扣件式钢管拉吊卸荷脚手架设计计算书

扣件式钢管拉吊卸荷脚手架设计计算书(+82.00～+106.00m)段本计算书参考书籍：(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001，2002年版）(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）(3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）(4)《钢结构设计规范》（GB50017—2003）(5)《一般用途钢丝绳》（GB/T20118-2006）(6)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006年版)；(7)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002)(8)施工图纸1.计算参数设定（1）基本参数脚手架采用Φ48×3.0钢管，内立杆离墙0.50m，拉吊段高度24.00m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.80m，拉吊段底标高+85.60m；纵向杆上有2条横向杆,平桥脚手板铺12层。(2)钢管截面特征钢管类型Φ48×3.0mm，截面积A=424mm2，惯性矩I=107800mm4；截面模量W=4490mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0326kN/m；Q235钢抗拉，抗压和抗弯强度设计值f=205.00N/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0.1248kN/m脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.20kN/m2栏杆与挡板采用栏杆、竹串片脚手板挡板,自重标准值为0.068kN/m脚手架上吊挂的安全设施（安全网）,自重标准值0.002kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架2.00kN/m2,结构脚手架3.00kN/m23）作用于脚手架上的水平风荷截标准值ωk拉吊段高度为24.00m,拉吊段底离地高度85.60m,地面粗糙度按C类风压高度变化系数μz=1.62挡风系数=0.800,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μs=1.3=1.3×0.800=1.040,工程位于广东省市,基本风压ω0=0.44kN/m2水平风荷截标准值ωk=0.7μzμsωo=0.7×1.62×1.040×0.44=0.52kN/m22.纵横向水平杆验算(1)横向杆的计算:横向杆按照简支梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。1)均布荷载值计算横向杆的自重标准值q1=0.0326kN/m脚手板的荷载标准值q2=0.20×0.50=0.10kN/m活荷载标准值Q=3.00×0.50=1.50kN/m荷载的计算值q=1.2×(0.0326+0.10)+1.4×1.50=2.26kN/m2)抗弯强度计算Mmax=qL2/8=2.26×0.802/8=0.18kN.m=180800N.mm=Mmax/W=180800/4490=40.27N/mm2横向水平杆的抗弯强度σ=40.27N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。3)挠度计算q=0.0326+0.10+1.50=1.63kN/mυmax=5qL4/384EI=5×1.63×8004/(384EI)=0.39mm横向水平杆的挠度υmax=0.39mm＜[υ]=L/150=800/150=5.33mm与10mm，满足要求。(2)纵向杆的计算纵向杆按照四跨连续梁进行强度和挠度计算,横向杆在纵向杆的上面。1)荷载值计算横向杆的自重标准值P11=0.0326×0.80=0.02kN脚手板的荷载标准值P12=0.20×0.80×0.50=0.08kN活荷载标准值Q=2×0.80×0.50=0.80kN荷载的计算值P1=1.2×(0.02+0.08)=0.12kNP2=1.4×0.80=1.12kN2)抗弯强度计算弯矩系数KM1=-0.107M1=-0.107qL2=-0.107×1.2×0.0326×1.502=-0.01kN.m弯矩系数KM2=-0.286M2=-0.286p1L=-0.286×0.12×1.50=-0.05kN.m弯矩系数KM3=-0.321M3=-0.321p2L=-0.321×1.12×1.50=-0.54kN.mMmax=M1+M2+M3=0.01+0.05+0.54=0.60kN.m=600000N.mm=Mmax/W=600000/4490=133.63N/mm2纵向水平杆的抗弯强度σ=133.63N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。3)挠度计算挠度系数Kυ1=0.632υ1=Kυ1qL4/(100EI)=0.632×0.0326×15004/(100×206000×107800)=0.05mm集中荷载标准值p1=0.02+0.08=0.10kN=100N,p2=0.80kN=800N挠度系数Kυ2=1.764υ2=Kυ2p1L3/(100EI)=1.764×100×15003/(100×206000×107800)=0.27mm挠度系数Kυ3=2.657υ3=Kυ3p2L3/(100EI)=2.657×800×15003/(100×206000×107800)=3.23mmυ=υ1+υ2+υ3=0.05+0.27+3.23=3.55mm纵向水平杆的挠度υmax=3.55mm＜[υ]=L/150=1500/150=10.00mm与10.00mm，满足要求。