施工落地式脚手架小于24米

落地式扣件钢管脚手架计算书钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架平安技术规范》（JGJ130-2011）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)等编制。一、参数信息:1.脚手架参数计算的脚手架为双排脚手架，横杆与立杆采纳单扣件方式连接，搭设高度为24.0米，4.5米以下采纳双管立杆，4.5米以上采纳单管立杆。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.80米，立杆的步距1.80米。内排架距离墙长度为0.35米。横向杆计算外伸长度为0.20米。小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根。采纳的钢管类型为Φ48×3.5。连墙件采纳2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米,采纳扣件连接。2.荷载参数脚手板自重标准值0.30kN/m2，栏杆、挡脚板自重为0.11kN/m2，平安设施及平安网、挡风板自重为0.010kN/m2，同时施工2层，第一层施工均布荷载为3.0kN/m2，其它层施工均布荷载为2.0kN/m2，脚手板共铺设2层。脚手架用途:混凝土、砌筑结构脚手架。二、小横杆的计算:小横杆根据简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。根据小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力和挠度不计入悬挑荷载)。1.作用小横杆线荷载(1)作用小横杆线荷载标准值qk=(3.00+0.30)×1.50/2=2.47kN/m(2)作用小横杆线荷载设计值q=(1.4×3.00+1.2×0.30)×1.50/2=3.420kN/m小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩Mmax=qlb2/8=3.420×0.802σ=Mmax/W=0.274×106/5080.0=53.86N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满意要求!3.挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度V=5qklb4/384EI=5.0×2.47×800.04/(384×2.06×105×12.19×104)=0.52mm小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满意要求!三、大横杆的计算:大横杆根据三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在大横杆的不利布置，计算大横杆的最大弯矩和变形。(须要考虑悬挑荷载)1.由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力(1)由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1/lb)2=0.5×2.47×0.80×(1+0.20/0.80)2=1.54kN(2)由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×3.420×0.80×(1+0.20/0.80)2=2.14kN大横杆计算荷载简图2.抗弯强度最大弯矩考虑为小横杆荷载的计算值最不利安排的弯矩M=0.175Fla=0.175×2.14σ=M/W=0.5618×106/5080.0=110.58N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满意要求!3.挠度计算最大挠度考虑为小横杆荷载的标准值最不利安排的挠度V=1.146×Fkla3/100EI=1.146×1.54×103×1500.003/(100×2.060×105×12.19×104)=2.4mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满意要求!四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，根据扣件抗滑承载力系数1.00该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力根据下式计算(规范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN。R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；纵向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值:R=2.150F=2.150×2.14=4.6kN单扣件抗滑承载力的设计计算R<=8.00满意要求!五、脚手架荷载标准值:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)脚手架自重标准值产生的轴向力每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)gk:查规范本例为0.1260下部双立杆部分:NG1=(Hs-H1)×gk+H1(gk+gk1)×0.65Hs:双管立杆脚手架全高H1:双管立杆脚手架双管部分高度gk1:双管立杆脚手架副立杆每米立杆承受的结构自重标准值经过计算gk1=0.0731NG1=(24.00-4.50)×0.1260+5×(0.1260+0.0731)×0.65=3.040kN上部单立杆部分:NG1L=(Hs-H1)×gk=(24.00-4.50)×0.1260=2.520kN(2)脚手板自重标准值产生的轴向力脚手板的自重标准值(kN/m2):本例采纳冲压钢脚手板，标准值为0.30NG2=0.300×2×1.500×(0.800+0.200)/2=0.450kN上部单立杆部分脚手板按1层计NG2L=0.300×1×1.500×(0.800+0.200)/2=0.225kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值产生的轴向力栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m):本例采纳栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11NG3=0.110×1.500×2/2=0.165kN(4)吊挂的平安设施及平安网、挡风板自重标准值产生的轴向力吊挂的平安设施荷载，包括平安网和挡风板自重标准值(kN/m2):0.010NG4=0.010×1.500×24.000=0.360kN上部单立杆部分平安网计算NG4L=0.010×1.500×(24.000-4.500)=0.292kN经计算得到，静荷载标准值构配件自重：NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN。