1099.000N；

ΣNQ——活荷载标准值，NQ=1575.000N；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.149kN/m=149N/m；

经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=84.57米。

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：

=77.98米

经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值取规范值[H]=50.000米。

不组合风荷载时，采用单位管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2k=1.099kN；

NQ——活荷载标准值，NQ=1.575kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.149kN/m

Mwk——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，Mwk=0.333kN.m；

经计算得到考虑荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=96.895米。

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。

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000米。

九、连墙件的计算：

连墙件的强度稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ8）、《钢结构设计规范》（GBJ17）、《混凝土结构设计规范》（GBJ10）等的规定计算。

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

N1=N1w+No

式中N1——连墙件轴向力计算值（kN）；

N1w——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

NIw=1.4×Wk×Aw

=1.4×0.685×16.200=15.536

wk——风荷载基本风压值，wk=0.685KN/M2

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×4.5=16.200㎡；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN），No=5；（单排取3，双排取5）

经计算得到NIw=15.536kN,连墙件轴向力计算值N1=N1w+No=20.536kN连墙件轴向力设计值Nf=∮A[f]

其中∮——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比1/i=300.0/15.8=18.99，查表得到∮=0.949；

A=489mm2；[f]=205.00N/mm2

经过计算得到Nf=95.13kN

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到N1=20.536大于扣件的抗滑力12kN，不满足要求!

请设置其它方式连接

结构

脚手架连墙杆

扣件

连墙件扣件连接示意图

十、立杆的地基承载力计算：

不组合风荷载时，立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

P≤fg

其中P——立杆基础底面的平均压力（N/mm2），P=N/A=3.524/0.5=7.0

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=3.524

A——基础底面面积（㎡）；

A=0.5

fg——地基承载力设计值（N/mm2）

fg=kc×fgk

=0.5×500=250.0N/mm2

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.5

fgk——地基承载力标准值；=500

立杆基础底面的平均压力必须满足下式的要求

P≤fg

经计算，P=7.0＜250.0

地基承载力的计算满足要求!

组合风荷载时,立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

P≤fg

其中P——立杆基础底面的平均压力（N/mm2），P=N/A=3.193/0.5=6.4;

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=3.193

A——基础底面面积（㎡）；

A=0.5

fg——地基承载力设计值（N/mm2）；

fg=kc×fgk

=0.5×500=250.0N/mm2

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.5

fgk——地基承载力标准值fgk=500

立杆基础底面的平均压力必须满足下式的要求

P≤fg

经计算，P=6.4＜250.0

地基承载力的计算满足要求!

落地式扣件钢管脚手架设计方案

一、工程概况

本工程位于东莞市凤岗镇黄洞工业区内，由东莞市腾隆模具有限公司投资兴建。

此工程为工业建筑，建筑面积约：

2475.18㎡，其中宿舍1－2分别为1237.59㎡。

框架结构，六层，总高（至女儿墙顶）为22.75米，首层高度为4.2米、二层高3.8米，三至六层为3.2m，建筑物尺寸为：

套23.5m×9.3m，周边无飘出线条。

二、搭设方案及依据

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为30米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.5米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为Φ48×3.5连墙件采用2步3跨，坚向间距3.60米，水平间距4.5米。

施工均布荷载为2kN/㎡，同时施工1层，脚手板共铺设2层。

钢材的强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=2.06X105

惯性矩I=12.19X104

风压按《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》50年一遇取值。

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，在横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆

的最大弯距和变形。

1、均布荷载值计算

大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.05/2=0.184kN/m

活荷载标准值Q=2×1.05/2=1.050kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×（0.038+0.184）=0.266kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×1.050=1.470kN/m