落地式鋼管腳手架計(jì)算

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11.6米，立桿采用單立管。 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.2米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.20米。 采用的鋼管類(lèi)型為48×3.5，連墻件采用2步2跨，豎向間距2.4米，水平間距2.4米。 施工均布荷載為2kN/m2，同時(shí)施工2層，腳手板共鋪設(shè)3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.均布荷載值計(jì)算 大橫桿

2、的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038kN/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05/3=0.053kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2×1.05/3=0.7kN/m 靜荷載的計(jì)算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.053=0.109N/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.4×0.7=0.98kN/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.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 M1=(0.08×0.109+0.10

3、15;0.98)×1.22=0.154kN.m 支座最大彎矩計(jì)算公式如下: 支座最大彎矩為 M2=-(0.10×0.109+0.117×0.98)×1.22=-0.181kN.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： =0.181×106/5080=35.63N/mm2 大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿(mǎn)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+0.053=0.091kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=0.7kN/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=

4、(0.677×0.091+0.990×0.7)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.623mm 大橫桿的最大撓度小于1200/150或10mm,滿(mǎn)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=0.038×1.2=0.046kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05×1.2/3=0.063kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2

5、×1.05×1.2/3=0.84kN 荷載的計(jì)算值 P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×0.84=1.307kN 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.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)×1.052/8+1.307×1.05/3=0.464kN.m =0.464×106/5080=91.339N/mm2 小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿(mǎn)足要求! 3.撓度計(jì)算 最大撓

6、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=5.0×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.02mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.046+0.063+0.84=0.949kN 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 V2=949×1050×(3×10502 -4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=1.553

7、mm 最大撓度和 V=V1+V2=1.573mm 小橫桿的最大撓度小于1050/150或10mm,滿(mǎn)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； 1.荷載值計(jì)算 橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.05=0.04kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05×1.2/2=0.095kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2×1.05×1.2/2=1.26kN 荷載的計(jì)算值 R=

8、1.2×0.04+1.2×0.095+1.4×1.26=1.926kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足要求! 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65N.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kN。 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0.149 NG1 = 0.149×18.6=2.771kN (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆板，

9、標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG2 = 0.15×4×1.2×(1.05+0.3)/2=0.486kN (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG3 = 0.15×1.2×4/2=0.36kN (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.2×18.6=0.112kN 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.729kN。 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

10、取值。 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ =2×2×1.2×1.05/2=2.52kN 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 W0 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 = 0.35 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 = 1.25 Us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us = 1.2 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk = 0.7×0.35×1.25×1.2= 0.368kN/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

11、+ 0.85×1.4NQ 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 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 其中 Wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值(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: 不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=8kN； 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0.391； 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

12、，l0=2.08m； 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=1.5； 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 = 41.84 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 < f,滿(mǎn)足要求! 考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=7.47kN； 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0.391； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm

13、； l0 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.08m； 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 = 1.5 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 = 0.076kN.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 = 54.03 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 < f,滿(mǎn)足要求! 六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算: 不考慮風(fēng)荷載時(shí),采用單立管的敞開(kāi)式、全封閉和半

14、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 = 0.958kN； NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 2.52kN； gk 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.149kN/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 = 193.055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)算得到，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 = 0.958

15、kN； NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ = 2.52kN； gk 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.149kN/m； Mwk 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，Mwk = 0.064kN.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 = 195.854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)算得到，考慮風(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 

16、15; wk × Aw wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值，wk = 0.368kN/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 =2.4×2.4= 5.76m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 5 經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 2.968kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 7.968kN 連墻件軸向力設(shè)計(jì)值 Nf = Af 其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l/i=30/1.58的結(jié)果查表得到=0.952； A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 Nf = 95.43kN Nf>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足要求! 連墻件采用扣件與墻體連接。 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 Nl = 7.968kN小于扣件的抗滑力8kN，滿(mǎn)足要求! 連墻件扣件連接示意圖 八、立