高边坡脚手架计算书

高边坡脚手架计算书一、参考规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002《碳素结构钢GB/T 700-2006《直缝电焊钢管》GB/T12793-1992《钢管脚手架扣件》GB15831-2006二、设计参数：1、按照设计坡比1:0.5进行脚手架设计。2、脚手板采用竹串片脚手板，其自重标准值为0.35KN/m2（0规范表4.2.1。3、钢管尺寸均为φ48×3.5mm，其质量符合现行国家标准《碳素结构钢（GB/T700中（Q235f=205N/m2，弹性模量6105N/m2。计算参数⑴脚手架参数双排脚手架搭设高度为24.3立杆采用单立杆；采用的钢管类型为Φ48×3.5 为增加安全系数，计算时重量按Φ48×3.5取值力学参数按Φ48×3.0计算因局部位置为三排立杆在计算立杆强度及稳定性时按最大荷载发生位置取中间立杆计算。②搭设几何尺寸立杆的横距为0.9立杆的纵距按建筑物尺寸有1.5m和1.6米取大值1.6米计算。大小横杆的步距为1.8每步距中部外侧设一根大横杆作为防护栏杆；内排架距离墙0.45m；小横杆上不0.15米计算。③、横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.003.64.8活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.000kN/m2；脚手架用途装修脚手架；同时施工层数按2层计算；风荷载参数本工程地处牡丹江分局，按《建筑结构荷载规范》取值，基本风压0.27kN/m2；风压高度变化系数按C类地区（有密集建筑群市区，计算连墙件强度时取0.9，计算立杆稳定性时取0.74；风荷载体型系数按密目安全网封闭背靠开洞墙面计算取值为（按1.φφ1.2An/Aw其中n为密目安全网挡风面积，Aw2000目计算4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值，按《技术规范》插值法计算10.9/1.8=0.51.6/1.8=0.89米，每个主结点直角扣件2个，剪刀撑的旋转扣件按技术规范简图计25/30=0.836.51/6.5=0.15厚按3.5mm计38.4N×38.4+13.2×2+0.83×14.6+18.4×0.15=133.05N 验算时取大值按0.1331(kN/m)计算脚手板自重标准值按木脚手板(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设总层数:3层；5.地基参数立杆下脚采用木板垫板，现场观察受力条件很好。6、大横杆计算: 按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.2.4活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。（1）.均布荷载值计算大横杆的自重标准:P1=0.0384kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.9=0.315kN/m；活荷载标准值:Q=2×0.9=1.8kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.0384+1.2×0.315=0.424kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×1.8=2.52kN/m；图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠)2()（2）.强度验算12:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.424×1.62+0.10×2.52×1.62=0.732kN·m；支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max= -0.10×0.424×1.62-0.117×2.52×1.62=-0.863kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.732×106,0.863×106)/4490=192.2N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为σ=192N/mm2[f]=205满足要求！挠度验: 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下挠度。计算公式如下：νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI 其中：静荷载标准值q1=P1+P2=0.0384+0.315=0.353活荷载标准值:q2=Q=1.8kN/m；最大挠度计算值为：ν=0.677×0.353×16004/(100×2.06×105×)+0.990×1.8×16004/(100×2.06×105×)=6.012mm；大横杆的最大挠度6.012mm 小于大横杆的最大容许挠度MIN(1600/150mm,10mm)，满足要求！6:7、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，该工程实际的单扣件承载力取值为8.00kN。