扣件式钢管(双管)脚手架设计计算书

'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》(JGJ130-2001)(2002年版)(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）；(3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；(4)《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；(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Φ48×3.5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。第8页，共8页 3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk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μz=1.00(标高+5m)；单双管交接处风荷载高度变化系数μz=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μs=1.3=1.3×0.800=1.040，工程位于广东广州市，基本风压ω0=0.44kN/m2，双管立杆水平风荷载标准值ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.00×1.040×0.44=0.32kN/m2单双管交接处风荷载标准值ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.67×1.040×0.44=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=0.30×0.27=0.0810kN/m施工活荷QK=3.00×0.27=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=1.4×0.81=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=-0.105×0.14×1.002=-0.01kN.m弯矩系数KM2=-0.119M2=KM2q2L2=-0.119×1.13×1.002=-0.13kN.mMmax=M1+M2=0.01+0.13=0.14kN.m=140000N.mm纵向水平杆抗弯强度σ=Mmax/W=0.14×106/5080=27.56N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算挠度系数Kυ1=0.644υ1=Kυ1q1L4/(100EI)=0.644×0.14/1.2×(1.00×1000)4/(100EI)=0.03mm挠度系数Kυ2=0.973υ2=Kυ2q2L4/(100EI)=0.973×1.13/1.4×(1.00×1000)4/(100EI)=0.31mmυmax=υ1+υ2=0.03+0.31=0.34mm纵向水平杆挠度υmax=0.34mm＜[υ]=L/150=1000/150=6.67mm与10.00mm,满足要求。3）最大支座反力第8页，共8页 Rq1=1.100×0.14×1.00=0.15kNRq2=1.200×1.13×1.00=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=q12/8＋R中L/3=0.0376×0.80×0.80/8+1.51×0.27=0.41kN.m=410000N.mm横向水平杆抗弯强度σ=Mmax/W=410000/5080=80.71N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。2)挠度验算集中荷载产生的挠度为υ1=R中a(3l2-4a2)/(24EI)=2000×267×(38002-4×2672)/24EI=1.09mm均布荷载产生的挠度为：υ2=5qL4/384EI=5×0.0376×8004/(384EI)=0.01mm横向水平杆挠度υmax=υ1+υ2=1.09+0.01=1.10mm＜L/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+Gk1×l/2第8页，共8页 =1.51+0.76+0.0376×0.80/2=2.29kN横向水平杆与立杆连接扣件R=2.29kN＜Rc=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μ=1.50立杆计算长度Lo=kμh=1.00×1.50×2.00=3.00m=3000mm立杆长细比λ=Lo/i=3000/15.80=189.87立杆长细比λ=189.87＜[210],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：4×0.50×0.40×0.30=0.24kN4×1.00×0.40×0.30=0.48kN栏杆、挡脚板重量：4×0.50×0.1100=0.22kN4×1.00×0.1100=0.44kN安全网重量：42.00×0.50×0.002=0.04kN47.00×1.00×0.002=0.09kN构配件自重NG2k=0.72+0.66+0.14=1.52kNc.活荷载包括：①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=1.00×0.80/2×(3.00+2.00)=2.00kN②风荷载标准值计算双管立杆水平风荷载标准值ωk=0.32kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.85×1.4Mωk=0.85×1.4ωkLah2/10=0.85×1.4×0.32×1.00×2.002)轴心受压稳定性系数Lo=kμh=1.155×1.5×2.00=3.47m=3470mmλ=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）＋1.4ΣNQk=1.2×(6.12+1.52)+1.4×2.00=11.97kN=11970NN/（A）=11970/(0.152×489)=161.04N/mm2b.组合风荷载时N=1.2（NGlk+NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk=1.2×(6.12+1.52)+0.85×1.4×2.00=11.55kN=11550N第8页，共8页 N/（A）＋MW/W=11970/(0.152×489)+152320/5080=191.03N/mm2双管立杆稳定性=191.03N/mm2＜f=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=0.0900×47.00=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：4×1.00×0.40×0.30=0.48kN栏杆、挡脚板重量：4×1.00×0.110=0.44kN安全网重量：47.00×1.00×0.002=0.09kN构配件自重NG2k=0.48+0.44+0.09=1.01kNc.活荷载包括：①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=1.00×0.40×(2.00+3.00)=2.00kN②风荷载标准值计算单双管交接处风荷载标准值ωk=0.53kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.85×1.4Mωk=0.85×1.4ωkLah2/10=0.85×1.4×0.53×1.00×2.002/10×106=0.25kN.m=252280N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kμh=1.155×1.5×2.00=3.47m=3470mmλ=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）＋1.4ΣNQk=1.2×(4.23+1.01)+1.4×2.00=9.09kN=9088NN/（A）=9088/(0.150×489)=123.90N/mm2