扣件式钢管(双管)脚手架设计计算书.doc

1、第 1 页，共 7 页扣件式钢管(双管)脚手架设计计算书工程名称：1编制单位：本计算书参考书籍：(1)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2001)(2002年版)(2)建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ 80-91）；(3)建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）；(4)钢结构设计规范 （GB500172003） ；(5)建筑结构荷载规范(GB5009-2001)(2006年版)；(6)混凝土结构设计规范(G1350010-2002)(7)施工图纸。1.计算参数设定(1)脚手架参数脚手架采用 483.5 钢管,脚手架总高度 45.00m,内立杆离墙 0.20m；立杆步距

2、 h=2.00m,立杆纵距 La=1.50m,立杆横距=0.80m；连墙件按 2 步 3 跨布置, 横向杆上有 2 条纵向杆；双管高度 20.00m,单管高度 25.00m；冲压钢脚手板：双管铺 2 层,单管铺 3 层。(2)钢管截面特征 壁厚 t=3.5mm，截面积 A=489mm2，惯性矩 I=121900mm4；截面模量 W=5080mm3，回转半径 i=15.8mm，每米长质量 0.0384kN/m；Q235 钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值 f=205N/mm2，弹性模量 E=206000N/mm2。(3)荷载标准值1)永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值 0.1176kN/m；脚

3、手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为 0.300kN/m2；栏杆与挡板采用竹笆栏杆,自重标准值为 0.0684kN/m；脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值 0.002kN/m2。2)施工均布活荷载标准值装修脚手架 2.00kN/m2，结构脚手架 3.00kN/m2。 第 2 页，共 7 页3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值 k脚手架搭设高度为 45.00m 地面粗糙度按 B 类；风压高度变化系数 z=1.00 (标高+5m)；单双管交接处风荷载高度变化系数 z=1.25(+20m)挡风系数=0.800, 背靠建筑物按敞开，框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数 s=1.3=1.30.

4、800=1.040 ，工程位于广东广州市，基本风压 0=0.44kN/m2 ，双管立杆水平风荷载标准值 k=0.7 z s 0=0.71.001.0400.44=0.32kN/m2单双管交接处风荷载标准值 k=0.7 z s 0=0.71.251.0400.44=0.40kN/m22.纵向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重 GK1=0.0376kN/m;脚手板自重 GK2=0.300.27=0.0810kN/m施工活荷 QK=3.000.27=0.81kN/m作用于纵向水平杆线荷载标准值永久荷载 q 1=1.2GK=1.2(0.0376+0.08)=0.14kN/m 施工活荷载 q 2=1.4Q

5、K=1.40.81=1.13kN/m(2)纵向水平杆受力计算每根钢管长约 6.00m，按四跨连续梁计算，L=1.50m。1)抗弯强度验算弯矩系数 KM1=-0.107M1=KM1q1L2=-0.1070.141.502=-0.03kN.m弯矩系数 KM2=-0.121M2=KM2q2L2=-0.1211.131.502=-0.31kN.mMmax=M1+M2=0.03+0.31=0.34kN.m=340000N.mm纵向水平杆抗弯强度 =M max/W=0.34106/5080=66.93N/mm2f=205N/mm 2,满足要求。2)挠度验算挠度系数 K1 =0.632 1=K1 q1L4/

6、(100EI)=0.6320.14/1.2(1.501000)4/(100EI)=0.15mm挠度系数 K2 =0.967 2=K2 q2L4/(100EI)=0.9671.13/1.4(1.501000)4/(100EI)=1.57mm max= 1+ 2=0.15+1.57=1.72mm纵向水平杆挠度 max=1.72mm=L/150=1500/150=10.00mm 与 10.00mm,满足要求。3）最大支座反力第 3 页，共 7 页Rq1=1.1430.141.50=0.24kNRq2=1.2231.131.50=2.07kNRmax=Rq1+Rq2=0.24+2.07=2.31kN3

7、.横向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重 gk1=0.0376kN/m中间纵向水平杆传递支座反力:R 中 =Rmax=2.31kN旁边纵向水平杆传递支座反力:R 边 =Rmax/2=1.16kN。(2)横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=q12/8R 中 L/3=0.03760.800.80/8+2.310.27=0.63kN.m=630000N.mm横向水平杆抗弯强度 =M max/W=630000/5080=124.02N/mm2f=205N/mm 2,满足要求。2)挠度验算集中荷载产生的挠度为 1=R 中 a(3l2-4a2)/(24EI)=

8、2000267(38002-42672)/24EI=1.67mm均布荷载产生的挠度为： 2=5qL4/384EI=50.03768004/(384EI)=0.01mm横向水平杆挠度 max= 1+ 2=1.67+0.01=1.68mmL/150=800/150=5.3mm 与 10mm,满足要求。3)横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算第 4 页，共 7 页R=R 中 +R 边 +Gk1l/2=2.31+1.16+0.03760.80/2=3.49kN 横向水平杆与立杆连接扣件 R=3.49kNR c=8.00kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。4.立杆计算(1)立杆容许长细比验算计

