14.50米外双排脚手架搭设计算书.docx

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1、14.50米外双排脚手架搭设计算书1.1 参数信息：1. 1.1脚手架参数：外双排脚手架搭设高度为14. 50m,立杆采用单立管；采用的钢管类型为小 48.0X3. 5mm；搭设尺寸为：立杆的纵距为不大于L 80m,立杆的横距为1. 05m, 大小横杆的步距为1.80m；内排架距离墙长度为0.20m；小横杆在上，搭接在大横 杆上的小横杆根数为2根；脚手架沿墙纵向长度为46. 10m。横杆与立杆连接方式为扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；连墙件采用三 步三跨，竖向间距5. 40m,水平间距4. 50m,采用扣件连接；连墙件连接方式为 单扣件。2. 1.2活荷载参数：施工均布活荷载标准值：3.

2、00kN/m2；脚手架用途：维护和装饰脚手架；同 时施工层数：1层。3. 1.3风荷载参数：本工程地处河北xxx市东面，基本风压为0. 30kN/m2；风荷载高度变化系数： Mz = 0. 84,风荷载体型系数：2=0. 65；脚手架计算中考虑风荷载作用。4. 1.4静荷载参数：每米立杆承受的结构自重标准值(kN/n?)： 0. 1295；脚手板自重标准值(kN/n?) ： 0. 350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/n?) ： 0. 110；平安设施与平安网(kN/n?)： 0.005；脚手板铺设层数：1；脚手板类别：木脚手板；栏杆挡板类别：栏杆、竹胶板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/n

3、?)： 0. 038o5. 1.5地基参数：地基十类型：碎石十；地基承载力标准值(kN/n?)： 220；立杆基础底面面积(n?) ： 0. 09；地面广截力调整系数：0.40。1.2 脚手架计算：1.3 . 1大横杆的计算：按照扣件式钢管脚手架平安技术规范(JGJ130 2011)第条规定, 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：P1=O. 038X 1. 050 = 0. 040kN；脚手板的荷载标准值：P2 = 0. 350X 1. 050X 1. 500/3 = 0. 184kN；活荷载标准值:Q = 3. 000X1. 05

4、0X1. 500/3 = 1. 575kN；荷载的设计值：P= (1.2X0. 040+1.2X0. 184+1. 4X 1. 575)/2 = 1. 237kN；P PP PP Pq.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。k=0.0%产均布荷载最大弯矩计算:Mimax=0. 08X0. 038X1. 500X1. 5002=0. OlOkN -m；集中荷载最大弯矩计算公式如下：% = 0.267PZ集中荷载最大弯矩计算：M2max=0. 267X1. 237X1. 500 = 0. 495kN. m；M = Ml max +

5、 M2max =0. 010 + 0. 495 = 0. 506kN. m最大应力计算值：。=0. 506X 106/5080. 0 = 9560N/mm2；大横杆的最大应力计算值：。=9560N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值 f =205. 0N/mm2o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:入=0.677- 10052大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：Vmax = 0. 677X0. 038X 1500. 04/(100X2. 060X 105X 121900. 0) =0. 05

6、2mm；集中荷载最大挠度计算公式如下：= 1.883xPl31005/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. 040 + 0. 184+1. 575)/2 = 0. 900kNV=l. 883X0. 900X 1500. 03/(100X2. 060X 105X 121900. 0) =2. 277mm；最大挠度和：VVmax + Vpmax _0. 0522. 277 2. 329mm；大横杆的最大挠度2. 329 mm小于大横杆的最大容许挠度1500. 0/150 = 10. 0 与 10mm,满足要求。1.2. 2小横杆的计算：根据扣件式钢管脚手架平安技术规

