鋼管腳手架計(jì)算書(shū)

落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)根據(jù)規(guī)范:《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-《建筑構(gòu)造荷載規(guī)范》GB50009-《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-計(jì)算參數(shù):鋼管強(qiáng)度為205.0N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設(shè)高度49.5米，33.0米如下采用雙管立桿，33.0米以上采用單管立桿。立桿的縱距1.20米，立桿的橫距1.55米，內(nèi)排架距離構(gòu)造0.20米，立桿的步距1.50米。鋼管類型為φ48×3.0，連墻件采用2步3跨，豎向間距3.00米，水平間距3.60米。施工活荷載為3.0kN/m2，同步考慮2層施工。腳手板采用竹串片，荷載為0.35kN/m2，按照鋪設(shè)5層計(jì)算。欄桿采用竹串片，荷載為0.17kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。腳手板下小橫桿在大橫桿上面，且主結(jié)點(diǎn)間增長(zhǎng)一根小橫桿?；撅L(fēng)壓0.30kN/m2，高度變化系數(shù)1.0000，體型系數(shù)0.6000。地基承載力原則值170kN/m2，基礎(chǔ)底面擴(kuò)展面積0.250m2，地基承載力調(diào)整系數(shù)0.40。鋼管慣性矩計(jì)算采用I=π(D4-d4)/64，抵御距計(jì)算采用W=π(D4-d4)/32D。一、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，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重原則值P1=0.038kN/m腳手板的荷載原則值P2=0.350×1.200/2=0.210kN/m活荷載原則值Q=3.000×1.200/2=1.800kN/m荷載的計(jì)算值q=1.2×0.038+1.2×0.210+1.4×1.800=2.818kN/m小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩計(jì)算公式如下:M=2.818×1.5502/8=0.846kN.mσ=0.846×106/4491.0=188.445N/mm2小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度不不小于205.0N/mm2,滿足規(guī)定!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度計(jì)算公式如下:荷載原則值q=0.038+0.210+1.800=2.048kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度V=5.0×2.048×1550.04/(384×2.06×105×107780.0)=6.934mm小橫桿的最大撓度不不小于1550.0/150與10mm,滿足規(guī)定!二、大橫桿的計(jì)算:大橫桿按照三跨持續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算小橫桿的自重原則值P1=0.038×1.550=0.060kN腳手板的荷載原則值P2=0.350×1.550×1.200/2=0.326kN活荷載原則值Q=3.000×1.550×1.200/2=2.790kN荷載的計(jì)算值P=(1.2×0.060+1.2×0.326+1.4×2.790)/2=2.184kN大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分派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=0.08×(1.2×0.038)×1.+0.175×2.184×1.200=0.464kN.mσ=0.464×106/4491.0=103.307N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度不不小于205.0N/mm2,滿足規(guī)定!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分派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:大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=0.677×0.038×1200.004/(100×2.060×105×107780.000)=0.024mm集中荷載原則值P=(0.060+0.326+2.790)/2=1.588kN集中荷載原則值最不利分派引起的最大撓度V1=1.146×1587.510×1200.003/(100×2.060×105×107780.000)=1.416mm最大撓度和V=V1+V2=1.440mm大橫桿的最大撓度不不小于1200.0/150與10mm,滿足規(guī)定!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,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN；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)算橫桿的自重原則值P1=0.038×1.200=0.046kN腳手板的荷載原則值P2=0.350×1.550×1.200/2=0.326kN活荷載原則值Q=3.000×1.550×1.200/2=2.790kN荷載的計(jì)算值R=1.2×0.046+1.2×0.326+1.4×2.790=4.352kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足規(guī)定!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、腳手架荷載原則值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載原則值包括如下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的構(gòu)造自重原則值(kN/m)；本例為0.1106NG1=0.111×49.500=5.477kN(2)腳手板的自重原則值(kN/m2)；本例采用竹串片腳手板，原則值為0.35NG2=0.350×5×1.200×(1.550+0.200)/2=1.837kN(3)欄桿與擋腳手板自重原則值(kN/m)；本例采用欄桿、竹串片腳手板擋板，原則值為0.17NG3=0.170×1.200×5=1.020kN(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010NG4=0.010×1.200×49.500=0.594kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載原則值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.928kN。活荷載為施工荷載原則值產(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，活荷載原則值NQ=3.000×2×1.200×1.550/2=5.580kN風(fēng)荷載原則值應(yīng)按照如下公式計(jì)算其中W0——基本風(fēng)壓(kN/m2)，W0=0.300Uz——風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，Uz=1.000Us——風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us=0.600經(jīng)計(jì)算得到：Wk=0.300×1.000×0.600=0.180kN/m2?？