扣件式钢管(双管)脚手架设计计算书.doc

扣件式钢管(双管)脚手架设计计算书工程名称：中大布市现代轻纺服务中心编制单位：湛江市建筑工程集团公司本计算书参考书籍： (1)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2001)(2002年版)(2)建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ 80-91）；(3)建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）；(4)钢结构设计规范（GB500172003）；(5)建筑结构荷载规范(GB5009-2001)(2006年版)；(6)混凝土结构设计规范(G1350010-2002)(7)施工图纸。1.计算参数设定(1)脚手架参数脚手架采用483.5钢管,脚手架总高度89.00m,内立杆离墙0.20m；立杆步距h=2.00m,立杆纵距La=1.00m,立杆横距=0.80m；连墙件按2步3跨布置, 横向杆上有2条纵向杆；双管高度42.00m,单管高度47.00m；冲压钢脚手板：双管铺4层,单管铺4层。(2)钢管截面特征 壁厚t=3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4；截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量0.0384kN/m；Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。(3)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0.0900kN/m；脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.300kN/m2；栏杆与挡板采用0.11,自重标准值为0.1100kN/m；脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值0.002kN/m2。2)施工均布活荷载标准值装修脚手架2.00kN/m2，结构脚手架3.00kN/m2。 3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值k脚手架搭设高度为89.00m 地面粗糙度按B类；风压高度变化系数z=1.00 (标高+5m)；单双管交接处风荷载高度变化系数z=1.67(+50m)挡风系数=0.800,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s=1.3=1.30.800=1.040，工程位于广东广州市，基本风压0=0.44kN/m2 ，双管立杆水平风荷载标准值k=0.7zs0=0.71.001.0400.44=0.32kN/m2单双管交接处风荷载标准值k=0.7zs0=0.71.671.0400.44=0.53kN/m22.纵向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重GK1=0.0376kN/m;脚手板自重GK2=0.300.27=0.0810kN/m施工活荷QK=3.000.27=0.81kN/m作用于纵向水平杆线荷载标准值永久荷载 q1=1.2GK=1.2(0.0376+0.08)=0.14kN/m 施工活荷载 q2=1.4QK=1.40.81=1.13kN/m(2)纵向水平杆受力计算每根钢管长约6.00m，按五跨连续梁计算，L=1.00m。1)抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.105M1=KM1q1L2=-0.1050.141.002=-0.01kN.m弯矩系数KM2=-0.119M2=KM2q2L2=-0.1191.131.002=-0.13kN.mMmax=M1+M2=0.01+0.13=0.14kN.m=140000N.mm纵向水平杆抗弯强度=Mmax/W=0.14106/5080=27.56N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算挠度系数K1=0.644 1=K1q1L4/(100EI)=0.6440.14/1.2(1.001000)4/(100EI)=0.03mm挠度系数K2=0.9732=K2q2L4/(100EI)=0.9731.13/1.4(1.001000)4/(100EI)=0.31mmmax=1+2=0.03+0.31=0.34mm纵向水平杆挠度max=0.34mm=L/150=1000/150=6.67mm与10.00mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.1000.141.00=0.15kNRq2=1.2001.131.00=1.36kNRmax=Rq1+Rq2=0.15+1.36=1.51kN3.横向水平杆验算(1)荷载计算钢管自重gk1=0.0376kN/m中间纵向水平杆传递支座反力:R中=Rmax=1.51kN旁边纵向水平杆传递支座反力:R边=Rmax/2=0.76kN。(2)横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=q12/8R中L/3=0.03760.800.80/8+1.510.27=0.41kN.m=410000N.mm横向水平杆抗弯强度=Mmax/W=410000/5080=80.71N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算集中荷载产生的挠度为1=R中a(3l2-4a2)/(24EI)=2000267(38002-42672)/24EI=1.09mm均布荷载产生的挠度为：2=5qL4/384EI=50.03768004/(384EI)=0.01mm横向水平杆挠度max=1+2=1.09+0.01=1.10mmL/150=800/150=5.3mm与10mm,满足要求。3)横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算R=R中+R边+Gk1l/2=1.51+0.76+0.03760.80/2=2.29kN 横向水平杆与立杆连接扣件R=2.29kNRc=8.00kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。4.