双排外竹脚手架计算书.doc

姓名：xxx
班级：11土木（x）班
学号：xxxxxxxxx
施工技术课程设计——脚手架

双排外竹脚手架计算书

xx工程； 工程建设地点:；属于结构； 地上0层； 地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。
本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。
本脚手架计算书依据《建筑结构荷载规范》、《施工技术》（2000年3月刊）、《建筑施工落地双排外竹脚手架技术规程》(DB22/47-2005)、本工程施工图纸、施工组织设计编制。
一、脚手架参数信息
1、基本参数
本工程外墙双排竹脚手架的搭设高度为21m，立杆横距为1m，立杆纵(跨)距为1.2m，横杆步距为1.8m。

2、材料参数
搭设本脚手架所用的材料为毛竹，弹性模量E=30000kN/m2，抗压强度设计值为12 kN/m2，抗弯强度设计值为66 kN/m2。
小横杆平均外径为110mm，壁厚为6mm，其截面惯性矩为I=π×[1104-(110-6)4]/64=1444354.266 mm4。
大横杆平均外径为110mm，壁厚为8mm，其截面惯性矩为I=π×[1104-(110-8)4]/64=1873507.597 mm4。
立杆平均外径为120mm，壁厚为12mm，其截面惯性矩为I=π×[1204-(120-12)4]/64=3500475.572 mm4。
所用的脚手板为竹笆片脚手板，其自重为0.3kN/m2，安全网自重为0.005 kN/m2。
二、小横杆验算
小横杆按照单跨简支梁进行计算

1、小横杆的荷载计算
作用在小横杆上的荷载包括施工荷载为1kN/mm2，转化为作用在小横杆上的线荷载为q1=1×1.2/(2+1)=0.4kN/m；
脚手板荷载，q2=0.3×1.2/(2+1)=0.12kN/m。
所以，作用在小横杆上的荷载为q小=1.4×q1+1.2×q2=0.704kN/m。
2、小横杆抗弯强度验算
小横杆的最大弯矩为，M=0.704×12/8=0.088kN·m
最大弯矩处竹子的截面抵抗矩为：W=π×[1104-(110-6)4]/(32×110)=26260.987mm3。
小横杆实际受弯应力为：σ=M/W=0.088×106/26260.987=3.351N/mm2
竹子抗弯强度为fm=66N/mm2 ≥ σ=3.351N/mm2。
所以安全。
3、小横杆挠度计算
受弯构件允许挠度控制值为：[ν]=1000/200=5mm
小横杆的挠度为：ν=5qlb4/384EI
ν= 5×0.704×10004/(384×30000×1444354.266)=0.212 mm
ν≤[ν]
所以，其挠度满足要求。
三、大横杆验算
1、大横杆荷载计算
大横杆承受小横杆传递的集中荷载和本身的自重荷载以及外部的安全网传递的荷载。
小横杆传递在大横杆上的集中力为：
Q=q·lb/2=0.704×1/2=0.352 kN
因为外侧大横杆要承受安全网的重量，所以外侧大横杆的受力最大。取外侧大横杆进行计算。
安全网传递荷载为q3=0.005×1.8=0.009kN/m
所以作用在大横杆上的均布荷载为：q大=1.2×(0.009+0.025)=0.041kN/m
2、大横杆的弯矩计算

大横杆的最大弯矩为：M=0.041×1.22/8+0.352×1.2/3= 0.148 kN·m
支座反力为R1=0.041×1/2+0.352=0.372kN
最大弯矩处竹子的截面抵抗矩为：W=π×[1104-(110-8)4]/(32×110)=34063.774mm3。
大横杆实际受弯应力为：σ=M/W=0.148×106/34063.774=4.349N/mm2
竹子抗弯强度为fm=66N/mm2 ≥ σ=4.349N/mm2。
所以安全。
3、大横杆挠度计算
受弯构件允许挠度控制值为：[ν]=1200/200=6mm
大横杆的挠度为ν=5qla4/384EI + 23Qla3/648EI
ν= 5×0.041×12004/(384×30000×1873507.597) + 23×0.352×103×12003/(648×30000×1873507.597)=0.404 mm
ν≤[ν]
所以，其挠度满足要求。
四、立杆强度和稳定性验算
单根立杆的平均截面面积为：A=π×[1202-(120-12)2]/4=2148.849mm2
1、强度计算
外侧立杆承受的荷载最大，所以取外侧立杆的稳定性进行验算，作用在外侧立杆上的荷载包括：
1)、立杆的自重标准值。本工程脚手架搭设高度为21m，竹子自重为0.025kN/m，
所以立杆自重N1=0.025×21=0.525kN；
2)、脚手板自重标准值：N2=0.3×1×1.2×6/2=1.08kN
3)、小横杆自重标准值：N3=0.025×1×(2+1)×(12+1)=0.975kN
4)、大横杆自重标准值：N4=0.025×1.2×3×(12+1)=1.17kN
5)、安全网自重标准值：N5=0.005×1.2×21=0.126kN
6)、施工荷载标准值：N6=1×1.2×1=1.2kN
所以作用在最底部立杆的荷载设计值为：N=1.2×(N1+N2+N3+N4+N5)+1.4×N6=1.2×(0.525+1.08+0.975+1.17+0.126)+1.4×1.2=6.331kN
每根立杆承受的压应力为：σ=N/A=6.331×103/2148.849=2.946N/mm2
竹子抗压强度为为fc=12N/mm2 ≥ σ=2.946N/mm2。
所以竹子的抗压强度满足要求。
2、架体整体稳定性验算

竹脚手架整体稳定性承载力满足以下公式：
σ=N/A≤[σbk]= σbk/K=π2EI/(3A(μhw)2)
其中[σbk]--换算成单杆的临界力容许值(kN/m2)
μ--换算成单杆的计算长度系数，查表得μ=1.029
hw--连墙件的竖向间距(m)
K--安全系数，取为3
将数据代入上面的公式，得到：
[σbk]=π2×30000×3500475.572/(3×2148.849×(1.029×5400)2)=5.207N/mm2
σ=2.946N/mm2 ≤ [σbk]=5.207N/mm2
所以竹脚手架的整体稳定性满足要求。
五、地基承载力验算
立杆下的平均垫块面积为：Ad=0.25m2；地基承载力标准值fd=120kPa；
其中，地基承载力调整系数为kc=1；
地基承载力设计值为：fg=kc×fgk=1×120=120kpa。
每根立杆对地基的压应力为：σ=N/Ad=6.331/0.25=25.325kPa
σ=25.325kPa≤fg
所以本脚手架的地基承载力满足要求。

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