1、钢管落地脚手架计算书正丰香格里46 、47 、53 、54 楼工程； 工程建设地点:中卫市怀远南路；属于剪力墙结构； 地上12层； 地下1层；建筑高度：32.6m；标准层层高：2.9m ；总建筑面积：11799.88平方米；总工期：447天。本工程由宁夏正丰房地产开发有限公司投资建设，银川市民用建筑设计研究院有限公司设计，宁夏地质工程勘察院地质勘察，宁夏华磊建筑监理有限公司监理，宁夏正丰建筑工程有限公司组织施工；由王坡担任项目经理，余德吾担任技术负责人。扣件式钢管落地脚手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)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002
2、)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 23 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：横距L b为 0.8m，纵距L a为1.5m，大小横杆的步距为1.5 m；内排架距离墙长度为0.25m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件采用两步三跨，竖向间距 3 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m 2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:
3、2 层；3.风荷载参数本工程地处宁夏中卫，基本风压0.4 kN/m 2；风荷载高度变化系数 z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数 s 为0.693 ；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1394；脚手板自重标准值(kN/m 2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m 2):0.005；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；脚手板铺设总层数:11；5.地基参数地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kPa):200.00
4、；立杆基础底面面积(m 2):0.20；地基承载力调整系数:0.40。二、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P 1= 0.033 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P 2= 0.31.5/3=0.15 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.5/3=1.5 kN/m；荷载的计算值: q=1.20.033+1.20.15+1.41.5 = 2.32 kN/m；小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下: Mqmax
5、= ql2/8最大弯矩 M qmax =2.320.82/8 = 0.186 kNm；最大应力计算值 = Mqmax/W =41.336 N/mm2；小横杆的最大弯曲应力 =41.336 N/mm 2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.033+0.15+1.5 = 1.683 kN/m ；qmax = 5ql4/384EI最大挠度 = 5.01.683800 4/(3842.06105107800)=0.404 mm；小横杆的最大挠度 0.404 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 / 1
6、50=5.333 与10 mm，满足要求！三、大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P 1= 0.0330.8=0.027 kN；脚手板的荷载标准值: P 2= 0.30.81.5/3=0.12 kN；活荷载标准值: Q= 30.81.5/3=1.2 kN；荷载的设计值: P=(1.20.027+1.20.12+1.41.2)/2=0.928 kN；大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。Mmax = 0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M 1max=0.080
7、.0331.51.5=0.006 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = 0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M 2max=0.2670.9281.5= 0.372 kNm；M = M1max + M2max = 0.006+0.372=0.378 kNm最大应力计算值 = 0.37810 6/4490=84.109 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力计算值 = 84.109 N/mm 2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下:
8、max = 0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：max= 0.6770.03315004 /(1002.06105107800) = 0.051 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下:pmax = 1.883Pl3/100EI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.027+0.12+1.2）/2=0.673kN = 1.8830.67315003/ ( 100 2.06105107800) = 1.927 mm；最大挠度和：= max + pmax = 0.051+1.927=1.978 mm；大横杆的最大挠度 1.978 mm 小于 大横杆的
9、最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm，满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):R R c 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P 1 = 0.0330.82/2=0.027 kN；大横杆的自重标准值: P 2 = 0.0331.5=0.05 kN；脚手板的自重标准值: P 3 =
10、 0.30.81.5/2=0.18 kN；活荷载标准值: Q = 30.81.5 /2 = 1.8 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.027+0.05+0.18)+1.41.8=2.828 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。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，为0.1394kN/mNG1 = 0.1394+(0.802/2)0.033/1.5023.00 = 3.615kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m 2NG2= 0.3111.
11、5(0.8+0.2)/2 = 2.599 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3 = 0.15111.5/2 = 1.237 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m 2NG4 = 0.0051.523 = 0.172 kN；经计算得到，静荷载标准值NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.623 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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NQ = 30.81.52/2 = 3.6 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 NG
12、+0.851.4NQ = 1.27.623+ 0.851.43.6= 13.432 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+1.4NQ=1.27.623+1.43.6=14.188kN；六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： 0 = 0.4 kN/m2；z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： z= 0.74；s - 风荷载体型系数：取值为0.693；经计算得到，风荷载标准值为:Wk = 0.7 0
13、.40.740.693 = 0.144 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W 为:Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.1441.51.52/10 = 0.058 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 13.432 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 14.188kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ：
14、k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l 0 = kuh 确定：l 0 = 2.599 m；长细比: L 0/i = 163 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l o/i 的结果查表得到 ：= 0.265立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm 2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm 3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm 2；考虑风荷载时 = 13432.116/(0.265424)+57669.173/4490 = 132.389 N/mm2
15、；立杆稳定性计算 = 132.389 N/mm 2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 14188.116/(0.265424)=126.274 N/mm2；立杆稳定性计算 = 126.274 N/mm 2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、最大搭设高度的计算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk构
16、配件自重标准值产生的轴向力 N G2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 4.009 kN；活荷载标准值 ：N Q = 3.6 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：G k = 0.139 kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： M wk=Mw / (1.40.85) = 0.058 /(1.4 0.85) = 0.048 kNm；Hs =( 0.2654.2410-4205103-(1.24.009+0.851.4(3.6+0.2654.241000.048/4.49)/(1.20.139)=74.702 m；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ1
17、30-2001)5.3.6条脚手架搭设高度 H s等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H = Hs /(1+0.001Hs)H = 74.702 /(1+0.00174.702)=69.51 m；H= 69.51 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =50 m。脚手架单立杆搭设高度为23m，小于H，满足要求！八、连墙件的稳定性计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算 z0.92， s0.693， 00.4，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.6930.4 = 0.179 kN/m2；每个连
18、墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w = 13.5 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N 0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 3.374 kN；连墙件的轴向力设计值 N l = Nlw + N0= 8.374 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 250/15.9的结果查表得到 =0.958，l为内排架距离墙的长度；A = 4.24 cm2；f=2
19、05 N/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为 N f = 0.9584.2410-4205103 = 83.269 kN；Nl = 8.374 Nf = 83.269,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 N l = 8.374小于双扣件的抗滑力 12 kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图九、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 = 80 kPa； 其中，地基承载力标准值：f gk= 200 kPa ；脚手架地基承载力调整系数：k c = 0.4 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =67.161 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 13.432 kN；基础底面面积 ：A = 0.2 m 2 。p=67.161kPa f g=80 kPa 。地基承载力满足要求！
