2組合扣件式鋼管腳手架設(shè)計計算書.doc

組合扣件式(落地+拉吊卸荷)鋼管腳手架設(shè)計計算書1.計算參數(shù)設(shè)定（1）腳手架基本參數(shù)建筑物最大標高+48.60m，腳手架起搭標高為0m,腳手架最大標高+49.80m，采用單管落地+拉吊卸荷的搭設(shè)形式，設(shè)2個拉吊段分別是+23.40+38.40m,+38.40+49.80m。拉吊卸荷采用16mm鋼絲繩1.50m,吊環(huán)20mm。腳手架采用483.5鋼管，內(nèi)立桿離墻0.15m；立桿步距h=1.80m，立桿縱距l(xiāng)a=1.50m，立桿橫距0.80m；縱向水平桿在上，橫向水平桿上設(shè)有2根縱向水平桿；連墻件按2步3跨布置，腳手架滿鋪沖壓鋼腳手板。腳手架不完全卸荷采用：立桿向下傳遞20%荷載。（2）鋼管截面特征 鋼管483.5mm，截面積a=489mm2，慣性矩i=121900mm4，截面模量w=5080mm3，回轉(zhuǎn)半徑i=15.8mm，每米長質(zhì)量0.0376kn/m，q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值f=205n/mm2，彈性模量e=206000n/mm2。（3）荷載標準值1）永久荷載標準值每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值為0.1248kn/m采用沖壓鋼腳手板,自重標準值為0.30kn/m2欄桿與擋板采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板,自重標準值為0.16kn/m，腳手架上吊掛的安全設(shè)施（安全網(wǎng)）自重標準值為0.010kn/m22）施工均布活荷載標準值裝修腳手架為2.00kn/m2 ,結(jié)構(gòu)腳手架為3.00kn/m2 3）風(fēng)荷載風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=0.65；地面粗糙度按c類擋風(fēng)系數(shù)=0.80 ,背靠建筑物按敞開、框架和開洞墻計算，則腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.3=1.30.80=1.04,工程位于廣東省廣州市,基本風(fēng)壓0=0.20kn/m22.縱向水平桿驗算（1）荷載計算鋼管自重gk1=0.0376kn/m；腳手板自重gk2=0.300.27=0.08kn/m；施工活荷載qk=3.000.27=0.80kn/m；作用于縱向水平桿上線荷載標準值永久荷載：q1=1.2(0.0376+0.08)=0.14kn/m,施工活荷載：q2=1.40.80=1.12kn/m（2）縱向水平桿受力計算每根鋼管長約6.00m，按四跨連續(xù)梁計算,l=1.50m。1）抗彎強度驗算彎矩系數(shù)km1=-0.107,m1=km1q1l2=-0.1070.141.502=-0.03knm彎矩系數(shù)km2=-0.121,m2=km2q2l2=-0.1211.121.502=-0.30knmmmax=m1+m2=0.03+0.30=0.33knm,=mmax/w=0.33106/5080=64.96knm縱向桿的抗彎強度=64.96n/mm2f=205n/mm2,滿足要求。2）撓度驗算撓度系數(shù)k1=0.632,1=k1q1l4/(100ei)=0.632(0.14/1.2)(1500)4/(100ei)=0.15mm撓度系數(shù)k2=0.967,2=k2q2l4/(100ei)=0.967(1.12/1.4)(1500)4/(100ei)=1.56mmmax=1+2=0.15+1.56=1.71mm縱向桿的max=1.71mm=l/150=10mm與10mm,滿足要求。3）最大支座反力rq1=1.1430.141.50=0.24kn,rq2=1.2231.121.50=2.05kn,rmax=rq1+rq2=0.24+2.05=2.29kn3.橫向水平桿驗算（1）荷載計算鋼管自重gk1=0.0376kn/m中間縱向水平桿傳遞支座反力r中=rmax=2.29kn,旁邊縱向水平桿傳遞支座反力r邊=rmax/2=1.15kn（2）橫向水平桿受力計算按單跨簡支梁計算，跨度為：l=0.80m1)抗彎強度驗算mmax=ql2/8r中l(wèi)/3=0.03760.800.80/82.290.80/3=610000nmm=0.61knm=mmax/w=610000/5080=120.08n/mm2橫向水平桿的抗彎強度=120.08n/mm2f=205n/mm2,滿足要求。2）撓度驗算集中荷載產(chǎn)生的撓度為:1=pa(3l24a2)/(24ei)=2290267(3800242672)/(24ei)=1.66mm均布荷載產(chǎn)生的撓度為:2=5ql4/384ei=50.03768004/(384ei)=0.01mmmax=12 =1.66+0.01=1.67mm橫向水平桿的max=1.67mm=l/150=5.33mm與10mm,滿足要求。4.