鋼管落地腳手架計算書

1、鋼管落地腳手架計算書北京北大維信二期工程工程；屬于框架結(jié)構(gòu);地上5層;地下1層；建筑高度：23.70m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：4.60m ；總建筑面積：19230.00平方米；總工期：288天；施工單位：北京八達(dá)嶺金宸建筑有限公司。本工程由北京北大維信生物科技有限公司投資建設(shè)，中國航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司設(shè)計，中國工業(yè)中航勘察設(shè)計研究院地質(zhì)勘察，北京賽瑞思國際咨詢有限公司監(jiān)理，北京八達(dá)嶺金宸建筑有限公司組織施工；由潘順利擔(dān)任項目經(jīng)理，王永軍擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人?？奂戒摴苈涞啬_手架的計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002)、建筑

2、結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)等編制。一、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 27米，立桿采用單立管；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為1.05米，大小橫桿的步距為1.8 米；內(nèi)排架距離墻長度為0.30米、0.4米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；采用的鋼管類型為 48×3.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.80；連墻件采用兩步三跨，豎向間距 3.6 米，水平間距4.5 米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2.000

3、 kN/m2；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處浙江省杭州市，基本風(fēng)壓為0.45 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z 為1.00，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.65；腳手架計算中考慮風(fēng)荷載作用4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):7；腳手板類別:50mm厚木質(zhì)腳手板；欄桿擋板類別:多層板擋腳板；每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.038；5.地基參數(shù)地基土類型:灰土墊層；地基承

4、載力標(biāo)準(zhǔn)值(kpa):160.00；立桿基礎(chǔ)底面面積(m2):0.25；地基承載力調(diào)整系數(shù):1.00。 二、大橫桿的計算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m；靜荷載的設(shè)計值: q1=1.2

5、×0.038+1.2×0.105=0.172 kN/m；活荷載的設(shè)計值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計算公式如下: 跨中最大彎距為M1max=0.08×0.172×1.52+0.10×0.98×1.52 =0.251 kN.m；支座最大彎距計算公式如下: 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.172×1.52-0.

6、117×0.98×1.52 =-0.297 kN.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗算：=Max(0.251×106,0.297×106)/5080=58.465 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 58.465 N/mm2 小于 大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： 其中： 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =0.7 kN/m；最大撓度計算值為：V= 0.677

7、15;0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.7×15004/(100×2.06×105×121900) = 1.593 mm；大橫桿的最大撓度 1.593 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！三、小橫桿的計算:根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計

8、算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.038×1.5 = 0.058 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=2×1.05×1.5/(2+1) =1.050 kN；集中荷載的設(shè)計值: P=1.2×(0.058+0.158)+1.4 ×1.05 = 1.728 kN； 小橫桿計算簡圖2.強(qiáng)度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: Mqmax = 1.2×0.038×1.052

9、/8 = 0.006 kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下: Mpmax = 1.728×1.05/3 = 0.605 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.611 kN.m；最大應(yīng)力計算值 = M / W = 0.611×106/5080=120.313 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =120.313 N/mm2 小于 小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下: Vqmax=5×0.03

10、8×10504/(384×2.06×105×121900) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.05 = 1.265 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下: Vpmax = 1265.1×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105 ×121900) = 2.07 mm；最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.07 = 2.094 mm；

11、小橫桿的最大撓度為 2.094 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1050/150=7與10 mm,滿足要求！四、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取6.40 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.038×1.5×2/2=0.058 kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 =

12、 0.038×1.05/2=0.02 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 2×1.05×1.5 /2 = 1.575 kN；荷載的設(shè)計值: R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×1.575=2.582 kN；R < 6.40 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計算: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，為0.1248

13、NG1 = 0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80×25.00 = 3.920；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3 NG2= 0.3×7×1.5×(1.05+0.3)/2 = 2.126 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG3 = 0.15×7×1.5/2 = 0.788 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.5×25

14、 = 0.188 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.021 kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ= 2×1.05×1.5×2/2 = 3.15 kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計算 其中 Wo - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Wo = 0.45 kN/m2； Uz - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 1 ； Us - 風(fēng)荷

15、載體型系數(shù)：取值為0.645；經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 ×0.45×1×0.645 = 0.203 kN/m2；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×7.021+ 1.4×3.15= 12.836 kN；考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×7.021+ 0.85×1.4×3.15= 12.174 kN；風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 ×1.4W

16、kLah2/10 =0.850 ×1.4×0.203×1.5× 1.82/10 = 0.118 kN.m；六、立桿的穩(wěn)定性計算: 不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計值 ：N = 12.836 kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；當(dāng)驗算桿件長細(xì)比時，取塊1.0；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 lo = k××h 確定 ：l0 = 3.118 m；長細(xì)比 Lo/i = 197

17、；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的計算結(jié)果查表得到 ：= 0.186 ；立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 ：f =205 N/mm2； = 12836/(0.186×489)=141.121 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 141.121 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N = 12.174 kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范

18、表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細(xì)比: L0/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.186立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 ：f =205 N/mm2； = 12174/(0.186×489)+117504.23/5080 = 156.979 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 156.979 N/mm2 小于

19、 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！七、最大搭設(shè)高度的計算: 按規(guī)范5.3.6條不考慮風(fēng)荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計算： 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 NG2K(kN)計算公式為：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 3.101 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ：NQ = 3.15 kN；每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：Gk = 0.125 kN/m；Hs =0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×3.101+1.4×3.15)/(1.2×0.12

20、5)=70.206 m；按規(guī)范5.3.6條腳手架搭設(shè)高度 Hs等于或大于26米，按照下式調(diào)整且不超過50米： H = 70.206 /(1+0.001×70.206)=65.601 m；H= 65.601 和 50 比較取較小值。經(jīng)計算得到，腳手架搭設(shè)高度限值 H =50 m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為25m，小于H，滿足要求！按規(guī)范5.3.6條考慮風(fēng)荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計算： 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 NG2K(kN)計算公式為：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 3.101 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ：NQ = 3.15 kN；每米

21、立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：Gk = 0.125 kN/m；計算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.118 /(1.4 × 0.85) = 0.099 kN.m；Hs =( 0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×3.101+0.85×1.4×(3.15+0.186×4.89×100×0.099/5.08)/(1.2×0.125)=60.575 m；按規(guī)范5.3.6條腳手架搭設(shè)高度 Hs等于或大于26米，按照下式調(diào)整且不超過50米： H = 60.575 /(1+0.001×60.575)=57.115 m；H= 57.115 和 50 比較取較小值。經(jīng)計算得到，腳手架搭設(shè)高度限值 H =50 m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為25m，小于H，滿足要求！八、連墻件的計算: 連墻件的軸向力設(shè)計值應(yīng)按照下式計算： Nl = Nlw + N0風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.203 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架