脚手架.docx

脚手架.docx

《脚手架.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脚手架.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

脚手架

第九章钢管落地脚手架计算书

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

9.1参数信息

1、脚手架参数

搭设尺寸为：

立杆的横距为1m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距模板边缘长度为15cm；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

2、活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

3.000kN/m2；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

1层；

3、风荷载参数

本工程地处广东省肇庆市怀集县，桥址处于山谷中，风力较小，基本风压0.4kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为0.62，风荷载体型系数μs为1.13；

脚手架计算中考虑风荷载作用；

4、静荷载参数

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；

脚手板类别:

木板脚手板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.033；

脚手板铺设总层数:

8；

5、地基参数

地基土类型:

粉质粘土；地基承载力标准值（kPa）:

150.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.3；地基承载力调整系数:

1.00。

9.2小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面。

小横杆自重，脚手板自重作为恒载，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

小横杆的自重简化为均布荷载：

q1=0.033kN/m；

脚手板的自重简化为均布荷载：

q2=0.3×0.75=0.225kN/m；

活荷载标准值：

P=3×1×0.75=2.25kN；

最不利位置部载如下图：

图4小横杆力学简图

2、受力验算

小横杆净跨径为1米，总长为1.3米；

均布荷载最大弯矩（跨中）计算公式如下:

Mqmax=（1.3×0.033+0.225）×12/8=0.033kN.m；

集中荷载最大弯矩（跨中）计算公式如下:

Mpmax=2.25×1/4=0.563kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.596kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.596×106/4490=132.848N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=132.848N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

3、挠度验算

最大挠度考虑为小横杆和脚手板自重均布荷载与活载集中荷载的设计值最不利分配的挠度和；

均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5×（0.033+0.225）×10004/（384×2.06×105×107800）=0.151mm；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax=3.024×2250×10003/（48×2.06×105×107800）=6.383mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.151+6.383=6.534mm；

小横杆的最大容许挠度计算值为[V]=1000/150=6.667mm，规范规定值为10mm，6.534<6.667，满足要求！

9.3大横杆的计算:

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面。

将大横杆跨中上面的小横杆传递荷载作为集中荷载（活载），主节点处小横杆直接扣在立杆上，不在传递到大横杆上，大横杆自重作为均布荷载（恒载）计算大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:

q1=0.033kN/m；

活荷载产生集中荷载值:

P=（1.3×0.033+0.225）/2+2.25=2.384kN；

图5大横杆设计荷载组合简图

2、受力验算

用连续梁弯矩计算软件计算得出活载作用下及自重（恒载）作用下大横杆支点最大负弯矩和跨中最大正弯矩分别为：

活载Mmax支=－0.466kN.mMmax中=0.47kN.m

恒载Mmax支=－0.006kN.mMmax中=0.003kN.m

支座最大弯距为M1max=－0.466－0.006=－0.472kN.m

跨中最大弯矩为M2max=0.47+0.003=0.473kN.m

注：

弯矩以杆件下侧受拉为正。

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=M/W=0.473×106/4490=105.345N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=105.345N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3、挠度验算:

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：

其中：

静荷载标准值:

q=0.033kN/m；

活荷载标准值:

P=3×1=3kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.033×15004/（100×2.06×105×107800）+0.99×3×15004/（100×2.06×105×107800）=6.822mm

大横杆的最大容许挠度计算值为[V]=1500/150=10mm，规范规定值为10mm，6.822<10，满足要求！

9.4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1.00，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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8.00kN；

R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值：

大横杆的自重标准值:

P1=0.033×1.5=0.0495kN；

跨中小横杆的自重标准值:

P2=0.033×1.3/2=0.0215kN；

脚手板通过跨中小横杆传至大横杆的自重标准值:

P3=0.3×1×1.5/2=0.225kN；

活荷载标准值:

Q=3×1×1.5/2=2.25kN；

按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值:

R1=1.2×（0.0495+0.0215+0.225）+1.4×2.25=3.505kN；

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=0.033×1.3/2=0.0215kN；

脚手板传至小横杆的自重标准值:

P2=0.3×1×1.5/2=0.225kN；

活荷载标准值:

Q=3×1×1.5/2=2.25kN；

按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值:

R2=1.2×（0.0215+0.225）+1.4×2.25=3.446kN；

Rmax=3.505<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

9.5脚手架立杆荷载计算:

作用于脚手架立杆的荷载包括通过大横杆和小横杆通过扣件传递的静荷载、活荷载组合值，立杆自重产生的静载，防护栏杆、防护网产生的荷载，斜道产生荷载，风荷载。

1、在9.4中已经计算出每层大横杆和小横杆传递至立杆的竖向荷载，整理得恒载和活载分别为：

恒载P1恒=1.2×（0.0495+0.0215+0.225+0.0215+0.225）=0.615kN

活载P1活=1.4×（2.25+2.25）=6.3kN

2、立杆自重产生的荷载计算

本桥桥墩最高为12.5m，立杆计算高度取15m，组合系数为1.2；

立杆自重荷载为：

P2=1.2×15×0.033kN/m=0.594kN

3、防护措施荷载

防护栏杆每层两根，材料按水平杆同材料计算，0.033kN/m,防护网0.005kN/㎡，由此计算出每层产生荷载：

P3=1.2×（0.033×1.5×2+0.005×1.5×1.8）=0.125kN

4、斜道产生荷载计算

斜道坡度为1:

1，取一跨计算，跨度1.5m，上升高度1.5m，斜道长2.1m，按30cm一道脚踏横梯计算，斜道宽度60cm，

斜杆及扶手钢管自重：

p1=2.1×2×0.033=0.139kN

脚踏横梯自重：

p2=0.8/2×5×0.033=0.066

P4=1.2×（p1+p2）=0.206kN

5、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=0.4kN/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=0.62；

Us--风荷载体型系数：

取值为1.13；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.4×0.62×1.13=0.196kN/m2；

综合得立杆最大轴向受力为：

不考虑风荷载Pmax=（0.615+0.125+0.206）×8+0.594+6.3=14.46kN

考虑风荷载Pmax=（0.615+0.125+0.206）×8+0.594+0.85×6.3=13.52kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.196×1.5×1.8×1.8/10

=0.113kN.m；

9.6立杆的稳定性计算:

脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

1、不考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=14.46kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h（h=1.8）确定：

l0=3.118m；

长细比lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.207；

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=14460/（0.207×424）=158.04N/mm2；

立杆稳定性计算σ=158.04N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2、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=13.52kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

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：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

l0/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.207

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=13520/（0.207×424）+113451.801/4490=179.31N/mm2；

立杆稳定性计算σ=179.31N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

第十章立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=150kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=150kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=48.2kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=14.46kN；

基础底面面积：

A=0.2×1.5=0.3m2。

p=48.2≤fg=150kPa。

地基承载力满足要求！