橫向水平桿與立桿的連接扣件抗滑驗算 r=r中r邊gk1l/2=2.291.150.03760.40=3.46kn橫向水平桿與立桿連接扣件r=3.46knrc=8.0kn(rc為扣件抗滑承載力設(shè)計值),滿足要求。5.立桿容許長細比驗算計算長度附加系數(shù)k=1.0；考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數(shù)=1.50立桿步距h=1.80m；立桿計算長度lo=kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm長細比=lo/i=2700/15.8=170.89 立桿長細比=170.89210,滿足要求。軸心受壓穩(wěn)定性系數(shù)lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119mm=lo/i=3119/15.8=197，查得=0.186。6.落地段立桿計算凈高度23.40m, 落地段計算高度為23.40m, 腳手板鋪13層。(1）荷載計算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：nglk=gkh=0.124823.40=2.92kn2)構(gòu)配件自重： ng2k=2.34+3.12+0.35=5.81kn其中：腳手板重量：131.500.400.30=2.34kn欄桿、擋腳板重量：131.500.16=3.12kn安全網(wǎng)重量：23.401.500.010=0.35kn3)活荷包括：a.施工荷載按2層作業(yè)計算（其中1層為結(jié)構(gòu)施工，1層裝修施工）得：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.風(fēng)荷載標準值計算風(fēng)荷載標準值k=0.651.040.20=0.14kn/m2由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.141.501.801.80/10=0.09knm=90000n.mm(2）立桿穩(wěn)定性驗算 序號 各標高段 立桿作用力(不組合風(fēng)荷載)上層立桿傳遞力驗算作用力1+38.40+49.80m9.1309.132+23.40+38.40m10.759.130.20=1.8310.75+1.83=12.583落地段0+23.4014.6812.580.20=2.5214.68+2.52=17.19序號 各標高段 立桿作用力（組合風(fēng)荷載）上層立桿傳遞力驗算作用力1+38.40+49.80m8.7108.712+23.40+38.40m10.338.710.20=1.7410.33+1.74=12.073落地段0+23.4014.2612.070.20=2.4114.26+2.41=16.671)不組合風(fēng)荷載時n=1.2(nglk+ ng2k）1.4nqk=1.2(2.92+5.81)+1.43.00=14.68kn上層立桿傳遞作用力:n2=12.580.20=2.52,n=n1+n2=14.68+2.52=17.19knn/（a）=17.191000/(0.186489)=189.00n/mm2 2)組合風(fēng)荷載時n1=1.2（nglk+ ng2k）0.91.4nqk=1.2(2.92+5.81)+0.91.43.00=14.26kn 上層立桿傳遞作用力:n2=12.070.20=2.41,n=n1+n2=14.26+2.41=16.67knn/（a）mw/w=16.671000/(0.186489)90000/5080=201.00n/mm2 立桿穩(wěn)定性為201.00n/mm2f=205n/mm2,滿足要求。7.支撐支承面驗算鋼管立桿高配套底座100100mm,支承面為混凝土板（按c30考慮）支承板厚=180mm上部荷載為：f=16.67kn（1）支承面受沖切承載力驗算s=2.00,ft=1.50n/mm2,h0=165mm,h=1.00=0.4+1.2/s=1.00,pc,m=0n/mm2,um=2(100+165)+2(100+165)=1060mm(0.7hft+0.25pc,m)umh0=(0.71.01.50+0.250)1.001060165=183.65kn受沖切承載力183.65knf=16.67kn,滿足要求。 (2)支承面局部受壓承載力驗算ab=(0.10+20.10)(0.103)=0.09m2,al=0.100.10=0.01m2l=(ab/al)0.5=3.00，fcc=0.8514300=12155kn/m2，=0.75lfccal=0.753121550.01=273.49kn 支承面局部受壓承載力273.49knf=16.67kn,滿足要求。8.拉吊卸荷段立桿8.1+38.40+49.80m,拉吊段凈高度為11.40m,拉吊段計算高度為11.40m,拉吊段底標高為+38.40m,腳手板鋪6層。（1）荷載計算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：ng1k=gkh=0.124811.40=1.42kn2)構(gòu)配件自重：ng2k=1.08+1.44+0.17=2.69kn其中：腳手板重量：61.500.400.30=1.08kn 欄桿、擋腳板重量：61.500.16=1.44kn 安全網(wǎng)重量：11.401.500.010=0.17kn3)活荷載包括：a.