7、范(与1130 2011)第条规定， 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)荷载值计算：小横杆的自重标准值：Pi = O. 038kN/m；脚手板的荷载标准值：P2 = 0. 350X 1. 500/3 = 0. 175kN/m；活荷载标准值：Q=3. 000X1. 500/3 = 1. 500kN/m；荷载的计算值:q=l. 2义0. 038 + 1.2X0. 175 + 1. 4X1. 500 = 2. 356kN/m；q1 口 口 口 口 口 口 口 14t1小横杆计算简图2)强度验算：最大弯

8、矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下：% 3四最大弯矩 Mqmax = 2. 356 X 1. 0502/8 = 0. 325 kN. m；最大应力计算值 o=Mqmax/W=63. 917N/mm2；小横杆的最大应力计算值。=63.917N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值 f=205. ON/mm2,满足要求。3)挠度验算：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 = O. 038 + 0. 175 + 1.500 = 1.713 kN/m；a 38457最大挠度 V = 5. 0 X 1. 713 X 1050. O4/ (384 X 2. 060 X 105 X

9、 121900. 0)=080mm；小横杆的最大挠度L 080mm小于小横杆的最大容许挠度1050. 0/150 = 7. 000 与 10mm,满足要求。1.2. 3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：8. OOkN,按照扣件抗滑承 载力系数：0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值：6. 40kNo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：RW& (规范5. 2. 5)其中：Rc 扣件抗滑承载力设计值，取6.40kN；R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值：Pi=0. 038X1. 500X2/2 = 0. 05

10、8kN；小横杆的自重标准值：P2 = 0. 038X1. 100 = 0. 042kN；脚手板的自重标准值：P3 = 0. 350X 1. 100X 1. 500/2 = 0. 289kN；活荷载标准值:Q=3. 000 X 1. 100 X1. 500/2=2. 475kN；荷载的设计值：R=1.2X (0. 042+0. 289)+1.4X2. 475 = 3. 862kN；R6. 40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。1.2. 4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(kN),为0.1295.

11、Ngi=0. 1295+ (1. 50X2/2+1. 50X2) X0. 038/1. 80 X33. 60 = 7. 422；2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为0.35。Ng2=0. 350X1X1. 500X (1. 100 + 0. 3)/2 = 0. 368kN；3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标 准值为0. 11。Ng3 = 0. 110X 1X1. 500/2 = 0. 083kN；4)吊挂的平安设施荷载，包括平安网(kN/n?)： 0. 005oNg4=0. 005X1. 500X33. 600 = 0. 252

12、kN；经计算得到，静荷载标准值：Ng=Ngi+Ng2+Ng3+Ng4=8. 126kN；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：Nq=3. 000 X 1. 100 X 1. 500X2/2 = 4. 950kN；风荷载标准值按照以下公式计算：其中：Wo基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009 2012) 的规定采用：Wo=0. 300kN/m2；Uz风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 的规定采用：5=0.840；Us一一风荷载体型系数：取值为0.649；经计算得到，

13、风荷载标准值Wk=0. 7X0. 300X0. 840X0. 649 = 0. 114kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式：N=L 2Ng+1. 4Nq=1. 2X8. 121 + 1. 4X4. 950=16. 675kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为：N=l. 2Ng+0. 85X1. 4Nq=1. 2X8. 121+0. 85X1. 4X4. 950 = 15. 636kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩为：Mw = 0. 85 X 1. 4WkLah2/10 = 0. 850 X 1. 4 X 0. 114 X 1. 500 X 1. 802/10 =0. 0

14、66kN. m；1.2. 5立杆的稳定性计算：1）不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为:立杆的轴向压力设计值：N=16. 675kN；计算立杆的截面回转半径：i = 1.58cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5. 3. 3得:k=l. 155；计算长度系数参照扣件式规范表5. 3. 3得：P =1.510；计算长度，由公式lo=kuh确定：lo=3. 139m；长细比：Lo/i = 1900；轴心受压立杆的稳定系数6,由长细比（l0/i）的计算结果查表得到：（p = 0. 182；立杆净截面面积：A=4. 89cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5. 08cm3；钢管立杆抗压强度设计值

