1、落地式脚手架计算书工程名称: 施工单位:编 制 人: 目 录脚手架计算书的编制依据 .31、依据规范 32、主要计算参考文献 3参数信息 .31、脚手架参数 32、永久荷载参数 43、可变荷载参数 44、风荷载参数 45、地基参数 4横向水平杆(小横杆)计算 .61、抗弯强度计算 62、变形计算 7纵向水平杆(大横杆)计算 .8扣件的抗滑承载力计算 .8立杆的稳定性计算 .91、分析立杆稳定性计算部位 92、计算风荷载产生的弯曲压应力 11脚手架搭设高度计算 .14连墙件计算 .16脚手架上水平风荷载标准值 k16求连墙件轴向力设计值 Nl17连墙件稳定计算 17抗滑承载力计算 18立杆地基承
2、载力计算 .18脚手架计算书的编制依据1、依据规范1. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)。2. 混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) 。3. 钢结构设计规范 (GB50017-2003)4. 木结构设计规范 (GB50005-2003)5. 建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)6. 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)2、主要计算参考文献建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算 主编:刘群 副主编:袁必勤建书安全设施计算软件参数信息1、脚手架参数脚手架排数:双排脚手架;钢管类型:483.5脚手架搭设高度 Hs(m):43.2脚手架
3、步距 h(m):1.8 ;立杆纵距 la(m):1.5;立杆横距 lb(m):1.05脚手架内排距墙(m) : 0.5;小横杆计算外伸长度 a1(m):0.3;小横杆间距 S(m):1.5大小横杆的布置方法:小横杆在大横杆上面(北方作法)横杆与立杆的连接方式:单扣件;连墙件布置:二步三跨;连接方式:双扣件2、永久荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值g k(kN/m2):0.1248;脚手板类别:木脚手板;脚手板自重标准值Q P1(kN/m2):0.35;脚手板铺设层数:2层; 栏杆挡板类别:木脚手板 ;栏杆挡脚板自重标准值Q P2 (kN/m2):0.14;安全设施与安全网Q P3(kN/m2
4、):0.005 每米脚手架钢管自重标准值(kg/m):3.84;3、可变荷载参数施工均布活荷载标准值Q K(kN/m2):2;脚手架用途:装修脚手架;同时施工层数: 1 层;4、风荷载参数本工程地处四川省成都市,基本风压w O (kN/m2):0.3;5、地基参数地基土类型:粘性土;地基承载力标准值(kN/m 2):120;立杆垫板宽度(m):0.3,作用长度(m):1.5;地基承截力调整系数:0.5。横向水平杆(小横杆)计算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第6.2.2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上
5、。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是:脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆如图:横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。1、抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值:qk=(QK+QP1)S=(2+0.35)1.5=3.53 kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值:q=1.4QKS+1.2QP1S=1.421.5+1.20.351.5=4.83 kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载,但
6、计算支座最大支反力要计入悬挑荷载) 。最大弯矩:4、钢管载面模量 W=5.08cm35、Q235 钢抗弯强度设计值,查规范表 5.1.6 得表 f=205N/mm26、按规范中公式(5.2.1)计算抗弯强度7、结论:满足要求2、变形计算1、钢材弹性模量:查规范表 5.1.6 得 E2.0610 5N/mm22、钢管惯性矩 I12.19cm 43、容许挠度:查规范表 5.1.8,得=l/150 与 10mm4、按规范中公式(5.2.3)验算挠度5、结论:满足要求qlb2 4.831.052Mmax= 8=8= 0.666kNmMmax 0.666106=W=5.08103= 131.1N/mm2
