组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书.doc

组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书1.计算参数设定（1）脚手架基本参数建筑物最大标高+49.25m，脚手架起搭标高为-0.45m,脚手架最大标高+50.30m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设2个拉吊段分别是+20.80～+35.00m,+35.00～+50.30m拉吊卸荷采用Φ14mm钢丝绳@1.30m,吊环Φ20mm脚手架采用Φ48×3.0钢管，内立杆离墙1.00m；立杆步距h=2.00m，立杆纵距La=1.30m，立杆横距0.80m；横向水平杆在上，纵向水平杆上设有3根横向水平杆；连墙件按每层两跨布置，脚手架满铺竹笆板脚手架不完全卸荷采用：立杆向下传递20%荷载2）钢管截面特征 钢管Φ48×3.0mm，截面积A=424mm2，惯性矩I=107800mm4，截面模量W=4490mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0326kN/m，Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm23）荷载标准值1）永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值为0.0962kN/m采用竹笆板,自重标准值为0.10kN/m2栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m，脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00kN/m2 ,结构脚手架为3.00kN/m2 3）风荷载风压高度变化系数μz=0.65；地面粗糙度按C类挡风系数=0.80 ,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数μs=1.3=1.3×0.80=1.04,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.35kN/m22.横向水平杆验算横向杆按照简支梁进行强度和挠度计算1)均布荷载值计算横向杆的自重标准值 q1=0.0326kN/m脚手板的荷载标准值 q2=0.10×0.33=0.03kN/m活荷载标准值 Q=3.00×0.33=0.99kN/m荷载的计算值 q=1.2×(0.0326+0.03)+1.4×0.99=1.46kN/m2)抗弯强度计算Mmax=qL2/8=1.46×0.802/8=0.12kN·m=120000N·mmσ=Mmax/W=120000/4490=26.73N/mm2横向杆的抗弯强度σ=26.73N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。

3)挠度计算q=0.0326+0.03+0.99=1.05kN/mυmax=5qL2/384EI=5.0×1.05×8004/(384EI)=0.25mm横向杆的υmax=0.25mm＜[υ]=L/150=5mm与10mm,满足要求3.纵向水平杆验算纵向杆按照四跨连续梁进行强度和挠度计算1)荷载值计算横向杆的自重标准值 P11=0.0326×0.80=0.03kN脚手板的荷载标准值 P12=0.10×0.80×0.33=0.03kN活荷载标准值 Q=2×0.80×0.33=0.53kN荷载的计算值 p1=1.2×(0.03+0.03)=0.07kN p2=1.4×0.53=0.74kN2)抗弯强度计算弯矩系数：KM1=-0.107M1=-0.107qL2=-0.107×1.2×0.0326×1.302=-0.01kN·m弯矩系数：KM2=-0.402M2=KM2p1L=-0.402×0.07×1.30=-0.04kN·m弯矩系数：KM3=-0.452M3=KM3p2L=-0.452×0.74×1.30=-0.43kN·mMmax=M1+M2+M3=0.01+0.04+0.43=0.48kN·m=480000N·mmσ= Mmax/W=480000/4490=106.90N/mm2纵向水平杆的抗弯强度σ=106.90N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。

3)挠度计算挠度系数：Kυ1=0.632υ1=0.632qL4/(100EI)=0.632×0.0326×13004/(100EI)=0.03mm集中荷载标准值p1=0.03+0.03=0.06kN,p2=0.53kN挠度系数：Kυ2=2.437υ2=Kυ2p1L3/(100EI)=2.437×60×13003/(100EI)=0.14mm挠度系数：Kυ3=3.692υ3=Kυ3p2L3/(100EI)=3.692×530×13003/(100EI)=1.94mmυmax=υ1+υ2+υ3=0.03+0.14+1.94=2.11mm纵向水平杆的υmax=2.11mm＜[υ]=L/150=8.67mm与10mm,满足要求4）最大支座反力支座反力系数：KR1=1.143R1=KR1qL=1.143×1.2×0.0326×1.30=0.06kN支座反力系数：KR2=3.534R2=KR2P1=3.534×0.06=0.21kN支座反力系数：KR3=3.837R3=KR3P2=3.837×0.53=2.03kNRmax=R1+R2+R3=0.06+0.21+2.03=2.30kN4. 纵向水平杆与立杆连接扣件抗滑移验算纵向水平杆与立杆连接扣件R=2.30kN＜Rc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。