15、：f=205.00N/mm2；a= 16675. 000/（0. 182X48000）=187. 364N/mm2；立杆稳定性计算。=187. 364N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f：= 205. 00N/mm2,满足要求。2）考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：立杆的轴心压力设计值：N=15.636kN；计算立杆的截面回转半径：i = 1.58cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5. 3. 3得：k=l. 155；计算长度系数参照扣件式规范表5. 3. 3得：p = 1.510；计算长度，由公式lo=kph确定:lo=3. 139m；长细比:Lo/i = 1900；轴心受压立杆的稳定系

16、数（P，由长细比（lo/i）的结果查表得到：（p = 0. 182；立杆净截面面积：A=4. 89cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5. 08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f =205. OOON/mm2；0=15635. 556/（0. 182X48000） +66210. 445/5080. 000 = 188. 718N/mm2；立杆稳定性计算0=188. 718 N/mn?小于立杆的抗压强度设计值f= 205. 000N/mm2,满足要求。1. 2. 6最大搭设高度的计算：1）按规范5. 3. 6条不考虑风荷载时，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

17、：_如*（1.2纵+ 1.4咋）22 .一构配件自重标准值产生的轴向力Ng2K （kN）计算公式为：Ng2k=Ng2+Ng3+Ng4=0. 702kN；活荷载标准值：NQ=4.950kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk=O. 125kN/m；Hs = 0. 182 X 4. 890 X IO-4 X 205. 000 X 103 （1.2 X 0. 702 + 1.4 X4. 950）/（1.2X0. 125） =6926m；按规范5. 3. 7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不 超过50米：L 1+0.001 也H =6926/（1+0. 001X6926） =65.

18、 356m；H =65. 356和50比拟取较小值。得到，脚手架搭设高度限值H =50. 00m, 满足要求。2）按规范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：1.2Nm+0.85xl.4（NM+四wJ 印）s1.2g,构配件自重标准值产生的轴向力Ng2K(kN)计算公式为：Ng2k = Ng2 + Ng3 + Ng4=0. 702kN；活荷载标准值：Nq=4. 950kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk = O. 125kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：Mwk=Mw/(l. 4X0. 85) =0. 066/(1. 4

19、X0. 85) =0. 056kN. m；Hs = (0. 182 X 4. 890 X 10-4 X 205. 000 X 10-3-(1.2 X 0. 702 + 0. 85 X 1.4X (4. 950 + 0. 182X4. 890X0. 056/5. 080)/(l. 2X0. 125) =6122m；3)按规范5. 3. 7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且 不超过50米：1 + 0.001 死H =6122/(1+0. 001X6122) =64. 653m；H =64. 653和50比拟取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值用= 50. 00m,满足要求。1

20、.2. 7连墙件的计算：连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Ni=Niw+No风荷载标准值：Wk=O. 114kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积：Aw=10. 800m2；按规范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),： No=5. OOkN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算：Niw=L4XWkX Aw=l. 731kN；连墙件的轴向力设计值N. = Nlw + No= 6. 731 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=(p-A-f其中：(p轴心受压立杆的稳定系数；由长细比lo/i = 3OO.OO/15.8OO的结 果查表

21、得到cp = O. 949, 1为内排架距离墙的长度；又：A=4. 89cm2； f =205. 00N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为:Nf=O. 949 X 4. 890 X 10-4X 205. 000 X 103 = 95. 133kN；N1 = 6. 731Nf=95. 133,连墙件的设计计算满足要求。连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到：Ni = 6. 731小于单扣件的抗滑力8. OkNo满足要求。1.2. 7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：pWfg；地基承载力设计值：fg=fgkXkc=220. 00kN/m2；其中，地基承载力标准值：fgk=220. 00kN/m2；脚手架地基承载力调整系数：kc=l；立杆基础底面的平均压力：p=N/A=173. 728kN/m2；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=15. 636kN；基础底面面积：A=0. 090m2oP = 173. 728Wfg=220. 00kN/m2o地基承载力满足要求。