4）最大支座反力支座反力系数：KR1=1.143R1=1.143qL=1.143×0.0326×1.50=0.06kN支座反力系数：KR2=2.381R2=2.381p1=2.381×0.12=0.29kN支座反力系数：KR3=2.595R3=2.595p2=2.595×1.12=2.91kNRmax=R1+R2+R3=3.26kN(3)纵向水平杆与立杆连接扣件抗滑移验算:纵向水平杆与立杆连接扣件R=3.26kN<Rc=8kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值)，满足要求。3.立杆计算(1)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μ=1.500立杆步距h=1.80m立杆计算长度Lo=kμh=1.0×1.5×1.80=2.70m=2700mm长细比λ=Lo/i=2700/15.90=169.81立杆长细比λ=169.81<[210]满足要求(2)立杆稳定性验算1)荷载计算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:gk=0.1248kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1248×24.00=3.00kNb.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重脚手板重量：12×1.50×0.40×0.20=1.44kN栏杆、挡脚板重量：12×1.50×0.07=1.26kN安全网重量：24.00×1.50×0.002=0.07kN构配件自重NG2k=1.44+1.26+0.07=2.77kNc.活荷载包括：=1\*GB3①施工荷载2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN=2\*GB3②风荷载标准值计算风荷载标准值ωk=0.52kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.85×1.4Mωk=0.85×1.4ωkLah2/10=0.85×1.4×0.52×1.50×1.802/10=0.30kN.m=300737N.mm2)轴心受压稳定性系数Lo=kμh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mmλ=Lo/i=3119/15.90=196.16=0.188

3)立杆稳定性验算a.不组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)＋1.4ΣNQk=1.2×(3.00+2.77)+1.4×3.00=11.12kN=11120NN/(A）=11120/0.188/424=139.50N/mm2b.组合风荷载时N=1.2(NGlk+NG2k)＋0.85×1.4ΣNQk=1.2×(3.00+2.77)+0.85×1.4×3.00=10.49kN=10490NN/(A)＋MW/W=10490/0.188/424+300737/4490=198.58N/mm2立杆稳定性为198.58N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。4.钢丝绳验算h=3m,L=0.80m,N=11.12kN钢丝绳采用φ14mm,α=0.85,K=7.00破断拉力总和F破=K＇D2Ro/1000=1.08×0.330×142×1570/1000=109.67kN钢丝绳允许拉力[P]=F破α/K=109.67×0.85/7.00=13.32kNToa=11.12×(1.002+3.002)0.5/3.00=11.72kN＜[P]=13.32kNTob=11.12×(0.202+3.002)0.5/3.00=11.14kN＜[P]=13.32kN钢丝绳承受拉力Toa=11.72kN<[P]=13.32kN,Tob=11.14kN<[P]=13.32kN，钢丝绳强度满足要求。5.吊环验算吊环采用φ20mmHPB235级钢筋制作,As=314mm2，f=50N/mm2每个吊环承受的拉力为：N拉=Toa+Tob=11.72+11.14=22.86吊环可承受的拉力:fAs=50×2×314=31400N=31.40kN 吊环强度=31.40kN>N拉=22.86kN，满足要求。6.连墙件计算连墙件采用Φ48×3.0钢管,截面积为424mm2；fy=210N/mm2按每个结构层花排设置,纵向间距取3跨,脚手架最高109.60m连墙件轴向力设计值N1=N1W＋N0,其中:风压高度变化系数μz=1.03(标高+100m),基本风压ωo=0.44kN/m2挡风系数=0.800,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:μs=1.3=1.3×0.800=1.040,风荷载标准值ωk，=0.7μzμsωo=0.7×1.03×1.040×0.44=0.325kN/m2N1W=1.4ωkAω=1.4×0.325×3.00×6.00=8.19kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kNN1=NlW＋N0=8.19+3.00=11.19kN=11190N(N1＜8kN采用单扣件，8kN≤N1＜12kN采用双扣件)连墙件采用Φ48×3.0钢管,双扣件连接满足要求。L0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=15.9mm,λ=L0/i=300/1