立杆计算(1)立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0，立杆步距h=2.00m考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50立杆计算长度Lo=kh=1.001.502.00=3.00m=3000mm立杆长细比=Lo/i= 3000/15.80=189.87立杆长细比=189.87210,满足要求。(2)双管立杆稳定性验算1)荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重：gk=0.0900kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.0900(47.00+42.00/2)=6.12kNb.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：40.500.400.30=0.24kN 41.000.400.30=0.48kN栏杆、挡脚板重量： 40.500.1100=0.22kN 41.000.1100=0.44kN安全网重量： 42.000.500.002=0.04kN 47.001.000.002=0.09kN构配件自重NG2k=0.72+0.66+0.14=1.52kN c.活荷载包括：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：NGk=1.000.80/2(3.00+2.00)=2.00kN风荷载标准值计算双管立杆水平风荷载标准值k=0.32kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.851.4Mk=0.851.4kLah2/10=0.851.40.321.002.002)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.52.00=3.47m=3470mm=Lo/i =3465/15.8=219.30 =0.1523)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(6.12+1.52)+1.42.00=11.97kN=11970NN/（A）=11970/(0.152489)=161.04N/mm2b.组合风荷载时N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(6.12+1.52)+0.851.42.00=11.55kN=11550NN/（A）MW/W=11970/(0.152489)+152320/5080=191.03N/mm2双管立杆稳定性=191.03N/mm2f=205N/mm2,满足要求。(3)单管立杆稳定性验算1)荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重gk=0.0900kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.090047.00=4.23kNb.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：41.000.400.30=0.48kN栏杆、挡脚板重量：41.000.110=0.44kN安全网重量：47.001.000.002=0.09kN构配件自重NG2k=0.48+0.44+0.09=1.01kN c.活荷载包括：施工荷载按2层作业计算（其中一层为结构施工，一层装修施工）得NGk=1.000.40(2.00+3.00)=2.00kN风荷载标准值计算单双管交接处风荷载标准值k=0.53kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.851.4Mk=0.851.4kLah2/10=0.851.40.531.002.002/10106=0.25kN.m=252280N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.52.00=3.47m=3470mm= Lo/i =3470/15.8=219.62 =0.1503)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(4.23+1.01)+1.42.00=9.09kN=9088NN/（A）=9088/(0.150489)=123.90N/mm2f=205N/mm2b.组合风荷载时N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(4.23+1.01)+0.851.42.00=8.67kN=8670NN/（A）MW/W=8670/(0.150489)+252280/5080=167.86N/mm2单管立杆稳定性=167.86N/mm2f=205N/mm2,满足要求。5.立杆地基承载力计算立杆基础底面面积A=0.16m2地基承载力标准值为fgk=135kN/m2,kc=1,地基承载力fg=kcfgk=1135=135.00kN/m2上部荷载为F=21.06kN立杆基础底面的平均压力P=F/A=21.06/0.16=131.63kN/m2.立杆基础底面的平均压力P=131.63kN/m2fg=135.00kN/m2,满足要求。6.连墙件计算连墙件采用483.5钢管,截面积为489mm2；fy=210N/mm2按每个结构层花排设置,纵向间距取3跨,脚手架搭设高度89.00m连墙件轴向力设计值N1=N1WN0,其中:风压高度变化系数z=1.672.02(标高+90m)，基本风压o=0.44kN/m2挡风系数=0.800,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s=1.3=1.30.800=1.040，风荷载标准值k，=0.72.021.0400.44=0.65kN/m2，N1W=1.4kA=1.40.6512.00=10.92kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kNN1= NlWN0 =10.92+5.00=15.92kN(N18kN采用单扣件，8kNN116kN采用双扣件)连墙件采用483.5钢管,双扣件连接满足要求。L0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=15.8mm,=L0/i=300/15.8=19.0mm,1=0.949=N1/1A连墙件=15920/(0.949489)=34.31N/mm2连墙件强度=34.31N/mm2f=210N/mm2,满足要求。 7.计算结果脚手架单管高度47.00m,双管高度42.00m,内立杆离墙0.20m立杆步距2.00m,立杆纵距1.00m,立杆横距0.80m,连墙件按2步3跨布置平桥脚手板铺设8层第8页，共8页