2组合扣件式钢管脚手架设计计算书

1、组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书1.计算参数设定（1）脚手架基本参数建筑物最大标高+48.60m，脚手架起搭标高为0m,脚手架最大标高+49.80m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设2个拉吊段分别是+23.40+38.40m,+38.40+49.80m。拉吊卸荷采用16mm钢丝绳1.50m,吊环20mm。脚手架采用483.5钢管，内立杆离墙0.15m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距la=1.50m，立杆横距0.80m；纵向水平杆在上，横向水平杆上设有2根纵向水平杆；连墙件按2步3跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。脚手架不完全卸荷采用：立杆向下传递20%荷载。（2）钢管截面特

2、征 钢管483.5mm，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0.0376kn/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为0.1248kn/m采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kn/m2栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kn/m，脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kn/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00kn/m2 ,结构脚手架为3.00

3、kn/m2 3）风荷载风压高度变化系数z=0.65；地面粗糙度按c类挡风系数=0.80 ,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s=1.3=1.30.80=1.04,工程位于广东省广州市,基本风压0=0.20kn/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=0.300.27=0.08kn/m；施工活荷载qk=3.000.27=0.80kn/m；作用于纵向水平杆上线荷载标准值永久荷载：q1=1.2(0.0376+0.08)=0.14kn/m,施工活荷载：q2=1.40.80=1.12kn/m（2）纵向水平杆受力计算每根钢管长约6

4、.00m，按四跨连续梁计算,l=1.50m。1）抗弯强度验算弯矩系数km1=-0.107,m1=km1q1l2=-0.1070.141.502=-0.03knm弯矩系数km2=-0.121,m2=km2q2l2=-0.1211.121.502=-0.30knmmmax=m1+m2=0.03+0.30=0.33knm,=mmax/w=0.33106/5080=64.96knm纵向杆的抗弯强度=64.96n/mm2f=205n/mm2,满足要求。2）挠度验算挠度系数k1=0.632,1=k1q1l4/(100ei)=0.632(0.14/1.2)(1500)4/(100ei)=0.15mm挠度系数

5、k2=0.967,2=k2q2l4/(100ei)=0.967(1.12/1.4)(1500)4/(100ei)=1.56mmmax=1+2=0.15+1.56=1.71mm纵向杆的max=1.71mm=l/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力rq1=1.1430.141.50=0.24kn,rq2=1.2231.121.50=2.05kn,rmax=rq1+rq2=0.24+2.05=2.29kn3.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=2.29kn,旁边纵向水平杆传递支座反力r边=rmax/2=1.15k

6、n（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=ql2/8r中l/3=0.03760.800.80/82.290.80/3=610000nmm=0.61knm=mmax/w=610000/5080=120.08n/mm2横向水平杆的抗弯强度=120.08n/mm2f=205n/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为:1=pa(3l24a2)/(24ei)=2290267(3800242672)/(24ei)=1.66mm均布荷载产生的挠度为:2=5ql4/384ei=50.03768004/(384ei)=0.01mmmax=12 =1.

7、66+0.01=1.67mm横向水平杆的max=1.67mm=l/150=5.33mm与10mm,满足要求。4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算 r=r中r边gk1l/2=2.291.150.03760.40=3.46kn横向水平杆与立杆连接扣件r=3.46knrc=8.0kn(rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。5.立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50立杆步距h=1.80m；立杆计算长度lo=kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm长细比=lo/i=2700/15.8=170.89 立杆长细比=170.89210

8、,满足要求。轴心受压稳定性系数lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119mm=lo/i=3119/15.8=197，查得=0.186。6.落地段立杆计算净高度23.40m, 落地段计算高度为23.40m, 脚手板铺13层。(1）荷载计算1)脚手架结构自重：nglk=gkh=0.124823.40=2.92kn2)构配件自重： ng2k=2.34+3.12+0.35=5.81kn其中：脚手板重量：131.500.400.30=2.34kn栏杆、挡脚板重量：131.500.16=3.12kn安全网重量：23.401.500.010=0.35kn3)活荷包括：a.施工荷载按2层作业

9、计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.651.040.20=0.14kn/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.141.501.801.80/10=0.09knm=90000n.mm(2）立杆稳定性验算 序号 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载)上层立杆传递力验算作用力1+38.40+49.80m9.1309.132+23.40+38.40m10.759.130.20=1.8310.75+1.83=12.583落地段0

10、+23.4014.6812.580.20=2.5214.68+2.52=17.19序号 各标高段 立杆作用力（组合风荷载）上层立杆传递力验算作用力1+38.40+49.80m8.7108.712+23.40+38.40m10.338.710.20=1.7410.33+1.74=12.073落地段0+23.4014.2612.070.20=2.4114.26+2.41=16.671)不组合风荷载时n=1.2(nglk+ ng2k）1.4nqk=1.2(2.92+5.81)+1.43.00=14.68kn上层立杆传递作用力:n2=12.580.20=2.52,n=n1+n2=14.68+2.52=

