墩柱脚手架施工荷载计算书.doc

1、1墩柱脚手架施工验算一、受力分析作用于脚手架上的荷载，可分为永久荷载（恒荷载）和可变荷载（活荷载）两类。1、脚手架的永久荷载，一般包括下列荷载：组成脚手架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向横杆、横向横杆、剪刀撑等自重；配件重量，包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重；设计脚手架时，其荷载应根据脚手架实际架设情况进行计算。2、脚手架的可变荷载，包括下列荷载： 脚手架的施工荷载，脚手架作业层上的操作人员、器具及材料等的重量。风荷载。3、荷载取值脚手架结构杆系自重标准值名称 型号 规格（mm） 市场重量(kg) 设计重量（kg）立杆 LG-120 483.51200 7.41 7

2、.05横杆 HG-90 483.5900 3.97 3.63横杆 HG-120 483.51200 5.12 4.78钢管 483.5 3.84kg/m脚手架配件重量标准值。脚手板自重标准值统一按 0.35kN/m2 取值。操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按 0.14kN/m2 取值。2脚手架上满挂密目安全网自重标准值按 0.01kN/m2 取值。施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取 1.0kN/m2。3、受力分析架体结构的主要传力途径为：操作平台上的各种竖向荷载横向水平杆纵向水平杆立杆垫木地基。从传力途径可以看出，结构杆件中立杆底段是受力最大，因此在计算过程中主要计主杆底段和地基。在脚手架的

3、搭设计算中，主要的是通过荷载的分布情况及大小，验算立杆的刚度和稳定性是否满足要求。另外，脚手架构造、脚手架加强加固必须满足施工要求和安全技术规范要求。跨铁路桥墩墩身高度最高的为 Z27 一号墩柱，墩身高 25.20 米，对其进行支架验算，（验算过程中未做特殊说明的，均需参见建筑施工碗口式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）一、 脚手板验算均布荷载 q1 为：（脚手板自重 0.35kN/m2*1.2+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载 1.0 KN/M2）=1.82 kN/m2脚手板最大弯矩为：Mmax=ql 2/8=1.82*1.22/8=0.328kN.m脚手板截面的抵抗矩

4、为：W=bh 2/6=450*502/6=1.875*105mm（脚手板采用厚度为 5cm、长度为 450cm 的松木板）脚手板最大应力为：= Mmax/ W=1.749*10-3Mpa3查路桥施工计算手册知采用松木脚手板时能承受的应力为=8 Mpa故采用厚度为 5cm、长度为 450cm 的松木脚手板满足施工要求二、钢管横杆计算脚手板的应力值为：R B =0.5*1.82*1.2=1.092 kN均布荷载 q1 为：（钢管自重 0.0384KN/m*1.2+脚手板的应力 1.092 kN）=1.128kN/m横杆最大弯矩为：Mmax=ql 2/8=1.128*1.22/8=0.203kN.m

5、横杆抵抗矩为：W=bh 2/6=5.08cm3（横杆采用 483.5 钢管）横杆最大应力为：= Mmax/ W=0.04Mpa查路桥施工计算手册知钢管承受的应力值为=215 Mpa故横杆采用 483.5 钢管满足施工要求三、扣件抗滑承载力计算Pc=1.2*（钢管自重 +脚手板自重）+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载/2*2=(1.2(0.0384*1.2*4+0.35*1.2*1.2)+1.4*(1.0*1.2*1.2) /2*2=2.842PcFb=12.8 kN （F b 为扣件摩擦力设计值，取 12.8 kN）故横杆扣件满足施工要求4四、立杆计算1、组合风荷载时单肢立杆承载力

6、计算：1）风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：MW =1.4*a*l02 *Wk/10=1.40.91.220.8/10=0.145KNm 式中：Mw单肢立杆弯矩（ KNm）；a立杆纵矩（ m）；Wk风荷载标准值，取 0.8kN/m2,参见路桥施工计算手册；l0立杆计算长度（m）。单肢立杆轴向力按下式计算：Nw=1.2*( NG1+ NG2)+0.9*1.4*NQ1)=1.2*（108.69+52.65）0.9*1.4*7.02/40=5.06kN2）立杆压弯强度按下式计算：NW/(A)+0.9*M W/（W（1-0.8* N w/ NE）=5060/（0.391489）+0.9*1*145/1.

7、15*5.08* （1-0.8*5.06/171.34）=26.46+22.89=49.35N/ mm2f=205 N/ mm2 式中：有效弯矩系数，采用 1.0；截面塑性发展系数，钢管截面为 1.15；W立杆截面模量 5.08 cm3；NE欧拉临界力，N E=3.142EA/ 2=171.34 kN 5（E 为材料弹性模量 2.05*105 N/ mm2， 为长细比 = l0/i =130.9）。根据以上计算结果，支架立杆受压应力和稳定性指标都小于容许值，可满足施工要求。五、立杆的稳定性计算: 静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m) ； 0.265NG1 =

8、0.26525.2=6.67kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2) ；采用木脚手板，标准值为 0.35NG2 = 0.35461.1=9.24kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m) ；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为 0.14NG3 = 0.140.92=0.252kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.01NG4 = 0.011.2025.2= 0.30kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 13.54kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的 1/2 取值。经计算得到，活荷载标准值 N

9、Q = 60.90.9/2=2.43kN考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2NG + 0.851.4NQ=23.15kN考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 6wMNfAW其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=23.15kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.391；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l 0=2.08m；k 计算长度附加系数，取 1.155；u 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.5A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量 (抵抗矩)

10、，W=5.08cm3 ； 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = w0.145kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 149.3f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 六、最大搭设高度的计算组合风荷载时,脚手架搭设高度按照下式计算： 21.0.85*14(*/)GkQkwkNAMWHsgA：构配件自重标准值产生的轴向力（KN），取 0.52GkN：活荷载标准值（KN），取 2.43Q：计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩（KNm ），取 0.104wkM7：每米立杆承受的结构自重标准值（KN/m

11、），取 0.265kg经计算得到，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 64 米。搭设高度 26.4m，小于稳定性计算搭设高度。 七、立杆的地基承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p fg其中 p 立杆基础底面的平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 0.02N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 5.09A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25fg 地基承载力设计值 (N/mm2)；fg = 0.08地基承载力设计值应按下式计算fg = kc fgk其中 kc 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.4fgk 地基承载力标准值（N/mm ）；基础夯实后承载力达200kPa 以上，fgk = 0.2经计算，地基承载力满足要求