钢管结构自重与构配件自重：NG=NG1+NG2k=4.015kN。上部单立杆部分静荷载标准值构配件自重：NG2KL=NG2L+NG3+NG4L=0.682kN。钢管结构自重与构配件自重：NGL=NG1L+NG2KL=3.202kN。(5)施工荷载标准值产生的轴向力施工均布荷载标准值(kN/m2):NQ=(3.000+2.000×(2-1))×1.500×(0.800+0.200)/2=3.75kN(6)风荷载标准值产生的轴向力风荷载标准值:其中W0——基本风压(kN/m2)，根据《建筑结构荷载规范》的规定采纳：W0=0.300Uz——风荷载高度改变系数，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定采纳：脚手架底部Uz=0.740,单双立杆交接位置Uzx=1.000,Us——风荷载体型系数（双立杆部分）：Us=0.8000——风荷载体型系数（单立杆部分）：Usx=0.8000经计算得到，脚手架底部风荷载标准值Wk=0.740×0.8000×0.300=0.178kN/m2。单双立杆交接位置风荷载标准值Wkx=1.000×0.8000×0.300=0.240kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值底部立杆的最大轴向压力N=1.2NG+0.9×1.4×0.65×NQ=7.889kN单双立杆交接位置的最大轴向压力NL=1.2NGL+0.9×1.4NQ=8.567kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值底部立杆的最大轴向压力N=1.2NG+1.4×NQ=6.544kN单双立杆交接位置的最大轴向压力NL=1.2NGL+1.4NQ=9.092kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MWMW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载基本风压标准值(kN/m2)；la——立杆的纵距(m)；h——立杆的步距(m)。经计算得,底部立杆段弯矩Mw=0.9×1.4×0.178×1.50×1.802单双立杆交接位置弯矩Mwx=0.9×1.4×0.240×1.50×1.802六、立杆的稳定性计算:卸荷吊点根据构造考虑，不进行计算。单双立杆交接位置和双立杆底部均须要立杆稳定性计算。参照刘群主编《建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算》P143页双立杆脚手架试验结果计算。双立杆立杆稳定性计算，只需考虑主立杆，其主立杆荷载安排系数为总荷载的0.65。1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值，底部N=6.544kN；单双立杆交接位置NL=9.092kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；h——立杆步距，h=1.80；λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=171；λ<=[λ]=210,满意要求!k——计算长度附加系数，取1.155；l0——计算长度(m),由公式l0=kμh确定，l0=3.12m；Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=197的结果查表得到0.186；A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；W——立杆净截面模量(反抗矩),W=5.08cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到σ=6544.000/(0.186×489.000)=71.95N/mm2不考虑风荷载时，底部双立杆的稳定性计算σ<[f],满意要求!单双立杆交接位置的钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到σ=9092.400/(0.186×489.000)=99.97N/mm2不考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆的稳定性计算σ<[f],满意要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值，底部N=7.889kN；单双立杆交接位置NL=8.567kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；h——立杆步距，h=1.80；λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=171；λ<=[λ]=210,满意要求!k——计算长度附加系数，取1.155；l0——计算长度(m),由公式l0=kμh确定，l0=3.12m；Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=197的结果查表得到0.186；A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；W——立杆净截面模量(反抗矩),W=5.08cm3；[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.109kN.m；σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到σ=7889.000/(0.186×489.000)+(109000.000/5080.000)=108.19N/mm2考虑风荷载时，底部双立杆的稳定性计算σ<[f],满意要求!单双立杆交接位置的钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到σ=8567.400/(0.186×489.000)+(147000.000/5080.000)=123.13N/mm2考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆的稳定性计算σ<[f],满意要求!七、最大搭设高度的计算:不考虑风荷载时,采纳单立管的放开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度根据下式计算：其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN；NQ——活荷载标准值，NQ=3.750kN；gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.126kN/m；经计算得到，不考虑风荷载时，根据稳定性计算的搭设高度Hs=[0.186×4.890×10-4×205×103-(1.2×0.975+1.4×3.750)]/(1.2×0.126)=80.853米。脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，根据下式调整且不超过50米：经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]80.853/(1+0.001×80.853)=74.805米。[H]=74.805和50比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。脚手架单立杆搭设高度为19.5m，小于[H]，满意要求！考虑风荷载时,采纳单立管的放开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度根据下式计算：其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN；NQ——活荷载标准值，NQ=3.750kN；gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.126kN/m；Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.087kN.m；经计算得到，考虑风荷载时，根据稳定性计算的搭设高度Hs=(0.186×4.890×10-4×205×103-(1.2×0.975+0.9*1.4*(3.750+0.186×4.890×100×0.087/5080.000)))/(1.2×0.126)=84.312米。脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，根据下式调整且不超过50米：经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=77.756和50比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值[H]50.00m。脚手架单立杆搭设高度为19.5m，小于[H]，满意要求！八、连墙件的计算:(1)连墙件的轴向力设计值计算：Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应根据下式计算：Nlw=1.4×Wk×Aw脚手架顶部Uz=1.000连墙件匀称布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位脚手架顶部风荷载标准值Wk=Uz×Us×Wo=1.000×0.8000×0.300=0.240kN/m2。Wk——风荷载基本风压标准值，Wk=0.240kN/m2；Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=2.00×1.80×3.00×1.50=16.200m2；No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No=3.000kN经计算得到Nlw=5.443kN，连墙件轴向力计算值Nl=8.44kN(2)连墙件的稳定承载力计算：连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离长细比λ=lo/i=35.00/1.58=22长细比λ=22<[λ]=150(查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》),满意要求!Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到Φ=0.941；Nl/ΦA=8.44×103/(0.941×489)=18.34N/mm2连墙件稳定承载力<=[f]=0.85×205，连墙件稳定承载力计算满意要求!(3)连墙件抗滑移计算：连墙件采纳双扣件与墙体连接。经过计算得到Nl=8.443kN小于扣件的抗滑力16.00kN，满意要求!连墙件扣件连接示意图预埋钢管式连墙件扣件连接示意图九、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满意下式的要求(1)立杆基础底面的平均压力计算p=N/A其中N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN)；N=6.54A——基础底面面积(m2)；A=0.25p=6.54/0.25=26.18kN/m2(2)地基承载力设计值计算fg=Kc×fgk其中Kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=1.00fgk——地基承载力标准值；fgk=240.00fg=1.00×240.00=240.00kN/m2地基承载力的计算p<fg满意要求!十、脚手架的搭设要求:1、脚手架搭设高度小于30m时，底部应铺设通长脚手板；2、立杆搭设应符合下列规定：(1)当立杆基础不在同一高度上时，必需将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，凹凸差不应大于1ｍ；靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm,如下图所示：(2)立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必需采纳对接扣件连接；(3)立杆顶端宜高出女儿墙上皮1ｍ，高出檐口上皮1.5ｍ；3、水平杆搭设应符合下列规定,如图所示：(1)纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于３跨；(2)纵向水平杆接长宜采纳对接扣件连接，也可采纳搭接；(3)横向水平杆应放置在纵向水平杆上部，靠墙一端至墙装饰面距离不宜大于100mm；(4)主节点处必需设置横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；(5)杆件接头应交织布置，两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内，接头位置错开距离不应小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3；(6)搭接接头的搭接长度不应小于1ｍ，应采纳不少于3个旋转扣件固定;4、扫地杆设置应符合下列要求：(1)纵向扫地杆必需连续设置，钢管中心距地面不得大于200mm；(2)脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆，其位置应在纵向扫地杆下方；5、剪刀撑设置应符合下列要求：(1)当搭设高度在24m以上时，应在脚手架外侧立面整个长度和高度方向连续设置剪刀撑，如图所示：(2)剪刀撑杆件接长可采纳搭接或对接，斜杆与立杆交结点必需设扣件连接。6、架体应通过连墙件与建筑物主体连接坚固。连墙件设置应符合下列规定：(1)架体搭设高度在6m以上时必需设置连墙件，连墙件与结构的连接应为刚性连接