11、17.19knn/（a）=17.191000/(0.186489)=189.00n/mm2 2)组合风荷载时n1=1.2（nglk+ ng2k）0.91.4nqk=1.2(2.92+5.81)+0.91.43.00=14.26kn 上层立杆传递作用力:n2=12.070.20=2.41,n=n1+n2=14.26+2.41=16.67knn/（a）mw/w=16.671000/(0.186489)90000/5080=201.00n/mm2 立杆稳定性为201.00n/mm2f=205n/mm2,满足要求。7.支撑支承面验算钢管立杆高配套底座100100mm,支承面为混凝土板（按c30考虑）支

12、承板厚=180mm上部荷载为：f=16.67kn（1）支承面受冲切承载力验算s=2.00,ft=1.50n/mm2,h0=165mm,h=1.00=0.4+1.2/s=1.00,pc,m=0n/mm2,um=2(100+165)+2(100+165)=1060mm(0.7hft+0.25pc,m)umh0=(0.71.01.50+0.250)1.001060165=183.65kn受冲切承载力183.65knf=16.67kn,满足要求。 (2)支承面局部受压承载力验算ab=(0.10+20.10)(0.103)=0.09m2,al=0.100.10=0.01m2l=(ab/al)0.5=3.

13、00，fcc=0.8514300=12155kn/m2，=0.75lfccal=0.753121550.01=273.49kn 支承面局部受压承载力273.49knf=16.67kn,满足要求。8.拉吊卸荷段立杆8.1+38.40+49.80m,拉吊段净高度为11.40m,拉吊段计算高度为11.40m,拉吊段底标高为+38.40m,脚手板铺6层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：ng1k=gkh=0.124811.40=1.42kn2)构配件自重：ng2k=1.08+1.44+0.17=2.69kn其中：脚手板重量：61.500.400.30=1.08kn 栏杆、挡脚板重量：61.500.16

14、=1.44kn 安全网重量：11.401.500.010=0.17kn3)活荷载包括：a.施工荷载：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+38.40m,z=1.00;水平风荷载标准值k=1.001.040.20=0.21kn/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.211.501.801.80/10=0.13knm=130000nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时n1=1.2(nglk+ng2k）1.4nqk=1.2(1.42+2.69)+1.43.00=

15、9.13knn/（a）=9.131000/(0.186489)=100.38n/mm22)组合风荷载时n1=1.2（nglk+ng2k）0.91.4nqk=1.2(1.42+2.69)+0.91.43.00=8.71knn/（a）mw/w=8.711000/(0.186489)130000/5080=121.35n/mm2立杆稳定性为121.35n/mm2f=205n/mm2,满足要求。8.2+23.40+38.40m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底标高为+23.40m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：ng1k=gkh=0.124815.00

16、=1.87kn2)构配件自重：ng2k=1.44+1.92+0.23=3.59kn其中：脚手板重量：81.500.400.30=1.44kn 栏杆、挡脚板重量：81.500.16=1.92kn 安全网重量：15.001.500.010=0.23kn3)活荷载包括：a.施工荷载：nqk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00knb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+23.40m,z=0.88;水平风荷载标准值k=0.881.040.20=0.18kn/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:mw=0.91.4mwk=0.91.4klah2/10=0.91.40.181.501.801.

17、80/10=0.11knm=110000nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时n1=1.2(nglk+ng2k）1.4nqk=1.2(1.87+3.59)+1.43.00=10.75kn上层立杆传递作用力:n2=9.130.20=1.83,n=n1+n2=10.75+1.83=12.58knn/（a）=12.581000/(0.186489)=138.31n/mm22)组合风荷载时n1=1.2（nglk+ng2k）0.91.4nqk=1.2(1.87+3.59)+0.91.43.00=10.33kn上层立杆传递作用力:n2=8.710.20=1.74,n=n1+n2=10.33+1.74

18、=12.07knn/（a）mw/w=12.071000/(0.186489)110000/5080=154.36n/mm2立杆稳定性为154.36n/mm2f=205n/mm2,满足要求。9.钢丝绳和吊环验算通过比较，以+23.40+38.40m拉吊段的钢丝绳受力最大，故以此进行钢丝绳和吊环验算。（1）钢丝绳验算h=3.00m,la=0.80m,离墙距离=0.15m,n=12.58kn钢丝绳采用=16mm,=0.85,k=6,k,=0.356,ro=1570kn/mm2破断拉力总和f破=k,d2ro=0.3561621570=143.08kn钢丝绳允许拉力p=f破/k=143.080.85/6

19、.00=20.27kntoa=12.58(0.952+3.002)0.5/3.00=13.20kn,tob=12.58(0.152+3.002)0.5/3.00=12.60kn。钢丝绳承受拉力toa=13.20knp=20.29kn,tob=12.60knp=20.29kn，钢丝绳强度满足要求。（2）吊环验算吊环采用20mm光面圆钢，as=3.14(20/2)2=314mm2，f=65n/mm2fas=265314=40820n=40.82kn每个吊环承受的拉力为：n拉=toa+tob=13.20+12.60=25.80kn吊环允许拉力40.82knn拉=25.80kn，满足要求。10.连墙件计算连墙件采用483.5钢管,截面积为489mm2；f=205n/mm2按每个结构层花排设置,连墙件按2步3跨布置,脚手架最高49.80m连墙件轴向力设计值n1=n1wn0,其中:风压高度变化系数z=