腳手架的計算和荷載

1、 腳手架的計算和荷載落地式扣件鋼管腳手架計算書 鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ130-2001）。 計算的腳手架為雙排腳手架，立桿采用單立管。 搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距0.80米，立桿的步距1.80米。 采用的鋼管類型為48×3.5，連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米。 施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設4層。 一、大橫桿的計算: 大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 按照大橫桿上面的腳手板和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

2、 大橫桿的自重標準值: P1=0.038kN/m 腳手板的荷載標準值: P2=0.300×0.800/3=0.080kN/m 活荷載標準值: Q=3.000×0.800/3=0.800kN/m 靜荷載的計算值: q1=1.2×0.038+1.2×0.080=0.142kN/m 活荷載的計算值: q2=1.4×0.800=1.120kN/m 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩) 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 M1=

3、(0.08×0.142+0.10×1.120)×1.5002=0.278kN.m 支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為 M2=-(0.10×0.142+0.117×1.120)×1.5002=-0.327kN.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =0.327×106/5080.0=64.332N/mm2 大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 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: 靜荷載標準值q1=0.038+0.080=0.118kN/m 活荷載標

4、準值q2=0.800kN/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.677×0.118+0.990×0.800)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.758mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求! 二、小橫桿的計算: 小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。 1.荷載值計算 大橫桿的自重標準值: P1=0.038×1.500=0.058kN 腳手板的荷載標準值:

5、P2=0.300×0.800×1.500/3=0.120kN 活荷載標準值: Q=3.000×0.800×1.500/3=1.200kN 荷載的計算值: P=1.2×0.058+1.2×0.120+1.4×1.200=1.893kN 小橫桿計算簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算公式如下: M=(1.2×0.038)×0.8002/8+1.893×0.800/3=0.509kN.m =0.5

6、09×106/5080.0=100.102N/mm2 小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=5.0×0.038×800.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.01mm 集中荷載標準值P=0.058+0.120+1.200=1.378kN 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度 V2=1377.600×

7、800.0×(3×800.02-4×800.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=0.997mm 最大撓度和 V=V1+V2=1.005mm 小橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求! 三、扣件抗滑力的計算: 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 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值； 1.荷載值計算 橫桿的自重標準值 P1=0.038×0.800=0.031kN 腳手板的荷載

8、標準值 P2=0.300×0.800×1.500/2=0.180kN 活荷載標準值 Q=3.000×0.800×1.500/2=1.800kN 荷載的計算值 R=1.2×0.031+1.2×0.180+1.4×1.800=2.773kN 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN。 四、腳手架荷載標準值: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。 靜荷

9、載標準值包括以下內容： (1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1248 NG1 = 0.125×38.600=4.817kN (2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用沖壓鋼腳手板，標準值為0.30 NG2 = 0.300×4×1.500×(0.800+0.200)/2=0.900kN (3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標準值為0.11 NG3 = 0.110×1.500×4/2=0.330kN (4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005 NG4

10、= 0.005×1.500×38.600=0.289kN 經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.337kN。 活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。 經計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.000×2×1.500×0.800/2=3.600kN 風荷載標準值應按照以下公式計算 其中 W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0 = 0.350 Uz 風荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-20

11、01)的規(guī)定采用：Uz = 0.840 Us 風荷載體型系數(shù)：Us = 1.000 經計算得到，風荷載標準值Wk = 0.7×0.350×0.840×1.000 = 0.206kN/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ 不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk 風荷載基本風壓標準值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m

12、)。 五、立桿的穩(wěn)定性計算: 1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=12.64kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.50； A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 139.18 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，

13、f = 205.00N/mm2； 不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=11.89kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定；u = 1.50 A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 計算立桿段由風荷載設計值產生

14、的彎矩，MW = 0.119kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 154.29 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 六、最大搭設高度的計算: 不考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算： 其中 NG2K 構配件自重標準值產生的軸向力，NG2K = 1.520kN； NQ 活荷載標準值，NQ = 3.600kN； gk 每米立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.125kN/m； 經計算得到，不考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度 Hs = 7

15、8.525米。 腳手架搭設高度 Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米： 經計算得到，不考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值 H = 50.000米。 考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算： 其中 NG2K 構配件自重標準值產生的軸向力，NG2K = 1.520kN； NQ 活荷載標準值，NQ = 3.600kN； gk 每米立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.125kN/m； Mwk 計算立桿段由風荷載標準值產生的彎矩，Mwk = 0.100kN.m； 經計算得到，考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度 Hs = 69.360米。 腳手架搭

16、設高度 Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米： 經計算得到，考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值 H = 50.000米。 七、連墻件的計算: 連墻件的軸向力計算值應按照下式計算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN)，應按照下式計算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風荷載基本風壓標準值，wk = 0.206kN/m2； Aw 每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積，Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN)；No = 5.000 經計算得到 Nlw = 4.668kN，連墻件軸向力計算值 Nl = 9.668kN 連墻件軸向力設計值 Nf = Af 其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l/i=20.00/1.58的結果查表得到=0.97； A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。 經過計算得到 Nf = 97.082kN Nf>Nl，連墻件的設計計算滿足要求! 連墻件采用扣件與墻體連接。 經過計算得到 Nl = 9.668kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖 八、立桿的地基