7、 205N/mm25qklb4 53.5310504 1050=384EI = 3842.0610512.19104 = 2.2mm 150 7 与 10mm纵向水平杆(大横杆)计算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算,如下图:不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值:a1 0.3F= 0.5qlb(1+lb)2=0.54.831.05(1+1.05)2 =4.19kN由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值a1 0.3Fk=0.5qklb(1+lb)2=0.53.531.05(1+1.05)2 =3.06kN扣件的抗滑承载力计算1. 直角扣件,旋转扣件抗滑承载力设计值=
8、8kN。横杆与立杆连接方式采用:单扣件Rc= 8kN。2. 纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值:R=F=4.19kNR c3. 结论:满足要求立杆的稳定性计算1、分析立杆稳定性计算部位密目式安全立网全封闭双排脚手架应考虑风荷载对脚手架的作用。组合风荷载时,由规范公式 5.3.1-2N MwA + Wf 验算立杆稳定性N计算立杆段的轴向力设计值;轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比 由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)附表C取值;Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;f钢材的抗压强度设计值;A立杆的截面面积;W截面模量;把规范公式 5.3.4,0.851.4 k
9、lah2Mw=0.851.4Mwk=10规范公式 4.2.3, k=0.7zs 0,规范公式 5.3.2-2 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.851.4N Qk代入规范公式5.3.1-2 化简为:1.2Hgk 0.851.40.7zs 0lah2 1.2NG2k 0.851.4N QkA+10W+A+AfH脚手架高度;Mwk风荷载标准值产生的弯矩; l a立杆纵距;h步距;gk每米立杆承受的结构自重标准值; z风压高度变化系数,按现行国家标准建筑结构荷载规范(GBJ 9)规定采用; s脚手架风荷载体型系数; 0基本风压;NG1k脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力; NG2k构配件
10、自重标准值产生的轴向力; N Qk施工荷载标准值产生的轴向力总和; 令脚手架结构自重产生的轴压应力1.2Hsgk g=A风荷载产生的弯曲压应力:0.851.40.7zs 0lah2 w=10W构配件(安全网除外,但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用位置相对不变,其值不随高度变化而变化。风荷载随脚手架高度增大而增大,脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加(计算中应考虑的架高范围增大),因此,取 = g + W最大时作用部位验算立杆稳定性。2、计算风荷载产生的弯曲压应力根据规范 4.2.4 条,建筑物结构型式为框架结构。风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.040挡风系数;0.851.40.
11、7z1.0400.31.51.82106 w=105.08103=24.9z地面粗糙度 C 类 有密集建筑群的城市市区。(3)计算 g:计算长细比 :l0=il0计算长度,l 0=kh;i截面回转半径;k计算长度附加系数,其值取 1.155;考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.3.3采用; h步距;立杆横距 lb=1.05m,连墙件布置二步三跨,查规范表 5.3.3 得=1.5,h=1.8mkh 1.1551.5180.0=i=1.58=197根据 的值,查规范附录 C 表 C 得轴心受压构件的稳定系数=0.186。立杆纵距 la=1.5m,查规范附录 A 表 A-1 得
12、gk=0.1248kN/m1.2Hsgk 1.2Hs0.1248103 g =A=0.186489.00=1.65HsN/mm2(4)求 = w + g:列表如下:高度(m) z w =24.9z(N/mm2) 对应风荷载作用计算 段高度取值 Hg(m) g=1.65Hs(N/mm2)= w + g(N/mm2)5 0.74 18.43 43.2 71.28 89.7143.2 1.25 31.13 10 16.50 47.63分析说明:全封闭脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大,但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小, w + g相对较小,5 米高度处的风荷载产生的压应力虽较小,但脚手
