扣件鋼管落地式雙排外腳手架計算書

1、G212線北溫泉危巖帶搶險整治工程扣件式鋼管落地雙排外腳手架計算書計算： 復(fù)核： 審核： 中鐵十七局集團(tuán)有限公司G212線北溫泉危巖帶搶險整治工程項目經(jīng)理部二O一一年三月一日目錄1、概述12、編制依據(jù)、選型、計算及構(gòu)造要求12.1、扣件式鋼管落地腳手架所涉及的依據(jù)及規(guī)范12.2、腳手架選型12.3、腳手架設(shè)計參數(shù)23、扣件式鋼管落地雙排外腳手架計算書23.1、參數(shù)信息2、基本參數(shù)信息2、活荷載參數(shù)2、風(fēng)荷載參數(shù)3、靜荷載參數(shù)3、地基參數(shù)33.2、大橫桿的計算3、均布荷載值計算3、強(qiáng)度驗算4、撓度驗算43.3、小橫桿的計算5、荷載值計算5、強(qiáng)度驗算5、撓度驗算63.4、扣件抗滑力的計算63.5、

2、腳手架立桿荷載計算73.6、立桿的穩(wěn)定性計算73.7、最大搭設(shè)高度的計算93.8、連墻件的穩(wěn)定性計算93.9、立桿的地基承載力計算104、腳手架搭設(shè)施工注意事項11扣件式鋼管落地雙排外腳手架計算書1、概述重慶市北溫泉危巖帶位于重慶市北碚區(qū)嘉陵江溫塘峽谷右岸，平面形態(tài)呈條帶狀展布，南起鷂鷹巖，北止于四川儀表廠東側(cè)，全長約1000m，距重慶市核心區(qū)約32km，距北碚區(qū)城區(qū)約7km。北溫泉危巖帶共劃分11處危巖段，根據(jù)危巖巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度及組合特征、切割塊體的變形破壞機(jī)制及所處位置等情況，劃分危巖體35個(已治理4個)塊體最大規(guī)模為3211.67m3，總體積16432.4m3，屬特大型危巖。危巖體

3、相對高度1590m，屬高中位危巖體。本合同段腳手架工程設(shè)計為7段，腳手架架設(shè)距離長、高，是本合同段的重、難點(diǎn)工程。2、編制依據(jù)、選型、計算及構(gòu)造要求2.1、扣件式鋼管落地腳手架所涉及的依據(jù)及規(guī)范建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ 1302001）巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程CECS222005建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500172003）建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB503302002）建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ9494）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)施工手冊第四版設(shè)計施工圖、地勘資料及施工現(xiàn)場土質(zhì)實際情況等2.2、腳手架選型根據(jù)地質(zhì)資料及

4、施工現(xiàn)場實際情況顯示，該支護(hù)從現(xiàn)有地平面搭設(shè)腳手架。腳手架及施工荷載軸向力主承力區(qū)選擇在現(xiàn)有地平面和設(shè)計山體支護(hù)中間平臺及坡角平臺處；材料盡量選擇具有足夠承載力又能周轉(zhuǎn)使用的現(xiàn)有材料和以后能重復(fù)利用的材料。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況采用扣件式鋼管腳手架，立桿和大、小橫桿（縱、橫水平桿）、坡面掃地干均采用48×3.5鋼管，連接扣件采用標(biāo)準(zhǔn)扣件；根據(jù)高邊坡實際設(shè)計參數(shù)，采用錯落坡型腳手架，腳手架隨坡度而設(shè)，主受力立桿間距根據(jù)錨桿位置在1.2m1.5m之間，錨桿施工自下而上施工，因此腳手架施工順序也由下而上搭設(shè)。2.3、腳手架設(shè)計參數(shù)（1）本工程采用落地式外雙排腳手架，沿危巖段（體）施工（2）腳手

5、板采用5cm*250cm竹片相串腳手板，其自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2；（3）鋼管尺寸均為48mm×3.5mm，其質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700中）Q235-A級鋼的規(guī)定（Q235鋼抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計值=205N/mm2，彈性模量E=2.06×105N/mm2，其自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.038 kN/m2）。（4）腳手架每兩個步距鋪設(shè)層一木腳手板或者竹串片腳手板，同時作業(yè)2層，每層布置1臺鉆機(jī)，最多布置2臺鉆機(jī)進(jìn)行考慮，單臺YXZ70A鉆機(jī)主機(jī)重0.285t，施工人員3人，重約225kg。（5）地面設(shè)橫向、縱向掃地桿，掃地桿均離地面（坡面）30cm；并布置必