施工荷載：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.風(fēng)荷載標準值計算拉吊段底離地高度+38.40m,z=1.00;水平風(fēng)荷載標準值k=1.001.040.20=0.21kn/m2由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩:mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.211.501.801.80/10=0.13knm=130000nmm（2）立桿穩(wěn)定性驗算1)不組合風(fēng)荷載時n1=1.2(nglk+ng2k）1.4nqk=1.2(1.42+2.69)+1.43.00=9.13knn/（a）=9.131000/(0.186489)=100.38n/mm22)組合風(fēng)荷載時n1=1.2（nglk+ng2k）0.91.4nqk=1.2(1.42+2.69)+0.91.43.00=8.71knn/（a）mw/w=8.711000/(0.186489)130000/5080=121.35n/mm2立桿穩(wěn)定性為121.35n/mm2f=205n/mm2,滿足要求。8.2+23.40+38.40m,拉吊段凈高度為15.00m,拉吊段計算高度為15.00m,拉吊段底標高為+23.40m,腳手板鋪8層。（1）荷載計算1)腳手架結(jié)構(gòu)自重：ng1k=gkh=0.124815.00=1.87kn2)構(gòu)配件自重：ng2k=1.44+1.92+0.23=3.59kn其中：腳手板重量：81.500.400.30=1.44kn 欄桿、擋腳板重量：81.500.16=1.92kn 安全網(wǎng)重量：15.001.500.010=0.23kn3)活荷載包括：a.施工荷載：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.風(fēng)荷載標準值計算拉吊段底離地高度+23.40m,z=0.88;水平風(fēng)荷載標準值k=0.881.040.20=0.18kn/m2由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩:mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.181.501.801.80/10=0.11knm=110000nmm（2）立桿穩(wěn)定性驗算1)不組合風(fēng)荷載時n1=1.2(nglk+ng2k）1.4nqk=1.2(1.87+3.59)+1.43.00=10.75kn上層立桿傳遞作用力:n2=9.130.20=1.83,n=n1+n2=10.75+1.83=12.58knn/（a）=12.581000/(0.186489)=138.31n/mm22)組合風(fēng)荷載時n1=1.2（nglk+ng2k）0.91.4nqk=1.2(1.87+3.59)+0.91.43.00=10.33kn上層立桿傳遞作用力:n2=8.710.20=1.74,n=n1+n2=10.33+1.74=12.07knn/（a）mw/w=12.071000/(0.186489)110000/5080=154.36n/mm2立桿穩(wěn)定性為154.36n/mm2f=205n/mm2,滿足要求。9.鋼絲繩和吊環(huán)驗算通過比較，以+23.40+38.40m拉吊段的鋼絲繩受力最大，故以此進行鋼絲繩和吊環(huán)驗算。（1）鋼絲繩驗算h=3.00m,la=0.80m,離墻距離=0.15m,n=12.58kn鋼絲繩采用=16mm,=0.85,k=6,k,=0.356,ro=1570kn/mm2破斷拉力總和f破=k,d2ro=0.3561621570=143.08kn鋼絲繩允許拉力p=f破/k=143.080.85/6.00=20.27kntoa=12.58(0.952+3.002)0.5/3.00=13.20kn,tob=12.58(0.152+3.002)0.5/3.00=12.60kn。鋼絲繩承受拉力toa=13.20knp=20.29kn,tob=12.60knp=20.29kn，鋼絲繩強度滿足要求。（2）吊環(huán)驗算吊環(huán)采用20mm光面圓鋼，as=3.14(20/2)2=314mm2，f=65n/mm2fas=265314=40820n=40.82kn每個吊環(huán)承受的拉力為：n拉=toa+tob=13.20+12.60=25.80kn吊環(huán)允許拉力40.82knn拉=25.80kn，滿足要求。10.連墻件計算連墻件采用483.5鋼管,截面積為489mm2；f=205n/mm2按每個結(jié)構(gòu)層花排設(shè)置,連墻件按2步3跨布置,腳手架最高49.80m連墻件軸向力設(shè)計值n1=n1wn0,其中:風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=