1、落地式脚手架工程方案计算书工 程 名 称： 演示工程 施 工 单 位： 山西宏厦建筑工程有限公司 编 制 人： 张某某 审 核 人： 日 期： 山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案1目 录一、 编制依据 .2二、 工程参数 .2三、 横向水平杆（小横杆）验算 .3四、 纵向水平杆(大横杆)验算 .5五、 扣件抗滑承载力验算 .5六、 立杆的稳定性计算 .6七、 脚手架搭设高度计算 .9八、 连墙件计算 .10九、 立杆地基承载力计算 .11山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案2一、 编制依据1、工程施工
2、图纸及现场概况2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20113、建筑施工安全检查标准JGJ59-20114、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20155、混凝土结构设计规范GB50010-20106、建筑结构荷载规范GB50009-20127、建筑地基基础设计规范GB50007-20118、建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-20169、危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987 号文二、 工程参数搭设参数搭设高度 24m 步距 1.8m立杆纵距 1.5m 立杆横距 1.05m连墙件方式 二步三跨 连墙件扣件 双扣件荷载参数（荷载标准值）立杆承受结构自
3、重 0.1086kN/m 安全网 0.01kN/m2脚手板类型冲压钢脚手板,2层自重标准值 0.3kN/m2永久荷载护栏与挡脚板自重标准值 0.17kN/m2可变荷载 施工均布活荷载 2kN/m2 同时施工层数 1 层风荷载 地区 山西阳泉市 基本风压 0.4kN/m2地基参数地基土类型 碎石土 地基承载力标准值 200kN/m2垫板宽度 0.3m 垫板长度 1.5m考虑到钢管锈蚀弯曲等因素，按 483 钢管计算。山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案3200 10501800三、 横向水平杆（小横杆）验算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定:山
4、 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案4“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。（一）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+0.3)1.5=3.45 kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4QKS+1.2QP1S=1.421.5+1.20.31.5=4.74 kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆
5、上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载） ，最大弯矩：qlb2 4.741.052Mmax=8=8= 0.653kNm4、钢管载面模量 W=4.49cm35、Q235 钢抗弯强度设计值，f=205N/mm 26、计算抗弯强度Mmax 0.653106=W=4.49103= 145.43N/mm2 205N/mm27、结论：满足要求（二）变形计算1、钢材弹性模量 E2.0610 5N/mm22、钢管惯性矩 I10.78cm 43、容许挠度 =l/150 与 10mm山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案54
6、、验算挠度5、结论：满足要求四、 纵向水平杆(大横杆)验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 0.15F= 0.5qlb(1+lb)2=0.54.741.05(1+1.05)2 =3.25kN由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值a1 0.15Fk=0.5qklb(1+lb)2=0.53.451.05(1+ 1.05)2 =2.37kN五、 扣件抗滑承载力验算水平杆与立杆连接方式采用单扣件，抗滑承载力 Rc= 8kN。纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值=3.25kNR c=8kN结论：扣件抗滑承载力满足要求5
7、qklb4 53.4510504 1050=384EI=3842.0610510.78104= 2.5mm 1507 与 10mm山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案6六、 立杆的稳定性计算1、分析立杆稳定性计算部位组合风荷载时，由下式计算立杆稳定性N MwA + W f N计算立杆段的轴向力设计值；A立杆的截面面积；轴心受压构件的稳定系数， W截面模量；f钢管的抗压强度设计值；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩； 0.91.4 klah2Mw=0.91.4Mwk=10其中，风荷载标准值 k=0.7zs 0，将 N=1.2(NG1k+NG2k)
8、+0.91.4N Qk代入上式化简为：1.2Hgk 0.91.40.7zs 0lah2 1.2NG2k 0.91.4N QkA+10W+A+AfH脚手架高度；g k每米立杆承受的结构自重标准值；l a立杆纵距；h步距；z风压高度变化系数； s风荷载体型系数； 0基本风压，取山西阳泉市 50 年一遇值， 0=0.4kN/m2NG1k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； 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：0.91.40.7zs 0lah2w= 10W构配件(安全网除外，
9、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山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案7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 w 风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.04 0.91.40.7z1.040.41.51.82106 w=104.49103=39.7z地面粗糙度 B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力
