高支撑脚手架方案

1、第一部分 脚手架设计一、荷载组合搭设宽度取12M，高度取24M，长度取85M。立杆纵横向间距1.2M，步距1.5M。1、静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架的自重(kN)：N g1 = 0.129×24 = 3.098 kN；(2)栏杆的自重(kN)：Ng2 = 0.15×1.2 = 0.18 kN；(3)脚手板自重(kN)：Ng3 = 0.3×1.2×1.2 = 0.432 kN；(4)堆放荷载(kN)：Ng4 = 2.6×1.2×1.2 = 3.744 kN；经计算得到，静荷载标准值 Ng = Ng1+Ng2+Ng3+Ng4 =

2、 7.454 kN；2、活荷载为施工荷载标准值产生的荷载 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1×1.2×1.2 = 1.44 kN；3.风荷载：本工程地处河南周口市，基本风压0.32 kN/m2；风荷载高度变化系数z，取0.92，风荷载体型系数s 为0.214；风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.32 kN/m2； 经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 ×0.32×0.92×0.214 =

3、0.044 kN/m2；二、构件的抗弯计算纵向支撑钢管计算:纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为截面抵抗矩 W = 5.08 cm3；截面惯性矩 I = 12.19cm4； 纵向钢管计算简图1.荷载的计算：(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：q11 = 0.15 + 0.3×0.3 = 0.24 kN/m；(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：q12 = 2.6×0.3 = 0.78 kN/m；(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：p1 = 1×0.3 = 0.3 kN/m2.强度验算:依照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-20

4、01)5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；最大弯矩计算公式如下:M = 0.1q1l2+0.117q2l2最大支座力计算公式如下: N = 1.1q1l + 1.2q2l均布荷载：q1 = 1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.24+1.2×0.78=1.224 kN/m；均布活载：q2 = 1.4×0.3 = 0.42 kN/m；最大弯距Mmax =0.1×1.224×1.22+0.117×0.42×1.22=0.247 kN

5、83;m ；最大支座力 N = 1.1×1.224×1.2 + 1.2×0.42×1.2 = 2.22 kN；最大应力 = Mmax / W = 0.247×106 / (5080) = 48.626 N/mm2；纵向钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2；纵向钢管的计算应力 48.626 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 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: = 5ql4/384EI均布恒载: q = q11 + q12 = 1.02 kN/m；均布活载： p

6、= 0.3 kN/m；=(0.677×1.02+0.990×0.3)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.815 mm；纵向钢管的最大挠度为 0.815 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 1200/150与10 mm，满足要求！三、横向支撑钢管计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P =2.22 kN； 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.999 kN&

7、#183;m ；最大变形 max = 4.038 mm ；最大支座力 Qmax = 9.715 kN ；最大应力 = 196.722 N/mm2 ；横向钢管的计算应力 196.722 N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！支撑钢管的最大挠度为 4.038 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 1200/150与10 mm，满足要求！三、立杆强度及稳定性验算立杆的稳定性验算:立杆的稳定性计算公式: = N/AKH f其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 10.961 kN； - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到； i - 计算立

8、杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.58 cm； A - 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.89 cm2； W - 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08 cm3； - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)； f - 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； KH -高度调整系数：KH=1/(1+0.005×(24-4)=0.909； L0 - 计算长度 (m)；参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1h (1) l0 = h+2a (2) k1- 计算长度附加系数，取值为1.167；

9、 - 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；= 1.73； a - 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.1 m；公式(1)的计算结果：立杆计算长度 L0 = k1h = 1.167×1.73×1.5 = 3.028 m；L0/i = 3028.365 / 15.8 = 192 ；由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.195 ；钢管立杆受压应力计算值 =10961.28/(0.195×489)= 114.952 N/mm2；钢管立杆稳定性验算 = 114.952

10、N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！公式(2)的计算结果：L0/i = 1700 / 15.8 = 108 ；由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.53 ；钢管立杆受压应力计算值； =10961.28 /( 0.53×489 )= 42.294 N/mm2；钢管立杆稳定性验算 = 42.294 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算l0 = k1k2(h+2a) (3)k2 - 计算长度附加系数，按照表2取值1.068 ；公

11、式(3)的计算结果：L0/i = 2118.805 / 15.8 = 134 ；由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.376 ；钢管立杆受压应力计算值 =10961.28 /( 0.376×489 )= 59.616 N/mm2；钢管立杆稳定性验算 = 59.616 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！四、整体抗倾覆验算由于支撑系统没有墙体可以依靠，因此在上部荷载和水平风荷载的作用下整体上属一个悬臂形式的压弯构架(见图)特别在没有上部活荷载情况下其整体抗倾覆性必须予以验算，满足下式要求：式中 M-由风荷载引起的水平

12、荷载； Mg-构架的抗倾覆力矩； q-风荷载设计值； H-支撑的架设高度； B-最不利几何方向（取横向）； b-立杆间距； G-支撑系统的自重。M=0.044*22*85*0.5*22=905.08KN M每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/mNG1 = 0.1248+(1.20×2/2)×0.038/1.50×24.00 = 3.763kN；B=85/1.2*3.763*11=2932KNMg=0.5*2932*6=8796KN M故满足抗倾覆要求。五、节点强度验算双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转

13、双扣件承载力取值为12.80kN 。R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN；纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 9.715 kN；R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 六、支承地面的承载力复核地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):120.00；立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgk×kc = 120 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ； 脚手架地基承载力调整系数：k

14、c = 1 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =43.85 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 10.96 kN；基础底面面积 ：A = 0.25 m2 。p=43.85 kPa fg=120 kPa 。地基承载力满足要求！第二部分 搭设的构造要求搭设的构造要求：除按本设计计算来支设架体外，还须严格满足构造要求。在构造上一方面应注意按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求落实；另一方面还应该保证以下几项构造要求：（1） 沿支架四周外立面应满设剪刀撑，纵向中部设一道，横向每隔8M设一道；（2）支架顶部伸出顶层水平杆的悬挑立杆的长度不宜超过400MM，当支撑点位于顶层横杆时，应尽量靠近立杆，且不