西安某高層住宅鋼管落地腳手架計算書

鋼管落地腳手架計算書***9號10號樓工程；工程建設(shè)地點:雁塔區(qū)雁展路南，雁塔南路西；屬于剪力墻結(jié)構(gòu)；地上24層；地下2層；建筑高度：74.8m；標準層層高：2.9m；總建筑面積：66901.54平方米；總工期：670天。本工程由西安曲江文化旅游（集團）有限公司投資建設(shè)，中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司設(shè)計，西安建材地質(zhì)工程勘察院地質(zhì)勘察，北京希地環(huán)球建設(shè)工程顧問有限公司監(jiān)理，西安市第一建筑工程公司組織施工；由劉浩華擔任項目經(jīng)理，鄧應(yīng)根擔任技術(shù)負責(zé)人。扣件式鋼管落地腳手架的計算依據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)等編制。一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為17.2m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：橫距Lb為1.05m，縱距La為1.5m，大小橫桿的步距為1.8m；內(nèi)排架距離墻長度為0.25m；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為3根；采用的鋼管類型為Φ48×3.5；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3.6m，水平間距4.5m，采用扣件連接；連墻件連接方式為單扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布活荷載標準值:3.000kN/m2；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時施工層數(shù):2層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處陜西西安市，基本風(fēng)壓0.32kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz，計算連墻件強度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs為0.214；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值(kN/m):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；每米腳手架鋼管自重標準值(kN/m):0.038；腳手板鋪設(shè)總層數(shù):4；5.地基參數(shù)地基土類型:素填土；地基承載力標準值(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。二、小橫桿的計算小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，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算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算小橫桿的自重標準值:P1=0.038kN/m；腳手板的荷載標準值:P2=0.3×1.5/4=0.112kN/m；活荷載標準值:Q=3×1.5/4=1.125kN/m；荷載的計算值:q=1.2×0.038+1.2×0.112+1.4×1.125=1.756kN/m；小橫桿計算簡圖2.強度計算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩，計算公式如下:Mqmax=ql2/8最大彎矩Mqmax=1.756×1.052/8=0.242kN·m；最大應(yīng)力計算值σ=Mqmax/W=47.64N/mm2；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力σ=47.64N/mm2小于小橫桿的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度計算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度荷載標準值q=0.038+0.112+1.125=1.276kN/m；νqmax=5ql4/384EI最大撓度ν=5.0×1.276×10504/(384×2.06×105×121900)=0.804mm；小橫桿的最大撓度0.804mm小于小橫桿的最大容許撓度1050/150=7與10mm，滿足要求！三、大橫桿的計算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。1.荷載值計算小橫桿的自重標準值:P1=0.038×1.05=0.04kN；腳手板的荷載標準值:P2=0.3×1.05×1.5/4=0.118kN；活荷載標準值:Q=3×1.05×1.5/4=1.181kN；荷載的設(shè)計值:P=(1.2×0.04+1.2×0.118+1.4×1.181)/2=0.922kN；大橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的彎矩和。Mmax=0.08ql2均布荷載最大彎矩計算:M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax=0.417Pl集中荷載最大彎矩計算:M2max=0.417×0.922×1.5=0.577kN·m；M=M1max+M2max=0.007+0.577=0.584kN·m最大應(yīng)力計算值σ=0.584×106/5080=114.879N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力計算值σ=114.879N/mm2小于大橫桿的抗彎強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的撓度和,單位:mm；均布荷載最大撓度計算公式如下:νmax=0.677ql4/100EI大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度：νmax=0.677×0.038×15004/(100×2.06×105×121900)=0.052mm；集中荷載最大撓度計算公式如下:νpmax=3.029Pl3/100EI集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度：P=(0.04+0.118+1.181)/2=0.67kNν=3.029×0.67×15003/(100×2.06×105×121900)=2.727mm；最大撓度和：ν=νmax+νpmax=0.052+2.727=2.779mm；大橫桿的最大撓度2.779mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150=10與10mm，滿足要求！四、扣件抗滑力的計算按規(guī)范表5.1.7,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(《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.00kN；R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；小橫桿的自重標準值:P1=0.038×1.05×3/2=0.06kN；大橫桿的自重標準值:P2=0.038×1.5=0.058kN；腳手板的自重標準值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；活荷載標準值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷載的設(shè)計值:R=1.2×(0.06+0.058+0.236)+1.4×2.362=3.733kN；R<8.00kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求！五、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值，為0.1248kN/mNG1=[0.1248+(1.05×3/2)×0.038/1.80]×17.20=2.724kN；(2)腳手板的自重標準值；采用竹笆片腳手板，標準值為0.3kN/m2NG2=0.3×4×1.5×(1.05+0.2)/2=1.17kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15kN/mNG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×17.2=0.129kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.473kN；活荷載為施工荷載標準值產(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，活荷載標準值NQ=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；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=1.2×4.473+0.85×1.4×4.725=10.991kN；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=1.2×4.473+1.4×4.725=11.983kN；六、立桿的穩(wěn)定性計算風(fēng)荷載標準值按照以下公式計算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--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：ω0=0.32kN/m2；μz--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：μz=0.74；μs--風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標準值為:Wk=0.7×0.32×0.74×0.214=0.035kN/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=0.85×1.4×0.035×1.5×1.82/10=0.021kN·m；考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立桿的軸心壓力設(shè)計值：N=10.991kN；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式σ=N/(φA)≤[f]立桿的軸心壓力設(shè)計值：N=N'=11.983kN；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《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：k=1.155；計算長度系數(shù)參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5；計算長度,由公式l0=kuh確定：l0=3.118m；長細比:L0/i=197；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比lo/i的結(jié)果查表得到：φ=0.186立桿凈截面面積：A=4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值：[f]=205N/mm2；考慮風(fēng)荷載時σ=10990.926/(0.186×489)+20515.247/5080=124.879N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=124.879N/mm2小于立桿的抗壓強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時σ=11983.176/(0.186×489)=131.75N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=131.75N/mm2小于立桿的抗壓強度設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求！七、最大搭設(shè)高度的計算按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)5.3.6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=[φAf-(1.2NG2k+0.85×1.4(ΣNQk+MwkφA/W))]/1.2Gk構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力NG2K(kN)計算公式為：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.749kN；活荷載標準值：NQ=4.725kN；每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值：Gk=0.125kN/m；計算立桿段由風(fēng)荷載標準值產(chǎn)生的彎矩：Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.021/(1.4×0.85)=0.017kN·m；Hs=(0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×1.749+0.85×1.4×(4.725+0.186×4.89×100×0.017/5.08)))/(1.2×0.125)=70.491m；按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)5.3.6條腳手架搭設(shè)高度Hs等于或大于26米，按照下式調(diào)整且不超過50米：[H]=Hs/(1+0.001Hs)[H]=70.491/(1+0.001×70.491)=65.849m；[H]=65.849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17.2m，小于[H]，滿足要求！八、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)荷載標準值按腳手架頂部高度計算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.32，Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.32=0.044kN/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=16.2m2；按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2001)5.4.1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