落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)

1、落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)鋼管腳手架的計(jì)算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）。計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為30.000米，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.200米，立桿的橫距1.050米，立桿的步距1.500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3.000米，水平間距3.600米。施工均布荷載為2.000kN/m2，同時(shí)施工2層，腳手板共鋪設(shè)4層。 一、大橫桿的計(jì)算: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。按照大橫桿上面的腳手板和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

2、值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038kN/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.300×1.050/(2+1)=0.105kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050/(2+1)=0.700kN/m 靜荷載的計(jì)算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.4×0.700=0.980kN/m 大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩) 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)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(jì)算公式如下: 跨中最大彎矩為

3、 M1=(0.08×0.172+0.10×0.980)×1.2002=0.161kN.m 支座最大彎矩計(jì)算公式如下: 支座最大彎矩為M2=-(0.10×0.172+0.117×0.980)×1.2002=-0.190kN.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =0.190×106/(5.08×1000)=37.402N/mm2 大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)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: 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.105=0.

4、143kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=0.700kN/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.677×0.143+0.990×0.700)×(1.200×103)4/(100×2.06×105×12.19×104)=0.652mm大橫桿的最大撓度小于1.200×1000/150與10mm,滿足要求! 二、小橫桿的計(jì)算:小橫桿按照簡(jiǎn)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，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.

5、038×1.200=0.046kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.300×1.050×1.200/(2+1)=0.126kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050×1.200/(2+1)=0.840kN 荷載的計(jì)算值 P=1.2×0.046+1.2×0.126+1.4×0.840=1.382kN 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算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: 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: M=(1.2×0.038)×1.0

6、502/8+1.382×1.050/3=0.491kN.m =0.491×106/(5.08×1000)=96.654N/mm2 小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載最大撓度計(jì)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×(1.050×103) 4/(384×2.06×105×12.19×104)=0.029mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=

7、0.046+0.126+0.840=1.012kN 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 V2=1.012×103×1.050×103×(3×(1.050×103) 2-4×(1.050×103) 2/9)/(72×2.06×105×12.19×104)=1.656mm 最大撓度和 V=V1+V2=1.685mm 小橫桿的最大撓度小于1.050×1000/150與10mm, 滿足要求! 三、扣件抗滑力的計(jì)算: 縱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

8、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8.0kN； R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 荷載值計(jì)算橫向橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.050=0.040kN縱向橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.038×1.200×4=0.192kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P3=0.300×1.050×1.200/2=0.189kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.050×1.200/2=1.260kN 荷載的計(jì)算值 R=1.2×0.040+1.2×0.192+1.2

9、×0.189+1.4×1.260=2.269kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 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/m)；本例為0.1291 NG1 = 0.1291×30.000=3.873kN (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用沖壓鋼腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.300 NG2 = 0.300×4×1.200×(1.050+0.300)/2=0.972kN (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿沖

10、壓鋼，標(biāo)準(zhǔn)值為0.110 NG3 = 0.110×1.200×20/2=1.320kN (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.200×30.000=0.180kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.345kN。 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(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 2.000×2×1.200×1.050/2=2.520kN 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 W

11、0 - 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：W0 = 0.450 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 = 1.630 Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us = 1.200 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk = 0.7×1.630×1.200×0.450 = 0.616kN/m2。 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 + 0.85×1.4NQ=10.613 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 + 1.4

12、NQ=11.142 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計(jì)算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10=0.198 其中 Wk - 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； la - 立桿的縱距 (m)； h - 立桿的步距 (m)。 五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算: 1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=11.142kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.260； i - 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； l0- 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.60m； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)

13、，取1.155； u - 計(jì)算長(zhǎng)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(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 = 87.64 f- 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00N/mm2； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算強(qiáng)度小于f, 滿足要求! 2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=10.613kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.260； i - 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； l0

14、 - 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.60m； k - 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155； u - 計(jì)算長(zhǎng)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(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW = 0.198kN.m； - 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 = 122.45 f- 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算強(qiáng)度小于f, 滿足要求! 六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算: 不考慮風(fēng)荷載時(shí),采用單立

15、管的敞開(kāi)式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計(jì)算： 其中 NG2K - 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2K =NG2+NG3+NG4 = 2.472kN； NQ - 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 2.520kN；gk - 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值, gk =0.1291kN/m； 經(jīng)計(jì)算得到，不考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 Hs =(0.260×4.89×10-4×205.00×103-(1.2×2.472+1.4×2.520)/(1.2×0.1291)= 126.319米。 腳手架搭設(shè)高度 Hs等于或大

16、于26米，按照下式調(diào)整且不超過(guò)50米： 經(jīng)計(jì)算得到H = 126.319/(1+0.001×126.319)=112.152m；H= 112.152 和 50 比較取較小值。不考慮風(fēng)荷載時(shí)，腳手架搭設(shè)高度限值 H =50米。 考慮風(fēng)荷載時(shí),采用單立管的敞開(kāi)式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計(jì)算： 其中 NG2K- 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2K = NG2+NG3+NG4 = 2.472kN； NQ - 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 2.520kN； gk - 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.1291kN/m； Mwk- 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，M

17、wk =Mw / (1.4×0.85)= 0.198 / (1.4×0.85)=0.166kN.m； 經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 Hs =(0.260×4.89×10-4×205.00×103-1.2×2.472+0.85×1.4×(2.520+ 0.260×4.89×104×0.166/(5.08×103)/(1.2×0.1291) =129.703米。 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(guò)50米： 經(jīng)計(jì)算得

18、到H = 129.703/(1+0.001×129.703)=114.812m；H= 114.812 和 50 比較取較小值?？紤]風(fēng)荷載時(shí)，腳手架搭設(shè)高度限值 H =50米。 七、連墻件的計(jì)算: 連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw - 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk - 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，wk = 0.616kN/m2； Aw - 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 = 3.000×3.600 = 10.800m2； No - 連墻件約束腳手架平面外變