9、算长度附加系数 k=1.0，立杆步距 h=2.00m考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数 =1.50立杆计算长度 Lo=kh=1.001.502.00=3.00m=3000mm立杆长细比 =L o/i= 3000/15.80=189.87立杆长细比 =189.87210,满足要求。(2)双管立杆稳定性验算1)荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重：g k=0.1176kN/m,脚手架结构自重：N Glk=gkH=0.1176(25.00+20.00/2)=4.12kNb.构配件自

10、重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：20.750.400.30=0.18kN31.500.400.30=0.54kN栏杆、挡脚板重量： 20.750.0684=0.10kN31.500.0684=0.31kN安全网重量： 20.000.750.002=0.03kN25.001.500.002=0.08kN构配件自重 NG2k=0.72+0.41+0.11=1.24kN c.活荷载包括：施工荷载按 2 层作业计算（其中 1 层为结构施工，1 层装修施工）得：NGk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kN风荷载标准值计算双管立杆水平风荷载标准值 k=

11、0.32kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.851.4Mk =0.851.4 kLah2/10=0.851.40.321.502.002/10106=228480N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.52.00=3.47m=3470mm=L o/i =3465/15.8=219.30 =0.1523)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4N Qk=1.2(4.12+1.24)+1.43.00=10.63kN=10630NN/（ A）=10630/(0.152489)=143.01N/mm 2b.组合风荷载时第 5 页，共 7 页

12、N=1.2（N Glk+ NG2k）0.851.4N Qk=1.2(4.12+1.24)+0.851.43.00=10.00kN=10000NN/（ A）M W/W=10630/(0.152489)+228480/5080=187.99N/mm2双管立杆稳定性=187.99N/mm 2f=205N/mm 2,满足要求。(3)单管立杆稳定性验算1)荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重 gk=0.1176kN/m,脚手架结构自重：N Glk=gkH=0.117625.00=2.94kN

13、b.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：31.500.400.30=0.54kN栏杆、挡脚板重量：31.500.068=0.31kN安全网重量：25.001.500.002=0.08kN构配件自重 NG2k=0.54+0.31+0.08=0.93kN c.活荷载包括：施工荷载按 2 层作业计算（其中一层为结构施工，一层装修施工）得 NGk=1.500.40(2.00+3.00)=3.00kN风荷载标准值计算单双管交接处风荷载标准值 k=0.40kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.851.4Mk=0.851.4 kLah2/10=0.851.4

14、0.401.502.002/10106=0.29kN.m=285600N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.52.00=3.47m=3470mm= L o/i =3470/15.8=219.62 =0.1503)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4N Qk=1.2(2.94+0.93)+1.43.00=8.84kN=8844NN/（ A）=8844/(0.150489)=120.57N/mm 2f=205N/mm2b.组合风荷载时N=1.2（N Glk+ NG2k）0.851.4N Qk=1.2(2.94+0.93)+0.851.43.00

15、=8.21kN=8210NN/（ A）M W/W=8210/(0.150489)+285600/5080=168.15N/mm2单管立杆稳定性=168.15N/mm 2f=205N/mm 2,满足要求。5.立杆地基承载力计算立杆基础底面面积 A=0.16m2地基承载力标准值为 fgk=135kN/m2,kc=1,地基承载力 fg=kcfgk=1135=135.00kN/m2第 6 页，共 7 页上部荷载为 F=19.47kN立杆基础底面的平均压力 P=F/A=19.47/0.16=121.69kN/m2.立杆基础底面的平均压力 P=121.69kN/m2f g=135.00kN/m2,满足要求

16、。6.连墙件计算连墙件采用 20mm 钢筋,截面积为 314.00mm2；f y=210N/mm2按每个结构层花排设置,纵向间距取 3 跨,脚手架搭设高度 45.00m连墙件轴向力设计值 N1=N1WN 0,其中:风压高度变化系数 z=1.251.67(标高+50m)，基本风压 o=0.44kN/m2挡风系数=0.800, 背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算, 则脚手架风荷载体型系数 s=1.3=1.30.800=1.040 ，风荷载标准值 k， =0.71.671.0400.44=0.53kN/m2，N1W=1.4 kA =1.40.5322.0031.50=13.36kN连墙件约束脚手架平

17、面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取 No=5.00kNN1= NlWN 0 =13.36+5.00=18356N=18.36kNL0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=5.0mm,=L 0/i=300/5.0=60.0mm, 1=0.818=N 1/ 1A 连墙件 =18360/(0.818314)=58.46N/mm2连墙件强度 =58.46N/mm 2f=210N/mm 2,满足要求。焊缝抗拉强度 =N/L Wt=18.361000/(50.003.00)=122.37N/mm2。钢筋焊缝的抗拉和抗压强度 =122.37N/mm 2f=160N/mm 2,满足要求。 7.计算结果脚手架单管高度 25.00m,双管高度 20.00m,内立杆离墙 0.20m立杆步距 2.00m,立杆纵距 1.50m,立杆横距 0.80m,连墙件按 2 步 3 跨布置平桥脚手板铺设 5 层第 7 页，共 7 页