高支撐腳手架方案

1、第一部分 腳手架設(shè)計(jì)一、荷載組合搭設(shè)寬度取12M，高度取24M，長度取85M。立桿縱橫向間距1.2M，步距1.5M。1、靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)腳手架的自重(kN)：N g1 = 0.129×24 = 3.098 kN；(2)欄桿的自重(kN)：Ng2 = 0.15×1.2 = 0.18 kN；(3)腳手板自重(kN)：Ng3 = 0.3×1.2×1.2 = 0.432 kN；(4)堆放荷載(kN)：Ng4 = 2.6×1.2×1.2 = 3.744 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Ng = Ng1+Ng2+Ng3+Ng4 =

2、 7.454 kN；2、活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 1×1.2×1.2 = 1.44 kN；3.風(fēng)荷載：本工程地處河南周口市，基本風(fēng)壓0.32 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z，取0.92，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.214；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 Wk=0.7z·s·0其中 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：0 = 0.32 kN/m2； 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk = 0.7 ×0.32×0.92×0.214 =

3、0.044 kN/m2；二、構(gòu)件的抗彎計(jì)算縱向支撐鋼管計(jì)算:縱向鋼管按照均布荷載下連續(xù)梁計(jì)算，截面幾何參數(shù)為截面抵抗矩 W = 5.08 cm3；截面慣性矩 I = 12.19cm4； 縱向鋼管計(jì)算簡圖1.荷載的計(jì)算：(1)腳手板與欄桿自重(kN/m)：q11 = 0.15 + 0.3×0.3 = 0.24 kN/m；(2)堆放材料的自重線荷載(kN/m)：q12 = 2.6×0.3 = 0.78 kN/m；(3)活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)：p1 = 1×0.3 = 0.3 kN/m2.強(qiáng)度驗(yàn)算:依照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-20

4、01)5.2.4規(guī)定，縱向支撐鋼管按三跨連續(xù)梁計(jì)算。最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和；最大彎矩計(jì)算公式如下:M = 0.1q1l2+0.117q2l2最大支座力計(jì)算公式如下: N = 1.1q1l + 1.2q2l均布荷載：q1 = 1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.24+1.2×0.78=1.224 kN/m；均布活載：q2 = 1.4×0.3 = 0.42 kN/m；最大彎距Mmax =0.1×1.224×1.22+0.117×0.42×1.22=0.247 kN

5、83;m ；最大支座力 N = 1.1×1.224×1.2 + 1.2×0.42×1.2 = 2.22 kN；最大應(yīng)力 = Mmax / W = 0.247×106 / (5080) = 48.626 N/mm2；縱向鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2；縱向鋼管的計(jì)算應(yīng)力 48.626 N/mm2 小于 縱向鋼管的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 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: = 5ql4/384EI均布恒載: q = q11 + q12 = 1.02 kN/m；均布活載： p

6、= 0.3 kN/m；=(0.677×1.02+0.990×0.3)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.815 mm；縱向鋼管的最大撓度為 0.815 mm 小于 縱向鋼管的最大容許撓度 1200/150與10 mm，滿足要求！三、橫向支撐鋼管計(jì)算: 支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計(jì)算；集中荷載P取板底縱向支撐鋼管傳遞力，P =2.22 kN； 支撐鋼管計(jì)算簡圖 支撐鋼管計(jì)算彎矩圖(kN·m) 支撐鋼管計(jì)算變形圖(mm) 支撐鋼管計(jì)算剪力圖(kN) 最大彎矩 Mmax = 0.999 kN&

7、#183;m ；最大變形 max = 4.038 mm ；最大支座力 Qmax = 9.715 kN ；最大應(yīng)力 = 196.722 N/mm2 ；橫向鋼管的計(jì)算應(yīng)力 196.722 N/mm2 小于橫向鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2，滿足要求！支撐鋼管的最大撓度為 4.038 mm 小于 支撐鋼管的最大容許撓度 1200/150與10 mm，滿足要求！三、立桿強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算:立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式: = N/AKH f其中 N - 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值(kN) ：N = 10.961 kN； - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 Lo/i 查表得到； i - 計(jì)算立