6、要的斜撐、橫向支撐與剪刀撐進(jìn)行加固。（6）錨桿施工腳手架尺寸：錨桿施工腳手架采用鋼管扣件式綜合爬坡腳手架體系，腳手架間排距結(jié)合坡面錨桿布置形式以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、其立桿縱距1.5m，立桿橫距=1.2m，步距=1.8m。3、扣件式鋼管落地雙排外腳手架計算書3.1、參數(shù)信息3.1.1、基本參數(shù)信息雙排腳手架搭設(shè)高度為50m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：橫距Lb為1.2m，縱距La為1.5m，大小橫桿的步距h為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長度為0.30m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；采用的鋼管類型為 48×3.5；橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件采用兩步三跨，豎向間距 3.

7、6 m，水平間距4.5 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為單扣件；3.1.2、活荷載參數(shù)腳手架每兩個步距鋪設(shè)層一木腳手板或者竹串片腳手板，同時作業(yè)2層，每層布置1臺鉆機(jī)，最多布置2臺鉆機(jī)進(jìn)行考慮，單臺YXZ70A鉆機(jī)主機(jī)重0.285t，施工人員3人，重約225kg。計算荷載按照3跨內(nèi)布置1臺YXZ70A鉆機(jī)，同時配置3名施工人員，施工面平臺腳手板采取滿鋪滿搭；則施工荷載(285+225) ×10/（1.2×3.5）=1.2KN/m2計算時，荷載按照2.00KN/m2考慮。施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:2.000 kN/m2；同時施工層數(shù):2 層；3.1.3、風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處重慶

8、市，基本風(fēng)壓0.35 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z，計算連墻件強(qiáng)度時取1.25，計算立桿穩(wěn)定性時取0.84，風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.3=1.3×0.089 =0.116；3.1.4、靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.35；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.14；安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板類別:竹串片腳手板；欄桿擋腳板類別:竹串片腳手板擋板；每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.038；考慮腳手架高度非常高，腳手板搭設(shè)三層，隔步一層，交替進(jìn)行施工。3.1.5、地基參數(shù)地基土類型:素填土

9、；地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa):120.00；立桿基礎(chǔ)底面面積(m2):0.20；地基承載力調(diào)整系數(shù):1.00。3.2、大橫桿的計算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。3.2.1、均布荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.35×1.2/(2+1)=0.14 kN/m ； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×1.2/(2+1)=0.8kN/m；靜荷載的設(shè)計值: q1=1.

10、2×0.038+1.2×0.14=0.214 kN/m；活荷載的設(shè)計值: q2=1.4×0.8=1.12kN/m；圖1 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)3.2.2、強(qiáng)度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦? M1max = 0.08q1la2 + 0.10q2la2跨中最大彎距為 M1max=0.08×0.214×1.52+0.10×1.12×1.52 =0.29kN·m；支座最大彎距計算公式如下: M2max = -

11、0.10q1la2 - 0.117q2la2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.214×1.52-0.117×1.12×1.52 =-0.34 kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗算： =Max(0.29×106,0.34×106)/4890=69.53N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 69.53N/mm2 小于大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.2.3、撓度驗算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： max = (0.677q1la4 + 0.9

12、90q2la4)/100EI其中：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q1=P1+P2=0.038+0.14=0.178 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q2=Q=0.8kN/m； 最大撓度計算值為： = 0.677×0.178×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.8×15004/(100×2.06×105×121900) =1.84mm；大橫桿的最大撓度1.84mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10 mm，滿足要求！3.3、小橫桿的計算根據(jù)JGJ130-2001第條規(guī)定

13、，小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。3.3.1、荷載值計算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.038×1.5 = 0.057kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.35×1.2×1.5/(2+1)=0.21kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=2×1.2×1.5/(2+1) =1.2kN；集中荷載的設(shè)計值: P=1.2×(0.057+0.21)+1.4×1.2=2.0kN；小橫桿計算簡圖3.3.2、強(qiáng)度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重

