脚手架计算书.docx

1、脚手架计算书收录于合集一、脚手架设计及验算说明：本工程为文体中心工程，因本工程外立面凸凹变化，脚手架尺寸参数根据外立面按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)设置，45.9米层以下采用落地式钢管脚手架，本计算书按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001以下简称技术规范)设计验算，同时参考建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)的荷载取值及稳定性验算相关内容编制。二、脚手架设计验算：（一）落地式钢管脚手架设计验算：1.计算参数脚手架参数：双排脚手架搭设高度为24.3 m，立杆采用单立杆；采用的钢管类型

2、为483.5，为增加安全系数，计算时重量按483.5取值，力学参数按483.0计算。因局部位置为三排立杆，在计算立杆强度及稳定性时按最大荷载发生位置取中间立杆计算。搭设几何尺寸：立杆的横距为0.9m，立杆的纵距按建筑物尺寸有1.5m和1.6米，取大值1.6米计算。大小横杆的步距为1.8 m；每步距中部外侧设一根大横杆作为防护栏杆；内排架距离墙0.45m；小横杆上不搭大横杆；小横杆每边伸出立杆尺寸按0.15米计算。横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；与结构的连接点，因为是改造工程，为尽量保护原有建筑主体，采用两步三跨，连接点采用钢管形成抱箍连接在原有框架柱上，竖向间距3.

3、6 m，水平间距4.8 m，采用扣件连接，对没有柱子的部位采用楼板和铜管打孔连接。2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；同时施工层数:按2层计算；3.风荷载参数本工程地处牡丹江分局，按建筑结构荷载规范取值，基本风压0.27 kN/m2；风压高度变化系数z，按C类地区（有密集建筑群市区），计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74；风荷载体型系数s 按密目安全网封闭，背靠开洞墙面，计算取值为1.236；（按Us1.3，其中1.2An/Aw,其中An为密目安全网挡风面积，Aw为迎风面积，密目网按2000目计算）4.静荷载参数每米立杆承受的结

4、构自重标准值，按技术规范插值法计算:0.1278(kN/m)，因技术规范中计算简图中无步距中间栏杆，实际搭设计算时采用三排立杆的中间立杆，修正计算实际每米立杆荷载为：立杆1米，小横杆0.9/1.8=0.5米，大横杆1.6/1.8=0.89米，每个主结点直角扣件2个，剪刀撑的旋转扣件按技术规范简图计25/30=0.83个，立杆接头扣件按每6.5米一个1/6.5=0.15个，钢管壁厚按3.5mm计38.4N每米。每米立杆的结构自重为：（1+0.5+0.89）38.4+13.22+0.8314.6+18.40.15=133.05N验算时取大值按每0.1331(kN/m)计算脚手板自重标准值按木脚手板

5、(kN/m2):0.35；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设总层数:3层；5.地基参数本工程按实际情况，脚手架搭设位置为已施工好的砼地坪，并且立杆下脚采用木板垫板，现场观察受力条件很好。6.大横杆计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。（1）均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.0384kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.350.9=0.

6、315kN/m ；活荷载标准值: Q=20.9=1.8 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.0384+1.20.315=0.424kN/m；活荷载的设计值: q2=1.41.8=2.52 kN/m；图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)（2）强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.080.4241.62+0.102.521.62 =0.732kNm；支座最大弯距计算公式如下:M2max = -0.10q1l

7、2 - 0.117q2l2支座最大弯距为M2max= -0.100.4241.62-0.1172.521.62 =-0.863kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.732106,0.863106)/4490=192.2N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为= 192 N/mm2 小于大横杆的抗压强度设计值f=205 N/mm2，满足要求！（3）挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.0384+0.315=0.353kN/m；

8、活荷载标准值: q2= Q =1.8 kN/m；最大挠度计算值为：=0.6770.35316004/(1002.06105107800)+0.9901.816004/(1002.06105107800) = 6.012mm；大横杆的最大挠度6.012mm 小于大横杆的最大容许挠度MIN(1600/150 mm,10 mm)，满足要求！6.小横杆的计算:按本方案小横杆支撑于立杆上，小横杆中部不支撑大横杆，在同样的计算条件下，小横杆的跨度只有大横杆的一半，大横杆强度值及变形值能满足要求，小横杆强度及变形值同样能满足要求，不再进行强度及变形验算。7.扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单

9、扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):R Rc其中Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0331.6=0.0528 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0330.9=0.0297 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.30.91.6=0.432 kN；活荷载标准值: Q = 20.91.6 = 2.88 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.