算(5.2.5):Rc其中Rc--,8.00kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.6=0.0528kN；小横杆的自重标准值:P2=0.033×0.9=0.0297kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×0.9×1.6=0.432kN；活荷载标准值:Q=2×0.9×1.6=2.88kN；荷载的设计值: R=1.2×(0.0528+0.0297+0.432)+1.4×2.88=4.65kN；R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!8、脚手架立杆荷载计算下内容：0.1331kN/mNG1=0.1331×24.30=3.234kN；0.35kN/m2NG2=0.35×1.6×0.9×2=1.008kN；:0.005NG3=0.005×1.6×24.3=0.194kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.561kN；中排立杆计算，且同时施工两层活荷载标准值为：NQ=2×0.9×1.6×2=5.76kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.561+0.85×1.4×5.76=11.128kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为：N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.561+1.4×5.76=12.337kN；（:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0 --基本风压 (kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB5000-2001的规定采用：0=0.27kN/m2（在20015030年重现期取值）μz --风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB5000-2001)的规定采用：= 0.74（在结构计算中，风荷载在顶部最在，是在外脚手架计算中，在进行立杆的稳定性验算时，立的轴压力在底部最大综合计算值最大按地面以上5米，C类地区取值）μs--风荷载体型系数：取值为1.35（风荷载体型系数按技术4.2.3条计算μs＝1.31.2An/Aw12部分为外侧钢管的1部分目前建设部规定的密目430m20m2458YZX70A钻机主机0.85t3255kg，施工荷载计算：QK=（850+255）/（1.4×7/2）=2.25KN/m25、施工脚手架设计尺寸上马道外侧立杆与下马道内侧立杆通长进行设置，其立杆横距Lb=1.4m,L=1.4m,0.45/0.5m,La=1.4m,横杆步距h=1.80m,20m,6、每级马道及地面上设置锁脚锚杆，锁脚锚杆采用φ25螺纹钢筋，21.8m×2.8m设置φ25杆插筋（垂直坡面进行设置，并通过拉条焊接与脚手架连接作为脚手架连墙加固杆件。7、地面设横向、纵向扫地杆，贴坡面亦设置扫地杆,扫地杆均离地面（42三、设计计算q=(1.2Qp+1.4Qk)×Lq —作用于横向水平杆的线荷载设计值Qp —脚手架自重，0.35KN/m2Qk —施工均布荷载标准值，2.30KN/m2，qk —作用于水平杆的线荷载标准值L、0.5m(计算时取最大值)Lb —立杆横距，0.60m、1.40m（计算时取最大值）h —横杆步距，1.8mF —由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值 Fk —由横向平杆传给纵向水平杆的集中力设计值四、锚索施工脚手架脚手架纵、横向水平杆计算4.1.1横向水平杆的抗弯强度或挠度计算（按3 跨连续梁计算q=(1.2Qp+1.4Qk)×L=1.2×0.35×0.50+1.4×2.3×0.5=1.82KN/mqk=(Qp+Qk)×L=(0.35+2.30)×0.50=1.325KN/m按照3跨连续梁计算可知，跨中最大弯矩支座最大负弯矩：M2=-0.377。σ=M/W=0.377×106÷(5.08×103)=74.2N/mm2≤205 N/mm2满足求。V=5qkLb4/384EI=5×1.325×(1.4×103)4/(384×2.06×105×12.19×104)=2.64mm≤[v]=Lb/150=9.3mm4.1.2纵向水平杆的抗弯强度和挠度（6跨连续梁计算）横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值，Fmax=1.485-(-1.406)=2.891KN按照6 跨连续梁计算可知，跨中最大弯矩支座最大弯矩：M2=-1.12。S=M/W=0.96×106÷(5.08×103)=188.97N/mm2≤205N/mm2，满足要求。V=1.146FkLa3/100EI=1.146×(2.95÷1.2)×(1.4×103)3/(100×2.06×106×12.19×104)=3.1mm≤[v]=La/150=9.3mm。YXZ70A锚索钻孔施工时，考虑钻机自重较大，纵向横杆与立杆处的弯矩较大，钻机就位前，对其钻机斜撑结合岩面系统锚杆进行设置。扣件抗滑力计算JGJ130-20015.2.5下式规定：R<Rc式中R 纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值Rc JGJ130-20015.1.7Rc=8KN。由上图纵向水平杆剪力图（6）杆竖向力设计值：F=[3.691-(-3.109)]=6.8KNR=F=6.8KN≤8KN=RC,满足要求。立杆稳定性计算（20m建筑高度进行计算）施工荷载作用下，单根立杆的最大轴向力设计值（据上图纵水平杆剪力图（图9）。 