1、1中厅满堂脚手架计算书及构造要求高支撑架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001) 、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范 (GB 50017-2003)等规范编制。一、参数信息1.满堂支撑架计算参数横向间距或排距(m):1.50；纵距(m):1.50；步距(m):1.80；立杆上端伸出至支撑点长度(m):0.10；支架搭设高度(m):26.00；采用的钢管(mm):483.0 ；板底支撑连接方式:钢管支撑；立杆承重连接方式:双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数 :0.80；板底钢管的间隔距离(mm):300.00；2.荷载参数
2、铺板自重(kN/m 2):0.300；材料堆载考虑(kN/m 2):0.500；施工均布荷载标准值(kN/m 2):1.000；3.材料参数面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用钢管；面板弹性模量E(N/mm 2):9500；面板抗弯强度设计值(N/mm 2):13；4.计算参数2图1 满堂支撑架立面简图图2 满堂支撑架荷载计算单元二、铺板面板计算铺板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度铺板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W = 1501.82/6 = 81 cm3；I = 1501.83/12 = 72.9 cm4；铺板面板的按照三跨连续梁计算。3面板计
3、算简图1、荷载计算(1)静荷载为部分材料堆载的自重(kN/m) ：q1 = 0.51.5+0.31.5 = 1.2 kN/m；(2)活荷载为施工人员及少量设备荷载(kN/m) ：q2 = 11.5= 1.5 kN/m；2、强度计算计算公式如下:M=0.1ql2其中：q=1.21.2+1.41.5= 3.54kN/m最大弯矩 M=0.13.543002= 31860 Nm；面板最大应力计算值 =M/W= 31860/81000 = 0.393 N/mm2；面板的抗弯强度设计值 f=13 N/mm2；面板的最大应力计算值为 0.393 N/mm2 小于面板的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要
4、求!3、挠度计算挠度计算公式为=0.677ql4/(100EI)=l/250其中q =q 1=1.2kN/m面板最大挠度计算值 = 0.6771.23004/(100950072.9104)=0.01 mm； 面板最大允许挠度 =300/ 250=1.2 mm；面板的最大挠度计算值 0.01 mm 小于 面板的最大允许挠度 1.2 mm,满足要求!三、纵向支撑钢管的计算4纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为截面抵抗矩 w=4.49cm3截面惯性矩 I=10.78cm41.荷载的计算(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m)：q1= 250.30.02+0.30.3 =
5、 0.24 kN/m；(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN) ：q2 = (1 + 2)0.3 = 0.9 kN/m；2.钢管强度验算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:最大弯矩计算公式如下:Mmax =-0.10q1l2-0.117q2l2静荷载：q 1 = 1.2 q1 = 1.20.24 = 0.288 kN/m；活荷载：q 2 = 1.40.9 = 1.26 kN/m；最大弯矩 Mmax = (0.10.288+0.1171.26 ) 1.52 = 0.396 kNm；最大支座力计算公式如下:N=1.1q
6、1l+1.2q2l最大支座力 N = ( 1.1 0.288 + 1.21.26)1.5 = 2.743 kN ；钢管的最大应力计算值 = M/W= 0.396106/4490 = 88.306 N/mm2；钢管的抗压强度设计值 f=205.0 N/mm2；纵向钢最大应力计算值为 88.306 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压强度设计值 205.0 N/mm2,满足要求！3.挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度5计算公式如下:max=0.677q1l4/(100EI)静荷载 q1 = 0.24 kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度= 0.6770.2415004/( 1
7、0020600010.78104 ) =0.37 mm；支撑钢管的最大挠度小于1500/150与10 mm,满足要求!四、横向支撑钢管计算支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P 1.062kN;支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kNm) 6支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.765 kNm ；最大变形 Vmax = 5.409 mm ；最大支座力 Qmax = 5.82 kN ；最大应力 = 764703.716/4490 = 170.313 N/mm2；支撑钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2
8、；支撑钢管的最大应力计算值 170.313 N/mm2 小于 支撑钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度为 5.409mm 小于 1500/150与10 mm,满足要求!五、扣件抗滑移的计算按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数 0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 5.82 kN；R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 六、满堂支架立杆荷载设计值(轴力)作用于支架的荷载包括静荷