5.立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50立杆步距h=2.00m；立杆计算长度Lo=kμh=1.0×1.50×2.00=3.00m=3000mm长细比λ=Lo/i=3000/15.9=188.68 立杆长细比λ=188.68＜[210],满足要求轴心受压稳定性系数Lo=kμh=1.155×1.50×2.00=3.47m=3465mmλ=Lo/i=3465/15.9=218，查得=0.1536.落地段立杆计算净高度21.25m, 落地段计算高度为21.25m, 脚手板铺10层1）荷载计算1)脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.0962×21.25=2.04kN2)构配件自重： NG2k=0.52+2.08+0.28=2.88kN其中：脚手板重量：10×1.30×0.40×0.10=0.52kN栏杆、挡脚板重量：10×1.30×0.16=2.08kN安全网重量：21.25×1.30×0.010=0.28kN3)活荷包括：a.施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：ΣNQk=1.30×0.80/2×(3.00+2.00)=2.60kNb.风荷载标准值计算风荷载标准值ωk=0.65×1.04×0.35=0.24kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.24×1.30×2.00×2.00/10=0.16kN·m=160000N.mm(2）立杆稳定性验算 序号 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载)上层立杆传递力验算作用力1+35.00～+50.30m7.8307.832+20.80～+35.00m7.687.83×0.20=1.577.68+1.57=9.253落地段-0.45～+20.809.549.25×0.20=1.859.54+1.85=11.39序号 各标高段 立杆作用力（组合风荷载）上层立杆传递力验算作用力1+35.00～+50.30m7.4607.462+20.80～+35.00m7.327.46×0.20=1.497.32+1.49=8.813落地段-0.45～+20.809.188.81×0.20=1.769.18+1.76=10.941)不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(2.04+2.88)+1.4×2.60=9.54kN上层立杆传递作用力:N2=9.25×0.20=1.85,N=N1+N2=9.54+1.85=11.39kNN/（A）=11.39×1000/(0.153×424)=175.58N/mm2 2)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+ NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(2.04+2.88)+0.9×1.4×2.60=9.18kN 上层立杆传递作用力:N2=8.81×0.20=1.76,N=N1+N2=9.18+1.76=10.94kNN/（A）＋MW/W=10.94×1000/(0.153×424)＋160000/4490=204.27N/mm2 立杆稳定性为204.27N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。

7.立杆地基承载力计算立杆基础底面面积A=0.64mm2地基承载力标准值为fgk=85kN/m2地基承载力fg=85×0.40=34.00kN/m2上部荷载为F=10.94kN立杆基础底面的平均压力Pk=F/A=10.94/0.64=17.09kN/m2 立杆基础底面的平均压力Pk=17.09kN/m2＜fg=34.00kN/m2,满足要求 8.拉吊卸荷段立杆8.1+35.00～+50.30m,拉吊段净高度为15.30m,拉吊段计算高度为15.30m,拉吊段底标高为+35.00m,脚手板铺7层1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.0962×15.30=1.47kN2)构配件自重：NG2k=0.36+1.46+0.20=2.02kN其中：脚手板重量：7×1.30×0.40×0.10=0.36kN 栏杆、挡脚板重量：7×1.30×0.16=1.46kN 安全网重量：15.30×1.30×0.010=0.20kN3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.30×0.80/2×(3.00+2.00)=2.60kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+35.00m,μz=1.00;水平风荷载标准值ωk=1.00×1.04×0.35=0.36kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah2/10=0.9×1.4×0.36×1.30×2.00×2.00/10=0.24kN·m=240000N·mm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(1.47+2.02)+1.4×2.60=7.83kNN/（A）=7.83×1000/(0.153×424)=120.70N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.47+2.02)+0.9×1.4×2.60=7.46kNN/（A）＋MW/W=7.46×1000/(0.153×424)＋240000/4490=168.45N/mm2立杆稳定性为168.45N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。

8.2+20.80～+35.00m,拉吊段净高度为14.20m,拉吊段计算高度为14.20m,拉吊段底标高为+20.80m,脚手板铺7层1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.0962×。