10、 g首先计算长细比 ：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 5.2.8 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 5.2.8 得 =1.5，h=1.8mkh 1.1551.5180.0=i=1.59=196根据 的值，查规范得轴心受压构件的稳定系数=0.188。立杆纵距 la=1.5m，查规范附录 A 表 A-1 得 gk=0.1086kN/m1.2Hsgk 1.2Hs0.1086103 g =A=0.188424.00=1.63HsN/mm24、求 = w
11、 + g列表如下：高度(m)z w =39.7z(N/mm2)对应风荷载作用计算段高度取值 Hg(m) g=1.63Hs(N/mm2)= w + g(N/mm2)5 1.0 39.70 24 39.12 78.8224 1.29 51.21 10 16.30 67.51山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案8分析说明：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，脚手架底部风荷载产生的弯曲压应力虽较小，但脚手架自重产生的轴压应力接近最大 = w + g最大，因此脚手架立杆稳定性验算部位取底部
12、。5、验算长细比由规范 5.2.8 式，且 K=1，得l0 kh 1.5180=i=i=1.59=170 210结论:满足要求!。6、计算立杆段轴向力设计值 N脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=240.1086=2.61kN构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5(lb+a1)laQ p1+Qp2la+laHQp3=0.5(1.05+0.15)1.520.3+0.171.52+1.5240.01=1.410kNlb立杆横距；a 1小横杆外伸长度；l a立杆纵距；Q p1脚手板自重标准值；Qp2脚手板挡板自重标准值；Q p3密目式安全立网自重标准值；H脚手架高度；施工荷载标
13、准值产生的轴向力总和N Qk=0.5(lb+a1)laQk=0.5(1.05+0.15)1.521=1.80kNQk施工均布荷载标准值；组合风荷载时N=1.2(NG1K+NG2K)+0.91.4N Qk=1.2(2.61+1.410)+0.91.41.80=7.09kN7、组合风荷载时，验算立杆稳定性按规范公式 5.2.6-2 验算立杆稳定性，即：N Mw 7.09103A+W=0.188424+39.71.0=88.95+39.70=128.65N/mm2 f=205N/mm2结论:满足要求!。山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案98、不组合风荷
14、载时，验算立杆稳定性N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4N Qk=1.2(2.61+1.410)+1.41.80=7.34kN按规范公式 5.2.6-1 验算立杆稳定性：N 7.34103A=0.188424=92.08N/mm2 f=205N/mm2结论:满足要求!。七、 脚手架搭设高度计算1、验算长细比：l0 kh 1.5180=i=i=1.59=170 210(k=1，=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=1.59=196查规范得=0.188， g k=0.1086kN/m23、确定构配件自重标准值产生的轴心力
15、 NG2KNG2K=0.5(lb+a1)laQ p1+laQ p2+ la HQp3=0.5(1.05+0.15)1.520.3+1.520.17+241.50.01=1.410kN(H脚手架搭设高度限值，取最大，即H=24m)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+0.15)1.512=1.80kN5、求风荷载标准值产生的弯矩： 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=1.04地面粗糙度 B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。立杆
16、计算段取底部，风压高度变化系数 z=1.0山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案100.71.01.040.41.51.82Mwk=10=0.142kNm6、确定按稳定计算的搭设高度 Hs:组合风荷载时MwkAf-1.2NG2K+0.851.4(N Qk+wA)Hs=1.2gk=0.1420.18842420510-3-1.21.410+0.851.4(1.80+4.490.188424)1.20.1086=73m不组合风荷载时Af-(1.2NG2K+1.4N Qk)Hs=1.2gk0.18842420510-3-(1.21.410+1.41.80)
17、=1.20.1086=93mHs取 73m 时，Hs 73H=1+0.001 Hs=1+0.00173=68m脚手架搭设高度限值为 68m。根据规范，落地式脚手架高度不宜超过米。八、 连墙件计算（一）脚手架上水平风荷载标准值 k连墙件均匀布置，取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算，高度按 24m，地面粗糙度 B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。风压高度变化系数 z=1.29脚手架风荷载体型系数 s=1.3=1.30.8=1.04 基本风压取山西阳泉市 50 年一遇值， 0=0.4kN/m2山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工
18、方 案11 k=0.7z s 0=0.7 1.291.040.4=0.38kN/m2（二）求连墙件轴向力设计值 N每个连墙件作用面积 Aw=21.831.5=16.20m2N=Nlw+N0=1.4wkAw+3=1.40.3816.20+3=11.62kNNlw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=3kN；（三）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=0.2m，因此长细比lH 20.0=i=1.59=13 =150根据 值，查规范附录
19、表 C，N 11.62103=0.966,A=0.966424=28.37N/mm2 205N/mm2满足要求!。抗滑承载力计算连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力取 12kN。Nl=11.62kN 12kN连墙件扣件抗滑承载力满足要求!山 西 宏 厦 建 筑 工 程 有 限 公 司 脚 手 架 工 程 施 工 方 案12九、 立杆地基承载力计算1、立杆段轴力设计值 NN=7.34kN2、计算基础底面积 A取垫板作用长度 1.5m，A=0.31.5=0.45m 23、确定地基承载力设计值 fg碎石土承载力标准值：f gk=200kPa=200kN/m2取 Kc= 0.4，得 fg=kcfgk=0.4200=80kN/m24、验算地基承载力立杆基础底面的平均压力N 7.34P=A=0.45=16.31kN/m2 fg=80kN/m2满足要求!。