NQ=[3.77-(-3.17)]=6.94KN12×3×1.4×0.038KN/m=1.915KN大横杆：121.40.038KN/m=0.638KN杆：20×0.038KN/m=0.76KN12×4+22）×0.015KN=1.05KN15.8+4）0.038脚手架自重作用下单根立杆产生的轴向标准值为:NG=1.915+0.638+0.76+1.05+1.512=5.875KN风荷载①计算Wk风荷载标准值：Wk=0.7μs·μz·W0式中0.7——折减系数（临时性，最多按5年考虑，一般3年）W0——基本风压；查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，六盘水地区：W0=0.3KN/m2(10年一遇)μsΦ——Φ=0.089全技术规范》JGJ130-2001GB50009-2001）;取μz=1.67Wk=0.7μs·μz·W0=0.7×1.0×0.089×1.67×0.3=0.031KN/m2立杆荷载计算N=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.875+1.4×6.94=16.8KN 杆的轴向压力设计值计算N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.875+0.85×1.4×6.94=15.3KN ③计算风荷载标准值的弯矩MW=0.85×1.4MWK=0.85×1.4ωklah2/10=0.85×1.4×0.3×1.4×1.82/10=0.162KN·m（4）立杆稳定性计算①不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：fANΦσ立杆的轴向压力设计值计算立杆的截面回转半径：i=1.58计算长度附加系数参考JGJ130-20015.3.3条得计算长度数参考JGJ130-20015.3.3条得计算长,由公式l0=×h=1.155×1.5×1.8=3.119m长细比λ=l0/i=311.9/1.58=197受压立杆的稳定系数φ，由长细比λ的计算结果查表得到：φ=0.186立杆截面面积：A=4.89m2立杆的截面模量（抵抗矩：钢管立柱抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2σ=16800/(0.186×508)=177.8N/mm2<205N/mm2(满足要) ②考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式f WMwANΦσ立杆的轴向压力设计值计算立杆的截面回转径：i=1.58计算长度附加系数参考JGJ130-20015.3.3条得计算长度数参考JGJ130-20015.3.3条得计算长,由公式l0=×h=1.155×1.5×1.8=3.119m长细比λ=l0/i=311.9/1.58=197受压立杆的稳定系数φ，由长细比λ的计算结果查表得到：φ=0.186立杆截面面积：A=4.89m2立杆的截面模量（抵抗矩：钢管立柱抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2σ=15300/(0.186×489)+/5080=200N/mm2<205N/mm2(满足要求)具体如下：4跨设置一道纵向剪刀撑，剪刀撑沿高度方向连续设置；每2保脚手架整体稳定。沿脚手架全高采用柔性拉锚系统分段向上斜拉，斜拉方向上倾45度，柔性钢绳拉锚系统按照5.4m×5.6m2.8m间距进行设置。通过以上局部加固，以起到分段卸载和脚手架与结构的连接计算（连墙杆计算）大于等于连墙杆外荷载作用下的轴向力（N1）时，则脚手架不会发生向外倾翻现象，故可知：N1=N1W+N0≤Nak式中：Nak---单根锚筋锚固设计值关于施工荷(包含风荷)作用下连墙插筋轴向作用力计算荷载作用下连墙杆产生的轴向力N1W 计算：连墙杆轴向力设计计算公式：N1=N1W+N0式中：N1——连墙杆轴向力设计值（KN）N1W——风荷载产生的连墙杆轴向力设计值：N1W=1.4×Wk每个连墙杆负责的面积) N0——连墙杆约束脚架平面外变形所产生的轴向力（KN）①计算Wk风荷载标准值：Wk=0.7μs·μz·W0式中0.7——折减系数（临时性，最多按5年考虑，一般3年）W0——基本风压；查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，六盘水地区：W0=0.24KN/m2取W0=0.3KN/m2(10年一遇)μs——体型系数Φ——脚手架挡风系数；近视取μz——风压高度变化系GB50009-2001）;取μz=1.67Wk=0.7μs·μz·W0=0.7×1.0×0.089×1.67×0.3=0.031KN/m2A0Aw=2h×2L=2×1.8×2×1.4=6.4m2③单个连墙杆风荷载产生的轴向力N1W=1.4×Wk×Aw=1.4×0.031×6.4=0.278KN 4.4.2 外荷载作用下连墙杆产生的轴向力N0计算520m范围内布置（两层作业平2台钻机XYZ70A钻机同时作业进行设计计（XYZ70A同时作业所产生的总体水平力ΣN=30×4=120KN。风荷载产生的单根连墙杆的轴向力N1W=0.219KN四台钻机施工平面内（520m范围作业平台内）筋数量：n=(20×1.4×5)÷(2×1.8×2×1.4)+1=15根（22跨（2h×2L）及单个插筋水平轴向力。钻机自重：G=0.85t ΣG=0.85×4=3.4t=34KN 则，钻机自重在单根连墙杆插筋轴向的分力:G1=ΣG·cos63°÷28=34×cos63°÷15=1.029KNN0=ΣN施工÷15=120÷15=8KN （2）作用在连墙杆上的轴向力N1计算N1=N0×cos(90°-86°)+ N1Wcos27°-G1=8×cos4°+0.278×cos27°-1.029=7.20KN101：0.5算)4.4.3关于单根插筋锚固力设计值的计算。拉力标准值为Nak=laξ1πD·frb 式中：la——