建筑施工落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算書

建筑施工落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算書鋼管腳手架的計(jì)算參照《建筑施工鋼管腳手架鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)等編制。一、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，橫桿與立桿采用單扣件方式連接，搭設(shè)高度為38.0米，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.20米，立桿的橫距1.10米，立桿的步距1.50米。內(nèi)排架距離墻長度為0.30米。小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為1根。采用的鋼管類型為48×3.5。連墻件采用2步2跨，豎向間距3.00米，水平間距2.40米,采用扣件連接。2.荷載參數(shù)施工均布荷載為2.0kN/m2，同時(shí)施工2層，腳手板共鋪設(shè)4層。腳手架用途:裝修腳手架。二、小橫桿的計(jì)算:小橫桿按照簡支梁進(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)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.200/2=0.090kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=2.000×1.200/2=1.200kN/m荷載的計(jì)算值q=1.2×0.038+1.2×0.090+1.4×1.200=1.834kN/m小橫桿計(jì)算簡圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩計(jì)算公式如下:M=1.834×1.1002/8=0.277kN.m=0.277×106/5080.0=54.607N/mm2小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度計(jì)算公式如下:荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.038+0.090+1.200=1.328kN/m簡支梁均布荷載作用下的最大撓度V=5.0×1.328×1100.04/(384×2.06×105×121900.0)=1.008mm小橫桿的最大撓度小于1100.0/150與10mm,滿足要求!三、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，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)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.100=0.042kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.100×1.200/2=0.099kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=2.000×1.100×1.200/2=1.320kN荷載的計(jì)算值P=(1.2×0.042+1.2×0.099+1.4×1.320)/2=1.009kN大橫桿計(jì)算簡圖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=0.08×(1.2×0.038)×1.2002+0.150×1.009×1.200=0.187kN.m=0.187×106/5080.0=36.788N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!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:大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=0.677×0.038×1200.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.02mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.042+0.099+1.320=1.461kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度V2=1.146×1461.240×1200.003/(100×2.060×105×121900.000)=1.15mm最大撓度和V=V1+V2=1.174mm大橫桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,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，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN?？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(規(guī)范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取6.40kN。R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.200=0.046kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.150×1.100×1.200/2=0.099kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=2.000×1.100×1.200/2=1.320kN荷載的計(jì)算值R=1.2×0.046+1.2×0.099+1.4×1.320=2.022kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算R<=6.40滿足要求!五、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0.1291NG1=0.129×38.000=4.906kN(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15NG2=0.150×4×1.200×(1.100+0.300)/2=0.504kN(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0.15NG3=0.150×1.200×4/2=0.360kN(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.200×38.000=0.228kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.998kN。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取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=2.000×2×1.200×1.100/2=2.640kN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=0.450Uz——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=1.250Us——風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us=1.200經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7×1.250×1.200×0.450=0.473kN/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+0.85×1.4NQ=10.339kN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=10.893kN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=0.152kN/m其中Wk——風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；la——立桿的縱距(m)；h——立桿的步距(m)。六、立桿的穩(wěn)定性計(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=10.89kN；i——計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；k——計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.50；l0——計(jì)算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=2.60m；——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比l0/i=164的結(jié)果查表得到0.26；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=84.86[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],滿足要求!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=10.34kN；i——計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；k——計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155；u——計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.50；l0——計(jì)算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=2.60m；——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比l0/i=164的結(jié)果查表得到0.26；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=0.152kN.m；——鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到=110.45[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],滿足要求!七、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=NG2+NG3+NG4=1.092kN；NQ——活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ=2.640kN；gk——每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk=0.129kN/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=[0.262×4.890×10-4×205×103-(1.2×1.092+1.4×2.640)]/(1.2×0.129)=137.505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50米：經(jīng)計(jì)算得到，不考慮風(fēng)荷載時(shí)，腳手架搭設(shè)高度限值[H]137.505/(1+0.001×137.505)=120.883米。[H]=120.883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]=50.000m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為38m，小于[H]，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時(shí),采用單立管的敞開式、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=NG2+NG3+NG4=1.092kN；NQ——活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，NQ=2.640kN；gk——每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk=0.129kN/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=0.128kN.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=(0.262×4.890×10-4×205×103-(1.2×1.092+0.85*1.4*(2.640+0.262×4.890×100×0.128/5080.000)))/(1.2×0.129)=141.059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]=123.621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]50.00m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為38m，小于[H]，滿足要求！八、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)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，wk=0.473kN/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=3.00×2.40=7.200m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No=5.000經(jīng)計(jì)算得到Nlw=4.763kN，連墻件軸向力計(jì)算值Nl=9.763kN連墻件軸向力設(shè)計(jì)值