雙排扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)

1、雙排扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)依據(jù)規(guī)范:建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB51210-2016建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2017建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011計(jì)算參數(shù):鋼管強(qiáng)度為205.0 N/mm2，鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設(shè)高度15.5米，立桿采用單立管。立桿的縱距1.50米，立桿的橫距0.80米，內(nèi)排架距離結(jié)構(gòu)0.30米，立桿的步距1.80米。鋼管類型為48×3.0，連墻件采用2步2跨，豎向間距3.60米，水平間距3.00米。施工活荷載為2.0kN/m

2、2，同時(shí)考慮2層施工。腳手板采用竹串片，荷載為0.35kN/m2，按照鋪設(shè)4層計(jì)算。欄桿采用竹串片，荷載為0.17kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。腳手板下小橫桿在大橫桿上面，且主結(jié)點(diǎn)間增加一根小橫桿。基本風(fēng)壓0.30kN/m2，高度變化系數(shù)1.0000，體型系數(shù)0.6000。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值170kN/m2，基礎(chǔ)底面擴(kuò)展面積0.250m2，地基承載力調(diào)整系數(shù)0.40。鋼管慣性矩計(jì)算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計(jì)算采用 W=(D4-d4)/32D。一、小橫桿的計(jì)算:小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小橫

3、桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.350×1.500/2=0.262kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×1.500/2=1.500kN/m 荷載的計(jì)算值 q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×1.500=2.461kN/m 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩計(jì)算公式如下: M=2.461×0.8002/8=0.197kN.m =0M/W = 1.000×0.197×106/4493.0

4、=43.821N/mm2小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度計(jì)算公式如下: 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=0.038+0.262+1.500=1.801kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度 V=5.0×1.801×800.04/(384×2.06×105×107831.2)=0.432mm小橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求!二、大橫桿的計(jì)算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算大橫桿的最大

5、彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×0.800=0.031kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×0.800×1.500/2=1.200kN 荷載的計(jì)算值 P=(1.2×0.031+1.2×0.210+1.4×1.200)/2=0.984kN 大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: M=0.08&

6、#215;(1.2×0.038)×1.5002+0.175×0.984×1.500=0.267kN.m =0M/W = 1.000×0.267×106/4493.0=59.361N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=0.677×0.038×1500.004/(100×2.060×105×

7、;107831.200)=0.059mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=(0.031+0.210+1.200)/2=0.720kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 V2=1.146×720.360×1500.003/(100×2.060×105×107831.200)=1.254mm最大撓度和 V=V1+V2=1.314mm大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計(jì)算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算: 0R Rc其中 Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN

8、； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；1.荷載值計(jì)算橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.500=0.058kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=2.000×0.800×1.500/2=1.200kN 荷載的計(jì)算值 0R = 1.000×(1.2×0.058+1.2×0.210+1.4×1.200) = 2.001kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65N.m時(shí),試驗(yàn)表明

9、:單扣件在12kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kN。四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、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(kN/m)；本例為0.1072 NG1 = 0.107×15.500=1.662kN(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35 NG2 = 0.350×4×1.500×(0.800+0.300)/2=1.155kN(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿

10、、竹串片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.17 NG3 = 0.170×1.500×4=1.020kN(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010 NG4 = 0.010×1.500×15.500=0.232kN經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.070kN。活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 2.000×2×1.500×0.800/2=2.400kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 W0

11、 基本風(fēng)壓(kN/m2)， W0 = 0.300 Uz 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，Uz = 1.000 Us 風(fēng)荷載體型系數(shù)： Us = 0.600經(jīng)計(jì)算得到：Wk = 0.300×1.000×0.600 = 0.180kN/m2?？紤]風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力： N=1.2×4.070+1.0×1.4×2.400=8.244kN不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力： N=1.2×

12、;4.070+1.4×2.400=8.244kN風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計(jì)算公式 MW = 1.4×0.6×0.05WklaHc2其中 Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； 彎矩折減系數(shù)； Hc 連墻件間豎向垂直距離 (m)。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩： Mw=1.4×0.6×0.05×0.60×0.180×1.500×3.600×3.600=0.088kN.m五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=8

13、.244kN； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； k 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m； A 立桿凈截面面積，A=4.241cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.493cm3； 長(zhǎng)細(xì)比，為3118/16=196 0 允許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.190； 鋼管立桿受壓強(qiáng)

14、度計(jì)算值 (N/mm2)；f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到: =1.0×8244/(0.19×424)=102.543N/mm2； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=8.244kN； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.60cm； k 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.1

15、18m； A 立桿凈截面面積，A=4.241cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.493cm3； 長(zhǎng)細(xì)比，為3118/16=196 0 允許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為2700/16=169 <210 長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.190； MW 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.088kN.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2)；f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到 =1.0×8244/(0.19×424)+1.0×88000/4493=122.169N

16、/mm2； 考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算:不考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度H，按下式計(jì)算： H = A-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie) / 1.2gk其中 NG2k 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.408kN； NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值， NQk = 2.400kN； gk 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.107kN/m； NXie 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 0.000kN； 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， = 205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到，不考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算

17、的搭設(shè)高度 H = 79.503米。考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度H，按下式計(jì)算： H = A-1.2NG2k+0.9×1.4(NQk+AMwk/W)-NXie / 1.2gk其中 NG2k 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.408kN； NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值， NQk = 2.400kN； gk 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.107kN/m； Mwk 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，Mwk = 0.063kN.m； NXie 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 0.000kN； 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， = 205.00N

18、/mm2；經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 H = 67.243米。取上面兩式計(jì)算結(jié)果的最小值，腳手架允許搭設(shè)高度 H=67.243米。七、連墻件的計(jì)算:連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + No其中 Nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，wk = 0.180kN/m2； Aw 每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積: Aw = 3.60×3.00 = 10.800m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 3.000經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 2.722kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 5.722kN根據(jù)連墻件桿件強(qiáng)度要求，軸向力設(shè)計(jì)值 Nf1 = 0.85Acf/0根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性要求，軸