鋼管落地腳手架計(jì)算書(shū)-支承于九層平面

1、鋼管落地腳手架計(jì)算書(shū)支承于九層平面茗桂大廈工程； 工程建設(shè)地點(diǎn):廣德縣桃州南路與桐汭西路交叉口；屬于框架結(jié)構(gòu)； 地上14層； 地下1層；建筑高度： 54.8m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：3.3m ；總建筑面積：26000平方米；總工期：400天。本工程由達(dá)峰置業(yè)投資建設(shè)，浙江華坤設(shè)計(jì)，核工業(yè)湖州工程勘察院地質(zhì)勘察，長(zhǎng)興宏泰監(jiān)理，廣德二建組織施工；由范興宏擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，劉勇?lián)渭夹g(shù)負(fù)責(zé)人?？奂戒摴苈涞啬_手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2011)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)等編制。一、參數(shù)信息1.腳手架參

2、數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 27 m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：橫距Lb為 1.05m，縱距La為1.5m，大小橫桿的步距為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.30m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；采用的鋼管類型為 48×3.0； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件采用兩步三跨，豎向間距 3.6 m，水平間距4.5 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2.000 kN/m2；腳手架用途:裝修腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處安徽廣德縣，基本風(fēng)壓0.32 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z，計(jì)算連墻件強(qiáng)度時(shí)取0

3、.92，計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)取0.74，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.693；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.033；腳手板鋪設(shè)總層數(shù):8；5.承重混凝土板參數(shù)板類型：雙向板；板單元計(jì)算寬度Bc(m)：4m；板單元計(jì)算長(zhǎng)度Bl(m)：7m；板厚度h(mm)：120；混凝土成型齡期TB(天)：28；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：XB=C25；混凝土強(qiáng)度

4、實(shí)測(cè)值fck(MPa)：11.9；鋼筋位置 配筋量及等級(jí) 每米寬鋼筋面積（mm2）X向正筋 HRB40010100 ASX=785Y向正筋 HRB40010100 ASY=785X向負(fù)筋 HRB40010100 ASX'=785Y向負(fù)筋 HRB40010100 ASY'=785 二、大橫桿的計(jì)算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，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。將大橫桿上面的腳手板自重和施工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)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.033 kN/m ；腳手

5、板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m；靜荷載的設(shè)計(jì)值: q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166 kN/m；活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤?jì)算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1ma

6、x=0.08×0.166×1.52+0.10×0.98×1.52 =0.25 kN·m；支座最大彎距計(jì)算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.166×1.52-0.117×0.98×1.52 =-0.295 kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =Max(0.25×106,0.295×106)/4490=65.702 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 65.702 N/mm2

7、 小于 大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.138 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =0.7 kN/m； 最大撓度計(jì)算值為： = 0.677×0.138×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.7×15004/(100×2.06×10

8、5×107800) = 1.793 mm；大橫桿的最大撓度 1.793 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！三、小橫桿的計(jì)算根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，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)算值作為小橫桿集中荷載，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= 0.033×1.5 = 0.05 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=2×

9、;1.05×1.5/(2+1) =1.050 kN；集中荷載的設(shè)計(jì)值: P=1.2×(0.05+0.158)+1.4 ×1.05 = 1.719 kN； 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)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:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.2×0.033×1.052/8 = 0.006 kN·m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 1.719×1.05/3 = 0.602 kN·m ；最大彎

10、矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.607 kN·m；最大應(yīng)力計(jì)算值 = M / W = 0.607×106/4490=135.22 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =135.22 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800) = 0.0

11、24 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.158+1.05 = 1.257 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1257.45×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 2.327 mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.024+2.327 = 2.35 mm；小橫桿的最大撓度為 2.35 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 10

12、50/150=7與10 mm,滿足要求！四、扣件抗滑力的計(jì)算按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v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(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.033×1.5×2/2=0.05 kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.033×1.05/2=0.017 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值

13、: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 2×1.05×1.5 /2 = 1.575 kN；荷載的設(shè)計(jì)值: R=1.2×(0.05+0.017+0.236)+1.4×1.575=2.569 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計(jì)算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，為0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.50×2/2)×0.033