紤]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+0.9×1.4NQ通過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2×8.928+0.9×1.4×5.580=17.745kN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通過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2×8.928+1.4×5.580=18.526kN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=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——風(fēng)荷載原則值(kN/m2)；la——立桿的縱距(m)；h——立桿的步距(m)。通過(guò)計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩：Mw=0.9×1.4×0.180×1.200×1.500×1.500/10=0.061kN.m五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:卸荷吊點(diǎn)按照構(gòu)造考慮，不進(jìn)行計(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=18.526kN；i——計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；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=1.600；l0——計(jì)算長(zhǎng)度(m),由公式l0=kuh確定，l0=1.155×1.600×1.500=2.772m；A——立桿凈截面面積，A=4.239cm2；W——立桿凈截面模量(抵御矩),W=4.491cm3；λ——長(zhǎng)細(xì)比，為2772/16=174λ0——容許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2400/16=150<210長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足規(guī)定!φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比l0/i的成果查表得到0.238；σ——鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)；[f]——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到:σ=18526/(0.24×424)=183.886N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算σ<[f],滿足規(guī)定!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=17.745kN；i——計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；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=1.600；l0——計(jì)算長(zhǎng)度(m),由公式l0=kuh確定，l0=1.155×1.600×1.500=2.772m；A——立桿凈截面面積，A=4.239cm2；W——立桿凈截面模量(抵御矩),W=4.491cm3；λ——長(zhǎng)細(xì)比，為2772/16=174λ0——容許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2400/16=150<210長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足規(guī)定!φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比l0/i的成果查表得到0.238；MW——計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.061kN.m；σ——鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)；[f]——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到σ=17745/(0.24×424)+61000/4491=189.767N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算σ<[f],滿足規(guī)定!六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算:不考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架容許搭設(shè)高度[H]，按下式計(jì)算：[H]=[φAσ-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie)]/1.2gk其中NG2k——構(gòu)配件自重原則值產(chǎn)生的軸向力，NG2k=3.451kN；NQk——活荷載原則值，NQk=5.580kN；gk——每米立桿承受的構(gòu)造自重原則值，gk=0.111kN/m；NXie——軸向力鋼絲繩卸荷部分，NQk=0.000kN；σ——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，σ=205.00N/mm2；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[H]=65.522米?？紤]風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架容許搭設(shè)高度[H]，按下式計(jì)算：[H]={φAσ-[1.2NG2k+0.9×1.4(NQk+φAMwk/W)-NXie]}/1.2gk其中NG2k——構(gòu)配件自重原則值產(chǎn)生的軸向力，NG2k=3.451kN；NQk——活荷載原則值，NQk=5.580kN；gk——每米立桿承受的構(gòu)造自重原則值，gk=0.111kN/m；Mwk——計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載原則值產(chǎn)生的彎矩，Mwk=0.049kN.m；NXie——軸向力鋼絲繩卸荷部分，NQk=0.000kN；σ——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，σ=205.00N/mm2；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[H]=61.059米。取上面兩式計(jì)算成果的最小值，腳手架容許搭設(shè)高度[H]=61.059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×Awwk——風(fēng)荷載原則值，wk=0.180kN/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=3.00×3.60=10.800m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No=3.000經(jīng)計(jì)算得到Nlw=2.722kN，連墻件軸向力計(jì)算值Nl=5.722kN根據(jù)連墻件桿件強(qiáng)度規(guī)定，軸向力設(shè)計(jì)值Nf1=0.85Ac[f]根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性規(guī)定，軸向力設(shè)計(jì)值Nf2=0.85φA[f]其中φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比l/i=20.00/1.60的成果查表得到φ=0.97；凈截面面積Ac=4.24cm2；毛截面面積A=18.10cm2；[f]=205.00N/mm2。通過(guò)計(jì)算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)定!通過(guò)計(jì)算得到Nf2=305.365kNNf2>Nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足穩(wěn)定性設(shè)計(jì)規(guī)定!連墻件采用扣件與墻體連接。通過(guò)計(jì)算得到N1=5.722kN不不小于扣件的抗滑力8.0kN，連墻件單扣件滿足規(guī)定!連墻件扣件連接示意圖八、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