鋼管落地腳手架計(jì)算書

1、鋼管落地腳手架計(jì)算書采用品茗安全計(jì)算軟件計(jì)算； 本工程為深圳市龍崗區(qū)第二人民醫(yī)院綜合樓改造工程，總建筑面積6570m2,建筑總高度為39.8米，建筑總層數(shù)為地下一層、地上十二層，一層層高4.5m，二層層高4m，三十一層層高均為3m，十二層層高為4m。扣件式鋼管落地腳手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2011)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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 44.2 m，立桿采用單立管；搭設(shè)尺寸為：立桿的橫距為

2、 1.05m，立桿的縱距為1.5m，大小橫桿的步距為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長度為0.20m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150.00 m；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 1.00；連墻件采用兩步兩跨，豎向間距 3.6 m，水平間距3 m，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 kN/m2；腳手架用途:裝修腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處廣東深圳市，基本風(fēng)壓0.75 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z 為1.00，風(fēng)荷載體

3、型系數(shù)s 為1.13；腳手架計(jì)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/m):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):0.110；安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板類別:沖壓鋼腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、沖壓鋼腳手板擋板；每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.038；腳手板鋪設(shè)總層數(shù):12；5.地基參數(shù)要求若地基土類型為:素填土；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa):120.00；立桿基礎(chǔ)底面面積(m2):0.20；地基承載力調(diào)整系數(shù):1.00。本工程原地基土類型為混凝土，地基承載力大于120，滿足要求！

4、 二、大橫桿的計(jì)算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)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(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)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(jì)值: q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172 kN/m；活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.4

5、15;0.7=0.98 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)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(jì)荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)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(jì)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(jì)算公式如下: 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.172×1.52-0.117×0.98×1.52 =-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

6、驗(yàn)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(jì)值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)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(jì)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(jì)算值為：= 0.677×0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0

7、.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(jì)算:根據(jù)JGJ130-2011第條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)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×

8、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(jì)值: P=1.2×(0.058+0.158)+1.4 ×1.05 = 1.728 kN； 小橫桿計(jì)算簡圖2.強(qiáng)度驗(yàn)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(jì)算公式如下: Mqmax = 1.2×0.038×1.052/8 = 0.006 kN.m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: Mpmax = 1.728×1.05/3 = 0.6

9、05 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.611 kN.m；最大應(yīng)力計(jì)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(jì)值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)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(jì)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(jì)算公式如下: qmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900) = 0.024 mm ；大

10、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(jì)算公式如下: pmax = 1265.1×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×121900) = 2.07 mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.024+2.07 = 2.094 mm；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(jì)算:按規(guī)范

11、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)1.00，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)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 = 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

12、.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(jì)值: R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×1.575=2.582 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計(jì)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，為0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80×44.20 = 6.931kN；(2)

13、腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用沖壓鋼腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×12×1.5×(1.05+0.2)/2 = 3.375 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.11kN/m NG3 = 0.11×12×1.5/2 = 0.99 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)；0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×44.2 = 0.332 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 11.627 kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)

14、生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)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(jì)算 其中 Wo - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定采用： Wo = 0.75 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(GB50009-2012)的規(guī)定采用： Uz= 1 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為1.13；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 ×0.75×1×1.13 = 0.593

15、 kN/m2；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×11.627+ 1.4×3.15= 18.362 kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×11.627+ 0.85×1.4×3.15= 17.701 kN；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.593×1.5× 1.82/10 = 0.343 kN.

16、m；六、鋼絲繩卸荷計(jì)算（因此內(nèi)容在規(guī)范以外，故僅供參考）: 鋼絲繩卸荷按照完全卸荷計(jì)算方法。在腳手架全高范圍內(nèi)卸荷2次；吊點(diǎn)選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點(diǎn)位置；以卸荷吊點(diǎn)分段計(jì)算。第1 次卸荷凈高度為15m;第2 次卸荷凈高度為8.7m; 經(jīng)過計(jì)算得到a1=arctg3.000/(1.050+0.200)=67.380度a2=arctg3.000/0.200=86.186度第1次卸荷處立桿軸向力為：P1 = P2 = 1.5×18.362×15/44.2 =9.347 kN；kx為不均勻系數(shù)，取1.5 各吊點(diǎn)位置處內(nèi)力計(jì)算為(kN)：T1 = P1/sina1 = 9.3

17、47/0.923 = 10.126 kNT2 = P2/sina2 = 9.347/0.998 = 9.368 kNG1 = P1/tana1 = 9.347/2.400 = 3.895 kNG2 = P2/tana2 = 9.347/15.000 = 0.623 kN其中T鋼絲繩軸向拉力，G鋼絲繩水平分力。卸荷鋼絲繩的最大軸向拉力為Fg= T1 =10.126 kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算： 其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)， 計(jì)算中可以近似計(jì)算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，取0.82； K

18、 - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計(jì)算中Fg取 10.126kN，=0.82，K=6，得到：選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為：d =(2×10.126×6.000/0.820)0.5 = 12.2 mm。吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為： = N / A f其中 f - 吊環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定f = 50 N/mm2； N - 吊環(huán)上承受的荷載等于Fg； A - 吊環(huán)截面積，每個(gè)吊環(huán)按照兩個(gè)截面計(jì)算,A=0.5d2；選擇吊環(huán)的最小直徑要為：d =（2×Fg/f/）0.5 =（2×10.126×103/50/3.142）0.5 = 12 mm。第1次卸荷鋼

19、絲繩最小直徑為 12.2 mm，必須拉緊至 10.126 kN，吊環(huán)直徑為 12 mm。根據(jù)各次卸荷高度得：第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為 9.3 mm，必須拉緊至 5.873 kN，吊環(huán)直徑為 9 mm。七、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算: 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 18.362×20.5/44.2 =8.517 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ：k = 1.155 ；當(dāng)驗(yàn)算桿件長細(xì)比時(shí)，取塊1.0；計(jì)算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： = 1.5 ；計(jì)算長度 ,由公式 lo = k×

20、×h 確定 ：l0 = 3.118 m；長細(xì)比 Lo/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的計(jì)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(jì)值 ：f =205 N/mm2； = 8517/(0.186×489)=93.636 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 93.636 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 17.701×2

21、0.5/44.2 =8.210 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： = 1.5 ；計(jì)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(jì)值 ：f =205 N/mm2； = 8209.727/(0.186×489)+34310

22、0.205/5080 = 157.802 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 157.802 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！八、連墻件的穩(wěn)定性計(jì)算: 連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + N0風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.593 kN/m2；每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積 Aw = 10.8 m2；按規(guī)范條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 8.97 kN；連墻件的軸向

23、力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 13.97 kN；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長細(xì)比 l/i = 200/15.8的結(jié)果查表得到 =0.966，l為內(nèi)排架距離墻的長度；又： A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf = 0.966×4.89×10-4×205×103 = 96.837 kN；Nl = 13.97 < Nf = 96.837,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計(jì)算得到 Nl = 13.97小于雙扣件的抗滑力 16 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖九、立桿的地基承載力計(jì)算: 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求 p fg 地基承載力設(shè)計(jì)值:fg = fgk×kc = 120 kPa； 其中，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fgk= 120 kPa ；腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc = 1 ； 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力：p = N/A =42.583 kPa ；其中，上部結(jié)構(gòu)傳至