钢管落地脚手架计算1.docx

钢管落地脚手架计算1 钢管落地脚手架计算书 一、脚手架参数 脚手架搭设方式 双排脚手架 脚手架钢管类型 Ф48×3 脚手架搭设高度H(m) 20 脚手架沿纵向搭设长度L(m) 100 立杆步距h(m) 1.5 立杆纵距或跨距la(m) 1.5 立杆横距lb(m) 1.05 横向水平杆计算外伸长度a1(m) 0.15 内立杆离建筑物距离a(m) 0.3 双立杆计算方法 不设置双立杆 二、荷载设计 脚手板类型 木脚手板 脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2) 0.35 脚手板铺设方式 1步1设 密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2) 0.01 挡脚板类型 木挡脚板 栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m) 0.17 挡脚板铺设方式 1步1设 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m) 0.1248 结构脚手架作业层数njj 1 结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2) 3 地区 新疆克拉玛依市 安全网设置 半封闭 基本风压ω0(kN/m2) 0.9 风荷载体型系数μs 1.25 风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性) 1.2，0.9 风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性) 1.36，1.02 计算简图： 横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2) 205 横杆截面惯性矩I(mm4) 107800 横杆弹性模量E(N/mm2) 206000 横杆截面抵抗矩W(mm3) 4490 纵、横向水平杆布置 承载能力极限状态 q=1.2×(0.033+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.033+0.35×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.35kN/m 正常使用极限状态 q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.35×1.5/(2+1))+3×1.5/(2+1)=1.71kN/m 计算简图如下： 1、抗弯验算 Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[2.35×1.052/8，2.35×0.152/2]=0.32kN·m σ=Mmax/W=0.32×106/4490=72.13N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 νmax=max[5q'lb4/(384EI)，q'a14/(8EI)]=max[5×1.71×10504/(384×206000×107800)，1.71×1504/(8×206000×107800)]=1.218mm νmax＝1.218mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[1050/150，10]＝7mm 满足要求！ 3、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.35×(1.05+0.15)2/(2×1.05)=1.61kN 正常使用极限状态 Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.71×(1.05+0.15)2/(2×1.05)=1.17kN 四、纵向水平杆验算 承载能力极限状态 由上节可知F1=Rmax=1.61kN q=1.2×0.033=0.04kN/m 正常使用极限状态 由上节可知F1'=Rmax'=1.17kN q'=0.033kN/m 1、抗弯验算 计算简图如下： 弯矩图(kN·m) σ=Mmax/W=0.65×106/4490=144.71N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 计算简图如下： 变形图(mm) νmax＝3.421mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm 满足要求！ 3、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=3.71kN 五、扣件抗滑承载力验算 横杆与立杆连接方式 单扣件 扣件抗滑移折减系数 0.8 扣件抗滑承载力验算： 横向水平杆：Rmax=1.61kN≤Rc=0.8×8=6.4kN 纵向水平杆：Rmax=3.71kN≤Rc=0.8×8=6.4kN 满足要求！ 六、荷载计算 脚手架搭设高度H 20 脚手架钢管类型 Ф48×3 每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m) 0.1248 立杆静荷载计算 1、立杆承受的结构自重标准值NG1k 单外立杆：NG1k=(gk+(lb+a1)×n/2×0.033/h)×H=(0.1248+(1.05+0.15)×2/2×0.033/1.5)×20=3.03kN 单内立杆：NG1k=3.03kN 2、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(20/1.5+1)×1.5×(1.05+0.15)×0.35×1/1/2=4.51kN 单内立杆：NG2k1=4.51kN 3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2 单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(20/1.5+1)×1.5×0.17×1/1=3.66kN 4、围护材料的自重标准值NG2k3 单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×20=0.3kN 构配件自重标准值NG2k总计 单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=4.51+3.66+0.3=8.47kN 单内立杆：NG2k=NG2k1=4.51kN 立杆施工活荷载计算 外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(1.05+0.15)×(1×3)/2=2.7kN 内立杆：NQ1k=2.7kN 组合风荷载作用下单立杆轴向力： 单外立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.03+8.47)+ 0.9×1.4×2.7=17.2kN 单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.03+4.51)+ 0.9×1.4×2.7=12.45kN 七、立杆稳定性验算 脚手架搭设高度H 20 立杆截面抵抗矩W(mm3) 4490 立杆截面回转半径i(mm) 15.9 立杆抗压强度设计值[f](N/mm2) 205 立杆截面面积A(mm2) 424 连墙件布置方式 两步三跨 1、立杆长细比验算 立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.5=2.25m 长细比λ=l0/i=2.25×103/15.9=141.51≤210 轴心受压构件的稳定系数计算： 立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.5=2.6m 长细比λ=l0/i=2.6×103/15.9=163.44 查《规范》表A得，φ=0.265 满足要求！ 2、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(3.03+8.47)+1.4×2.7=17.58kN σ=N/(φA)=17578.56/(0.265×424)=156.45N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 组合风荷载作用 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(3.03+8.47)+0.9×1.4×2.7=17.2kN Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×1.02×1.5×1.52/10=0.43kN·m σ=N/(φA)+ Mw/W=17200.56/(0.265×424)+433863.18/4490=249.71N/mm2>[f]=205N/mm2 不满足要求，减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数！ 八、脚手架搭设高度验算 不组合风荷载作用 Hs1=(φAf-(1.2NG2k+1.4NQ1k))×H/(1.2NG1k)=(0.265×424×205×10-3-(1.2×8.47+1.4×2.7))×20/(1.2×3.03)=50.02m 组合风荷载作用 Hs2=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×(NQ1k+Mwk φA/W)))×H/(1.2NG1k)=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×NQ1k+Mw φA/W))×H/(1.2NG1k)=(0.265×424×205×10-3-(1.2×8.47+0.9×1.4×2.7+0.43×1000×0.265×424/4490))×20/(1.2×3.03)=-7.65m Hs=-7.65m≤H=20m 不满足要求，减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数！ 九、连墙件承载力验算 连墙件布置方式 两步三跨 连墙件连接方式 扣件连接 连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN) 3 连墙件计算长度l0(mm) 600 连墙件截面面积Ac(mm2) 489 连墙件截面回转半径i(mm) 158 连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2) 205 连墙件与扣件连接方式 双扣件 扣件抗滑移折减系数 1 Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×1.36×2×1.5×3×1.5=25.64kN 长细比λ=l0/i=600/158=3.8，查《规范》表A.0.6得，φ=0.99 (Nlw+N0)/(φAc)=(25.64+3)×103/(0.99×489)=59.04N/mm2≤0.85 ×[f]=0.85 ×205N/mm2=174.25N/mm2 满足要求！ 扣件抗滑承载力验算： Nlw+N0=25.64+3=28.64kN>1×12=12kN 不满足要求，增设连墙件！ 十、立杆地基承载力验算 地基土类型 素填土 地基承载力特征值fg(kPa) 160 地基承载力调整系数mf 1 垫板底面积A(m2) 0.25 单立杆的轴心压力标准值N=(NG1k+NG2k)+NQ1k=(3.03+8.47)+2.7=14.2kN 立柱底垫板的底面平均压力p＝N/(mfA)＝14.2/(1×0.25)＝56.8kPa≤fg＝160kPa 满足要求！ 结论和建议： 1.立杆稳定性验算，不满足要求，减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数！ 2.脚手架搭设高度验算，不满足要求，减小步距、减小立杆纵横向间距、减少施工作业层数！ 3.连墙件扣件抗滑承载力验算，不满足要求，增设连墙件！