8、桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm) ：i = 1.58 cm； A - 立桿凈截面面積(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 鋼管立桿最大應(yīng)力計(jì)算值 (N/mm2)； f - 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 N/mm2； KH -高度調(diào)整系數(shù)：KH=1/(1+0.005×(24-4)=0.909； L0 - 計(jì)算長度 (m)；參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)，由公式(1)或(2)計(jì)算 l0 = k1h (1) l0 = h+2a (2) k1- 計(jì)算長度附加系數(shù)，取值為1.167；

9、 - 計(jì)算長度系數(shù)，參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3；= 1.73； a - 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度；a = 0.1 m；公式(1)的計(jì)算結(jié)果：立桿計(jì)算長度 L0 = k1h = 1.167×1.73×1.5 = 3.028 m；L0/i = 3028.365 / 15.8 = 192 ；由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.195 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 =10961.28/(0.195×489)= 114.952 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 = 114.952

10、N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！公式(2)的計(jì)算結(jié)果：L0/i = 1700 / 15.8 = 108 ；由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.53 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值； =10961.28 /( 0.53×489 )= 42.294 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 = 42.294 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！如果考慮到高支撐架的安全因素，適宜由公式(3)計(jì)算l0 = k1k2(h+2a) (3)k2 - 計(jì)算長度附加系數(shù)，按照表2取值1.068 ；公

11、式(3)的計(jì)算結(jié)果：L0/i = 2118.805 / 15.8 = 134 ；由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)= 0.376 ；鋼管立桿受壓應(yīng)力計(jì)算值 =10961.28 /( 0.376×489 )= 59.616 N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 = 59.616 N/mm2 小于 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！四、整體抗傾覆驗(yàn)算由于支撐系統(tǒng)沒有墻體可以依靠，因此在上部荷載和水平風(fēng)荷載的作用下整體上屬一個(gè)懸臂形式的壓彎構(gòu)架(見圖)特別在沒有上部活荷載情況下其整體抗傾覆性必須予以驗(yàn)算，滿足下式要求：式中 M-由風(fēng)荷載引起的水平

12、荷載； Mg-構(gòu)架的抗傾覆力矩； q-風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值； H-支撐的架設(shè)高度； B-最不利幾何方向（取橫向）； b-立桿間距； G-支撐系統(tǒng)的自重。M=0.044*22*85*0.5*22=905.08KN M每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.1248kN/mNG1 = 0.1248+(1.20×2/2)×0.038/1.50×24.00 = 3.763kN；B=85/1.2*3.763*11=2932KNMg=0.5*2932*6=8796KN M故滿足抗傾覆要求。五、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度驗(yàn)算雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)

13、雙扣件承載力取值為12.80kN 。R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取12.80 kN；縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值 R= 9.715 kN；R < 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 六、支承地面的承載力復(fù)核地基土類型: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):0.25；地基承載力調(diào)整系數(shù):1.00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)：k

14、c = 1 ； 立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力：p = N/A =43.85 kPa ；其中，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值 ：N = 10.96 kN；基礎(chǔ)底面面積 ：A = 0.25 m2 。p=43.85 kPa fg=120 kPa 。地基承載力滿足要求！第二部分 搭設(shè)的構(gòu)造要求搭設(shè)的構(gòu)造要求：除按本設(shè)計(jì)計(jì)算來支設(shè)架體外，還須嚴(yán)格滿足構(gòu)造要求。在構(gòu)造上一方面應(yīng)注意按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范的要求落實(shí)；另一方面還應(yīng)該保證以下幾項(xiàng)構(gòu)造要求：（1） 沿支架四周外立面應(yīng)滿設(shè)剪刀撐，縱向中部設(shè)一道，橫向每隔8M設(shè)一道；（2）支架頂部伸出頂層水平桿的懸挑立桿的長度不宜超過400MM，當(dāng)支撐點(diǎn)位于頂層橫桿時(shí)，應(yīng)盡量靠近立桿，且不