鋼管落地腳手架計算書

1、鋼管落地腳手架計算書504試驗驗證中心樓工程； 工程建設地點:子午鎮(zhèn)；屬于框架結構； 地上3層；建筑高度：31m；總建筑面積：5265平方米；總工期：390天。本工程由504研究所投資建設，中國航天建設集團有限公司設計，信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院地質勘察，陜西方宇工程咨詢監(jiān)理監(jiān)理，陜西有色建設有限公司組織施工；由樊躍峰擔任項目經(jīng)理，張東升擔任技術負責人?？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規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑地基基礎設計規(guī)范(GB 50007-2002)、建筑結構荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結構設計規(guī)范(GB 50017-2003)等編

2、制。一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設高度為 32.5 m，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：橫距Lb為 1.2m，縱距La為1.5m，大小橫桿的步距為1.5 m；內排架距離墻長度為0.40m；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；連墻件采用兩步三跨，豎向間距 3 m，水平間距4.5 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為單扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布活荷載標準值:2.000 kN/m2；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數(shù):2 層；3.風荷載參數(shù)本工程地處陜西西安市，基本風壓0.4 kN/m2；風荷載高度變化系數(shù)

3、z，計算連墻件強度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風荷載體型系數(shù)s 為0.214；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m):0.1394；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150；安全設施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；每米腳手架鋼管自重標準值(kN/m):0.038；腳手板鋪設總層數(shù):13；5.地基參數(shù)地基土類型:素填土；地基承載力標準值(kPa):120.00；立桿基礎底面面積(m2):0.20；地基承載力調整系數(shù):1.00。 二、大橫桿的計算按照扣件式鋼管

4、腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，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準值:P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重標準值:P2=0.3×1.2/(2+1)=0.12 kN/m ；活荷載標準值: Q=2×1.2/(2+1)=0.8 kN/m；靜荷載的設計值: q1=1.2×0.038+1.2×0.12=0.19 kN/m；活荷載的設計值: q2=1.4×0.8=1.12 kN/m；

5、 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦? M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.08×0.19×1.52+0.10×1.12×1.52 =0.286 kN·m；支座最大彎距計算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.19×1.52-0.117×1.12

6、×1.52 =-0.338 kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =Max(0.286×106,0.338×106)/5080=66.535 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應力為 = 66.535 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強度設計值 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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.038+0.12=0.158 kN/m； 活荷載標準值: q2= Q =0.8

7、kN/m； 最大撓度計算值為： = 0.677×0.158×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.8×15004/(100×2.06×105×121900) = 1.813 mm；大橫桿的最大撓度 1.813 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作為小橫桿集中荷載，在最不利

8、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= 0.038×1.5 = 0.058 kN；腳手板的自重標準值：P2=0.3×1.2×1.5/(2+1)=0.180 kN；活荷載標準值：Q=2×1.2×1.5/(2+1) =1.200 kN；集中荷載的設計值: P=1.2×(0.058+0.18)+1.4 ×1.2 = 1.965 kN； 小橫桿計算簡圖2.強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準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 = ql2/8

9、Mqmax = 1.2×0.038×1.22/8 = 0.008 kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 1.965×1.2/3 = 0.786 kN·m ；最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.794 kN·m；最大應力計算值 = M / W = 0.794×106/5080=156.367 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應力 =156.367 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強度設計值 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

10、傳遞荷載的設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:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.038×12004/(384×2.06×105×121900) = 0.041 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.18+1.2 = 1.438 kN；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1437.6×1200×(3×12002-4×12002/9 )

11、 /(72×2.06×105×121900) = 3.511 mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.041+3.511 = 3.553 mm；小橫桿的最大撓度為 3.553 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1200/150=8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、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉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，扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00

12、kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；大橫桿的自重標準值: P1 = 0.038×1.5×2/2=0.058 kN；小橫桿的自重標準值: P2 = 0.038×1.2/2=0.023 kN；腳手板的自重標準值: P3 = 0.3×1.2×1.5/2=0.27 kN；活荷載標準值: Q = 2×1.2×1.5 /2 = 1.8 kN；荷載的設計值: R=1.2×(0.058+0.023+0.27)+1.4×1.8=2.941 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設計計算

13、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、活荷載和風荷載。靜荷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，為0.1394kN/m NG1 = 0.1394+(1.50×2/2)×0.038/1.50×32.50 = 5.778kN；(2)腳手板的自重標準值；采用竹笆片腳手板，標準值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×13×1.5×(1.2+0.4)/2 = 4.68 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15kN/m NG3 = 0.15×13×

14、;1.5/2 = 1.462 kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×32.5 = 0.244 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 12.165 kN；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ = 2×1.2×1.5×2/2 = 3.6 kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×12.165+ 0.

15、85×1.4×3.6= 18.882 kN；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×12.165+1.4×3.6=19.638kN；六、立桿的穩(wěn)定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 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：0 = 0.4 kN/m2； z - 風荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：z= 0.74； s - 風荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計算得到，風

16、荷載標準值為: Wk = 0.7 ×0.4×0.74×0.214 = 0.044 kN/m2；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.044×1.5×1.52/10 = 0.018 kN·m；考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設計值 ：N = 18.882 kN；不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設計值 ：N = N'= 19.638kN

17、；計算立桿的截面回轉半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.53 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 2.651 m；長細比: L0/i = 168 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結果查表得到 ：= 0.251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；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f

18、=205 N/mm2；考慮風荷載時 = 18881.7/(0.251×489)+17808.374/5080 = 157.342 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 157.342 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！不考慮風荷載時 = 19637.7/(0.251×489)=159.996 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 159.996 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！七、最大搭設高度的計算按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)5.3.6條考慮風荷載時,采用單立管

19、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：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.85×1.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力 NG2K(kN)計算公式為：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 6.386 kN；活荷載標準值 ：NQ = 3.6 kN；每米立桿承受的結構自重標準值 ：Gk = 0.139 kN/m；計算立桿段由風荷載標準值產(chǎn)生的彎矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.018 /(1.4 × 0.85) = 0.015 kN·m；Hs =( 0.251×4

20、.89×10-4×205×103-(1.2×6.386+0.85×1.4×(3.6+0.251×4.89×100×0.015/5.08)/(1.2×0.139)=76.421 m；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)5.3.6條腳手架搭設高度 Hs等于或大于26米，按照下式調整且不超過50米：H = Hs /(1+0.001Hs)H = 76.421 /(1+0.001×76.421)=70.996 m；H= 70.996 和 50 比較取較小值。經(jīng)計算得到，腳手架搭設高度限值 H =50 m。腳手架單立桿搭設高度為32.5m，小于H，滿足要求！八、連墻件的穩(wěn)定性計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算：Nl = Nlw + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算z0.92，s0.214，00.4，Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.92×0.214×0.4 = 0.055 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 13.5 m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130