10、0528+0.0297+0.432)+1.42.88=4.65 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!8.脚手架立杆荷载计算:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1331kN/m;NG1 = 0.133124.30 = 3.234kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木板，标准值为0.35kN/m2;NG2= 0.351.60.92 = 1.008 kN；(3)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2;NG3 = 0.0051.624.3 = 0.194 kN；经计算得到，静荷载标准值NG

11、 = NG1+NG2+NG3 = 3.561 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，因为取最在荷载的中排立杆计算，且同时施工两层活荷载标准值为：NQ = 20.91.62 = 5.76 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.561+ 0.851.45.76= 11.128 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+1.4NQ=1.23.561+1.45.76=12.337kN；（1）、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7zs0其中0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB

12、50009-2001)的规定采用：0 = 0.27 kN/m2；（在GB50009-2001中已将风荷载标准值调整为50年一遇，但是在脚手架的技术规范中，考虑到脚手架的使用周期很短，仍按30年重现期取值）z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：z= 0.74；（在结构计算中，风荷载在顶部最在，是在外脚手架计算中，在进行立杆的稳定性验算时，立杆的轴压力在底部最大，综合计算值最大，z按地面以上5米，C类地区取值）s - 风荷载体型系数：取值为1.357；（风荷载体型系数按技术规范4.2.3条计算s1.3，其中按1.2An/Aw计算，值按两部分计算，第

13、1部分为密目安全网的挡风系数，第2部分为外侧钢管的挡风系数，第1部分目前建设部规定的密目安全网网目密度不低于2000目/cm2。取最低值按2000目来计算，11.032。第2部分钢管部分的挡风系数按技术规范4.2.4计算，20.087，值按1+212/1.2计算1.044，代入s计算公式1.357）经计算得到，风荷载标准值为:Wk = 0.7 0.270.741.357 = 0.190kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 为:Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.1901.61.82/10 = 0.117kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N

14、/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值：N = 11.128 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A)f立杆的轴心压力设计值：N = N= 12.337kN；计算立杆的截面回转半径：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得：k = 1.155计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得： = 1.5 ；计算长度,由公式l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 3.118/0.0159=196 ；轴心受压立杆的稳

15、定系数,由长细比lo/i=196 的结果查技术规范附录C表得到：= 0.188立杆净截面面积：A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2；考虑风荷载时按公式 = N/(A) + MW/W f = 11128/(0.188424)+117000/4490 = 165.66N/mm2；立杆稳定性计算 = 165.66N/mm2 小于立杆的抗压强度设计值f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 12.337/(0.188424)=N/mm2；立杆稳定性计算 = 154.77 N/mm2 小于立杆的抗

16、压强度设计值f = 205 N/mm2，满足要求！9.最大搭设高度的计算:按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3 = 1.202 kN；活荷载标准值：NQ = 5.76 kN；每米立杆承受的结构自重标准值：Gk = 0.133 kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：Mwk=Mw / (1.40

17、.85) = 0.107 /(1.4 0.85) = 0.09 kNm；Hs=0.1884.2410-4205103-(1.21.008+0.851.4(5.76+0.1884.241000.09/4.49)/(1.20.133)=39.94 m；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.3.6条按公式Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk计算的脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H = Hs /(1+0.001Hs)；H = 39.94 /(1+0.00139.94)=38.4米m

18、；H= 39.94 和38.4比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值H =38.4m。脚手架单立杆搭设高度为24.3m，小于H，满足要求！10.连墙件的稳定性计算:按技术规范5.4.1连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s1.236，00.27，Wk = 0.7zs0=0.7 0.921.2360.27 = 0.215 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积按连墙件2步3跨计算Aw = 3.614.817.28 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙

19、件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)取值, N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 5.199 kN；连墙件的轴向力计算值Nl = Nlw + N0= 10.199 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l/i = 450/15.928.3的结果查表得到=0.924，l为内排架距离墙的长度；采用钢管抱箍固定在柱子上两根钢管A = 4.2428.48 cm2 ；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf = 0.9248.4810-4205103 = 160.628kN；Nl = 10.199 Nf = 160.628,连墙件的设计计算满足要求！连墙件扣件滑移验算：因使用钢管抱箍，连墙件受力点为两个扣件Nl = 10.199 280.7512，扣件抗滑力满足要求。11.立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p fg本工程按实际情况，脚手架搭设在已施工好的砼结构地面，并且立杆下设置垫板，受力条件很好，不再进行地基承载力验算。经过以上步骤按技术规范对16层脚手架进行验算，16层脚手架设计满足技术规范要求！