14、/1.80×27.00 = 4.119kN；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×8×1.5×(1.05+0.3)/2 = 2.43 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15kN/m NG3 = 0.15×8×1.5/2 = 0.9 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×27 = 0.202 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =

15、7.651 kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，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 = 2×1.05×1.5×2/2 = 3.15 kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×7.651+ 0.85×1.4×3.15= 12.93 kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×7.651+1.4×3.15=13.592kN；六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照

16、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； z - 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：z= 0.74； s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.693；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk = 0.7 ×0.32×0.74×0.693 = 0.115 kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×

17、1.4×0.115×1.5×1.82/10 = 0.066 kN·m；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 12.930 kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = N'= 13.592kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(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得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)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(JGJ130-200

18、1)表5.3.3得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比: L0/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.188立桿凈截面面積 ： A = 4.24 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí) = 12930.12/(0.188×424)+66434.887/4490 = 177.007 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 177.007 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/m

19、m2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時(shí) = 13591.62/(0.188×424)=170.509 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 170.509 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！七、最大搭設(shè)高度的計(jì)算按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.3.6條考慮風(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：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.85×1.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 NG2K(kN)計(jì)算公式為：NG2K = NG2+NG

20、3+NG4 = 3.532 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ：NQ = 3.15 kN；每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 ：Gk = 0.125 kN/m；計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.066 /(1.4 × 0.85) = 0.056 kN·m；Hs =( 0.188×4.24×10-4×205×103-(1.2×3.532+0.85×1.4×(3.15+0.188×4.24×100×0.056/4.49)/(1.2

21、5;0.125)=47.903 m；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.3.6條腳手架搭設(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：H = Hs /(1+0.001Hs)H = 47.903 /(1+0.001×47.903)=45.714 m；H= 45.714 和 50 比較取較小值。經(jīng)計(jì)算得到，腳手架搭設(shè)高度限值 H =45.714 m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為27m，小于H，滿足要求！八、連墻件的穩(wěn)定性計(jì)算連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算：Nl = Nlw + N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算z0.92，s0.693，0

22、0.32，Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.92×0.693×0.32 = 0.143 kN/m2；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 = 16.2 m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 3.239 kN；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 8.239 kN；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按

23、下式計(jì)算：Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長(zhǎng)細(xì)比 l/i = 300/15.9的結(jié)果查表得到 =0.949，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度； A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf = 0.949×4.24×10-4×205×103 = 82.487 kN；Nl = 8.239 < Nf = 82.487,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計(jì)算得到 Nl = 8.239小于雙扣件的抗滑力 12 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖九、混凝土板強(qiáng)度

24、驗(yàn)算 單根立桿傳遞荷載代表值(kN)：NL=NG+NQ=7.651+3.15=10.801kN；混凝土板活荷載設(shè)計(jì)值(kN/m2)：QB=1.4×2×NL/(La×Lb)×(Lb×Bc)/(0.49×Bc×Bl)+Qk=1.4×10.801/(1.5×1.05)×(1.05×4)/(0.49×4×7)+0=2.939kN/m2；混凝土板恒載設(shè)計(jì)值：(kN/m2)：GB=1.2×h0/1000×25=3.6kN/m2；GB'=GB+QB/2

25、=3.6+2.939/2=5.07kN/m2；GQ=GB+QB=3.6+2.939=6.539kN/m2；QB'= QB/2=2.939/2=1.47kN/m2；四邊鉸支：mq1=0.086；mq2=0.022；四邊固定：m1=0.038；m2=0.006；m1'= -0.081；m2'=-0.057；M1=(m1+×m2)×GB'×Bc2+(mq1+×mq2)×QB'×Bc2=5.30kN/m2；M2=(m2+×m1)×GB'×Bc2+(mq2+×mq1)×QB'×Bc2=2.07kN/m2；M1'=m1'×GQ×Bc2=-8.425kN/m2；M2'=m2'×GQ×Bc2=-5.974kN/m2；依據(jù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理板的正截面極限計(jì)算公式為：Mu=1sfyAsh0Mu=1fcb(h0-/2)+fy'As'(h0-s')；Mu=fyAs(h0-s')（當(dāng)<2s'時(shí)，采用此公式）；式中Mu -板正截面極限承載彎矩； 1 -截面最大正應(yīng)力值與混凝土抗壓強(qiáng)度