鋼管腳手架計算書

落地式扣件鋼管腳手架計算書根據(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)造設計規(guī)范》GB50017-《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-計算參數(shù):鋼管強度為205.0N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設高度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5層計算。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)點間增長一根小橫桿。基本風壓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，基礎底面擴展面積0.250m2，地基承載力調(diào)整系數(shù)0.40。鋼管慣性矩計算采用I=π(D4-d4)/64，抵御距計算采用W=π(D4-d4)/32D。一、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，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算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計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荷載的計算值q=1.2×0.038+1.2×0.210+1.4×1.800=2.818kN/m小橫桿計算簡圖2.抗彎強度計算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩計算公式如下:M=2.818×1.5502/8=0.846kN.mσ=0.846×106/4491.0=188.445N/mm2小橫桿的計算強度不不小于205.0N/mm2,滿足規(guī)定!3.撓度計算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下:荷載原則值q=0.038+0.210+1.800=2.048kN/m簡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、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨持續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計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荷載的計算值P=(1.2×0.060+1.2×0.326+1.4×2.790)/2=2.184kN大橫桿計算簡圖2.抗彎強度計算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分派的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下:集中荷載最大彎矩計算公式如下: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大橫桿的計算強度不不小于205.0N/mm2,滿足規(guī)定!3.撓度計算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分派的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下:集中荷載最大撓度計算公式如下: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、扣件抗滑力的計算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設計值,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計值；1.荷載值計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計計算滿足規(guī)定!當直角扣件的擰緊力矩達40--65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動,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)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010NG4=0.010×1.200×49.500=0.594kN經(jīng)計算得到，靜荷載原則值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.928kN?；詈奢d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)計算得到，活荷載原則值NQ=3.000×2×1.200×1.550/2=5.580kN風荷載原則值應按照如下公式計算其中W0——基本風壓(kN/m2)，W0=0.300Uz——風荷載高度變化系數(shù)，Uz=1.000Us——風荷載體型系數(shù)：Us=0.600經(jīng)計算得到：Wk=0.300×1.000×0.600=0.180kN/m2。考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ通過計算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2×8.928+0.9×1.4×5.580=17.745kN不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ通過計算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2×8.928+1.4×5.580=18.526kN風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計算公式MW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——風荷載原則值(kN/m2)；la——立桿的縱距(m)；h——立桿的步距(m)。通過計算得到風荷載產(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)定性計算:卸荷吊點按照構(gòu)造考慮，不進行計算。1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算其中N——立桿的軸心壓力設計值，N=18.526kN；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；k——計算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.600；l0——計算長度(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——長細比，為2772/16=174λ0——容許長細比(k取1)，為2400/16=150<210長細比驗算滿足規(guī)定!φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的成果查表得到0.238；σ——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到:σ=18526/(0.24×424)=183.886N/mm2；不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算σ<[f],滿足規(guī)定!2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算其中N——立桿的軸心壓力設計值，N=17.745kN；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm；k——計算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.600；l0——計算長度(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——長細比，為2772/16=174λ0——容許長細比(k取1)，為2400/16=150<210長細比驗算滿足規(guī)定!φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的成果查表得到0.238；MW——計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.061kN.m；σ——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到σ=17745/(0.24×424)+61000/4491=189.767N/mm2；考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算σ<[f],滿足規(guī)定!六、最大搭設高度的計算:不考慮風荷載時，當立桿采用單管時，單、雙排腳手架容許搭設高度[H]，按下式計算：[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——鋼管立桿抗壓強度設計值，σ=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到，不考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度[H]=65.522米?？紤]風荷載時，當立桿采用單管時，單、雙排腳手架容許搭設高度[H]，按下式計算：[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——計算立桿段由風荷載原則值產(chǎn)生的彎矩，Mwk=0.049kN.m；NXie——軸向力鋼絲繩卸荷部分，NQk=0.000kN；σ——鋼管立桿抗壓強度設計值，σ=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到，考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度[H]=61.059米。取上面兩式計算成果的最小值，腳手架容許搭設高度[H]=61.059米。七、連墻件的計算:連墻件的軸向力計算值應按照下式計算：Nl=Nlw+No其中Nlw——風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，應按照下式計算：Nlw=1.4×wk×Awwk——風荷載原則值，wk=0.180kN/m2；Aw——每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風面積: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)計算得到Nlw=2.722kN，連墻件軸向力計算值Nl=5.722kN根據(jù)連墻件桿件強度規(guī)定，軸向力設計值Nf1=0.85Ac[f]根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性規(guī)定，軸向力設計值Nf2=0.85φA[f]其中φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比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。通過計算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl，連墻件的設計計算滿足強度設計規(guī)定!通過計算得到Nf2=305.365kNNf2>Nl，連墻件的設計計算滿足穩(wěn)定性設計規(guī)定!連墻件采用扣件與墻體連接。通過計算得到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算:立桿基礎底面的平均壓力應滿足