13、架自重产生的轴压应力接近最大= w + g最大,因此全闭脚手架立杆稳定性验算部位取底部。(5)验算长细比:由规范 5.3.3 式,且 K=1,得= l0 = kh = 1.5180 =171 A+W现象脚手架搭设高度计算1、验算长细比:由规范公式 5.3.3 式得l0 kh 1.5180=i=i=1.58=171 210(k=1, 查规范表 5.3.3=1.5)结论:满足要求!。2、确定轴心受压构件稳定系数:kh 1.1551.5180.0k=1.155,=i=1.58=197查规范附录 C 表 C 得=0.186,查规范附录 A 表 A-1,g k=0.1248kN/m23、确定构配件自重标
14、准值产生的轴心力 NG2KNG2K=0.5(lb+a1)laQ p1+laQ p2+ la HQp3=0.5(1.05+0.3)1.520.35+1.520.14+43.21.50.005=1.453kN(H脚手架搭设高度限值,取最大,即H=43.2m)4、求施工荷载标准值产生的轴向力总和N Qk:N Qk=0.5(lb+a1)laQ k=0.5(1.05+0.3)1.512=2.03kN5、求风荷载标准值产生的弯矩:由规范公式 4.2.3、5.3.4 式得 klah2 0.7zs 0lah2Mwk=10=10建筑物为框架结构,风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.040地面粗糙度 C
15、 类 有密集建筑群的城市市区。立杆计算段取底部,风压高度变化系数 z=0.740.70.741.0400.31.51.82Mwk=10=0.079kNm(6)确定按稳定计算的搭设高度 Hs:组合风荷载时由规范公式 5.3.6-2 式计算 Hs 即MwkAf-1.2NG2K+0.851.4(N Qk+wA)Hs=1.2gk=0.0790.18648920510-3-1.21.453+0.851.4(2.03+5.08 0.186489)1.20.1248=85m不组合风荷载时Af-(1.2NG2K+1.4N Qk)Hs=1.2gk0.18648920510-3-(1.21.453+1.42.03
16、)=1.20.1248=94mHs取 85m 时,Hs 85H=1+0.001 Hs=1+0.00185=78m脚手架搭设高度限值为 78m。根据规范 5.3.7,脚手架高度不宜超过米。连墙件计算脚手架上水平风荷载标准值 k由规范公式 4.2.3 得 k=0.7zs 0连墙件均匀布置,受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位,计算按 43.2m 考虑,地面粗糙度 C 类 有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数 z=1.25脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.30.8=1.040 k=0.71.251.0400.3=0.27kN/m2求连墙件轴向力设计值 NlNl=Nlw+N0=1.4wkAw
17、+5=1.40.2721.831.5+5=11.12kNNlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值;N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手架N0=5kN;连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上,因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离,即lH=0.5m,因此长细比lH 50.0=i=1.58=32 =150根据 值,查规范附录表 C,Nl 11.12103=0.912,A=0.912489=24.93N/mm2 205N/mm2满足要求!。抗滑承载力计算直角扣件抗滑承载力计值 Rc=8kN连墙件连接方式为双扣件,2*R c=16k
18、N。Nl=11.12kN 16.0kN满足要求!立杆地基承载力计算1、计算立杆段轴力设计值 N:由已知条件可知,不组合风荷载。N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4N Qk由已知条件 la=1.5m, h=1.8m 查规范附录 A 表 A-1 得 gk=0.1248kN/m脚手架结构自重标准值产生的轴向力 NG1kNG1k=Hsgk=43.20.1248=5.391kN构配件自重标准值产生的轴向力 NG2kNG2k=0.5(lb+a1)laQ p1+ laQ p2+HQp3la =0.5(1.05+0.3)1.520.35+0.141.52+1.543.20.005=1.453kN施工荷载
19、标准值产生的轴向力总和N Qk:N Qk=0.5(lb+ a1)laQk=0.5(1.05+0.3)1.512=2.025kNN=1.2(5.391+1.453)+1.42.025=11.05kN2、计算基础底面积 A:取垫板作用长度 1.5mA=0.31.5=0.45m23、确定地基承载力设计值 fg:粘性土承载力标准值:f gk=120kPa=120kN/m2由规范公式 5.5.2,并取 Kc= 0.5得 fg=kcfgk=0.5120=60kN/m24、验算地基承载力:由 5.5.1 式得立杆基础底面的平均压力N 11.05P=A=0.45=24.56kN/m2 fg=60kN/m2满足要求!。