9、载和活荷载。1.静荷载标准值包括以下内容(1)脚手架的自重(kN) ：NG1 = 0.13626 = 3.536 kN；钢管的自重计算参照扣件式规范附录A。7(2)木板的自重(kN) ：NG2 = 0.31.51.5 = 0.675 kN；(3)堆载材料自重(kN) ：NG3 = 0.51.51.5 = 1.125 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.336 kN；2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1+2 ) 1.51.5 = 6.75 kN；3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算N = 1.2N
10、G + 1.4NQ = 15.853 kN；七、立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式: =N/(A)f其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 15.853 kN ；- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到；i - 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm；A - 立杆净截面面积(cm 2)：A = 4.24 cm2；W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm 3)：W=4.49 cm 3；- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；f- 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；L0- 计算长度 (m)；按下式计算:l0 = h+2a = 1
11、.8+0.12 = 2 m；a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至木板支撑点的长度；a = 0.1 m ；l0/i = 2000 / 15.9 = 126 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.417 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=15853.2/(0.417424) = 89.663 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 89.663 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑满堂架的安全因素，建议按下式计算8l0 = k1k2(h+2a)= 1.1631.061(1.8+0.12) = 2.468 m；
12、k1 - 计算长度附加系数按照表1取值1.163；k2 - 计算长度附加系数，h+2a = 2 按照表2取值1.061 ；Lo/i = 2467.886 / 15.9 = 155 ；由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.291 ；钢管立杆的最大应力计算值 ；=15853.2/(0.291424) = 128.487 N/mm2；钢管立杆的最大应力计算值 = 128.487 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！承重架体与架体之间应尽量利用连接件相连，不少于2步3跨，否则存在安全隐患。以上表参照 杜荣军: 扣件式钢管模板高支撑
13、架设计和使用安全 。八、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 f g 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 1201=120 kpa； 其中，地基承载力标准值：f gk= 120 kpa ； 脚手架地基承载力调整系数：k c = 1 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =15.853/0.25=63.413 kpa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 15.853 kN；基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。p=63.413 f g=120 kpa 。地基承载力满足要求！九、高支撑满堂架的构造和施工要求除了要遵守扣件架规范的相关要求
14、外，还要考虑以下内容1.高支撑架的构造要求a高支撑满堂架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆，本工程下部6m 范围采用双立杆；b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；92.立杆步距的设计a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；3.整体性构造层的设计a.当支撑架高度 20m 或横向高宽比6时，需要设置整体性单或双水平加强层；b.单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水
15、平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置，四周和中部每10-15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。e.满堂架体与周边脚手架连成整体，采用扣件连接。4.剪刀撑的设计a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10-15m设置。5.顶部支撑点的设计a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N12kN 时，可用双
16、扣件；大于12kN时应用顶托方式。6.支撑架搭设的要求a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求；c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；d.地基支座的设计要满足承载力的要求。7.施工使用的要求10a.精心设计施工方案，确保满堂支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的施工方式；b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，各种材料不能在支架上方堆放；c.施工过程中，派专人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。d.本满堂架体严格控制材料堆载，原则上不准堆放材料，只是施工人员操作架体，部分周转材料严格控制在0.5KN/m 2，施工活荷载控制在 1KN/m2，顶部斜撑悬挑部位严禁堆载材料。7.人员组织搭设要求a.搭设细部构造要求严格按照本工程的“脚手架施工组织设计”要求施工。b.未尽事宜参照脚手架工程相关规范进行。c. 各中厅脚手架严格按照附图施工。