14、均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.2×0.038×1.22/8 = 0.008kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.0×1.2/3 =0.8kN·m ；最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax =0.808kN·m；最大應(yīng)力計算值 = M / W =0.808×106/4890=165.24N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力=165.24N/mm2小于小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值205 N

15、/mm2，滿足要求！3.3.3、撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.038×12004/(384×2.06×105×121900) = 0.041mm ；大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.057+0.21+1.2=1.467kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1467×1200×(3

16、15;12002-4×12002/9 ) /(72×2.06×105×121900) =3.58mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.041+3.58=3.621mm；小橫桿的最大撓度為3.621mm小于小橫桿的最大容許撓度1200/150=8mm與10mm,滿足要求！3.4、扣件抗滑力的計算按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.00 kN；R - 縱向或

17、橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038×1.5×2/2=0.057kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.038×1.2/2=0.023kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P3=0.35×1.2×1.5/2=0.315kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×1.2×1.5/2 =1.8kN；荷載的設(shè)計值:R=1.2×(0.057+0.023+0.315)+1.4×1.8=2.994kN；R<8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求!3.5、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括

18、靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80×50.00 =7.823kN；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2 NG2=0.5（lb+0.3）·la·Qp=0.35×3×1.5×(1.2+0.3)×0.5=1.181kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.14kN/m NG3=0.14×3

19、5;1.5/2=0.315kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4=0.005×1.5×50=0.375kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.694kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ=2×1.2×1.5×2/2=3.6kN；考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×9.694+ 0.85×1.4×3.6=15.91

20、7kN；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.694+1.4×3.6=16.673kN；3.6、立桿的穩(wěn)定性計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計算 Wk=0.7z·s·0其中0 - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：0 = 0.35kN/m2； z - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：z= 0.84； s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.116；經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk = 0.7×0.35&#

21、215;0.84×0.116=0.024kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.024×1.5×1.82/10 = 0.014 kN·m；考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A) + MW/Wf立桿的軸心壓力設(shè)計值：N=15.917kN；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 = N/(A)f立桿的軸心壓力設(shè)計值：N=N'=16.673kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.

22、3得：k=1.155；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得：=1.55；計算長度 ,由公式l0=kh 確定：l0=3.222m；長細(xì)比: =L0/i=204；雙排架允許長細(xì)比不得大于210，滿足要求！軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.171立桿凈截面面積：A=4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：f=205N/mm2；考慮風(fēng)荷載時 =15917/(0.171×489)+14000/5080 = 193.107N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算=193.107N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f = 205 N/m

23、m2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時 =16673/(0.171×489)=199.392N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 199.392N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f=205 N/mm2，滿足要求！3.7、最大搭設(shè)高度的計算按規(guī)范條考慮風(fēng)荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設(shè)高度按照下式計算：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.85×1.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG2K(kN)計算公式為：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.871kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：NQ=3.6kN；每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值：G

24、k=0.1248kN/m；計算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩：Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.014/(1.4×0.85)=0.012kN·m；Hs=0.171×4.89×10-4×205×103-(1.2×1.871+0.85×1.4×(3.6+0.171×4.89×100×0.012/5.08)/(1.2×0.1248)=69.295m；按規(guī)范條腳手架搭設(shè)高度Hs等于或大于50米，按照下式調(diào)整且不超過50米：H=Hs/(1+0.001Hs)H=

25、69.295/(1+0.001×69.295)=64.804m；H=64.804和50比較取較小值。經(jīng)計算得到，腳手架搭設(shè)高度限值H=50m。腳手架單立桿搭設(shè)高度為50m，小于H，滿足要求！3.8、連墻件的穩(wěn)定性計算連墻件的軸向力設(shè)計值應(yīng)按照下式計算：Nl=Nlw+N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計算z0.84，s0.116，00.35，Wk = 0.7×0.35×0.84×0.116=0.024kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw=16.2 m2；（兩步三跨布置：3.6×4.5）按規(guī)范條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；（對雙排架為5.00KN，而對于單排架為3.00KN）風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，按照下式計算：Nlw =1.4×