脚手架计算书

成品料装车仓脚手架计算书

一、计算依据

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

2、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）

二、基本参数

1、脚手架参数

计算脚手架为满堂脚手架，钢管采用A 48×3.5钢管，钢管抗弯强度设计值为205N/mm 2，横杆与立杆采用双扣件方式连接，立杆采用单立管，立杆的纵距a l =0.9m ，横距b l =0.9m ，步高h=1.3m 。

2、荷载参数

根据装车仓施工设计图，装车仓梁、板结构总重1444KN ，装车仓楼板面积为35.4×5=177m 2，所以活荷载为：1444÷177=8.16KN/m 2；

施工荷载：1KN/m 2；

振捣混凝土产生荷载：2KN/m 2；

木脚手板：0.35KN/m 2；

水平杆自重：0.038KN/m 。

三、横向水平杆的计算

横向水平杆截面力学参数为：

截面抵抗矩W=2.08cm 3；

截面惯性矩419.12cm I ；

横向水平杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算，横向水平杆在纵向水平杆的上面。按照横向水平杆上面的脚手板、活荷载等荷载作为均布荷载计算横向水平杆的最大弯矩和变形。考虑荷载横向水平杆上的最不利位置，计算简图如下：

图一：横向水平杆计算简图

1、作用于横向水平杆的线荷载计算

线荷载标准值k q =(8.16+1+2+0.35)×0.45+0.038= 5.218 KN/m

线荷载设计值q =(8.16×1.2+1×1.4+2×1.4+0.35×1.2)×0.45+0.038×1.2 =6.531KN/m

2、抗弯强度计算

最大弯矩按下式计算：

2max ql K M M =

其中：m ax M ——横向水平杆的最大弯矩，m KN ?；

M K ——弯矩系数，按《建筑施工模板安全技术规范》取值，

M K =0.117；

q ——均布线荷载设计值，KN/m ；

l ——三跨连续梁的跨度，m ，l =b l =0.9m 。

算出m ax M =0.117×6.531×0.92=0.619 m KN ? 抗弯强度W M max =σ=0.438×106÷5080=121.85N/mm 2

横向水平杆的计算强度小于f=205N/mm 2，满足要求。

3、挠度计算

最大挠度按下式计算：

EI

ql K W 1004

=ω 其中：ω——横向水平杆的最大挠度，mm ；

E ——钢管的弹性模量，MPa ，为2.05×105MPa ；

I ——钢管的截面惯性矩，mm 4；

q ——均布线荷载设计值，KN/m ；

l ——三跨连续梁的跨度，mm ，l =b l =0.9m=900mm ；

W K ——挠度系数，按规范取值，W K =0.990。

算出ω=0.990×6.531×9004÷（100×2.05×105×121900）=1.70mm 横向水平杆的最大挠度小于l /150=6mm 与10mm ，满足要求。

四、纵向水平杆的计算

纵向水平杆截面力学参数为：

截面抵抗矩W=5.08cm 3；

截面惯性矩419.12cm I =；

纵向水平杆按三跨连续梁进行计算，纵向水平杆在横向水平杆下方。采用横向水平杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在纵向水平杆的不利位置，计算纵向水平杆的最大弯矩和变形，计算简图如下：

图二：纵向水平杆计算简图

1、由横向水平杆传向纵向水平杆的集中力

集中力设计值b ql P ==6.531×0.9÷2=2.939KN

2、抗弯强度计算

最大弯矩按下式计算：

Pl K M M =max

其中：m ax M ——纵向水平杆的最大弯矩，m KN ?；

M K ——弯矩系数，按规范取值，M K =0.267；

P ——作用在纵向水平杆上的集中荷载设计值，KN ；

l ——三跨连续梁的跨度，m ，l =a l =0.9m 。

算出m ax M =0.267×2.939×0.9=0.706 m KN ? 抗弯强度W M max =σ=0.706×106/5080=138.98 N/mm 2

纵向水平杆的计算强度小于f=205N/mm 2，满足要求。

3、挠度计算

最大挠度按下式计算：

EI

Pl K W 1003

=ω 其中：ω——横向水平杆的最大挠度，mm ；

E ——钢管的弹性模量，MPa ，为2.05×105MPa ；

I ——钢管的截面惯性矩，mm 4；

P ——均布线荷载设计值，KN ；

l ——三跨连续梁的跨度，mm ，l =a l =0.9m=900mm ；

W K ——挠度系数，按规范取值，W K =1.883。

算出ω=1.883×2939×9003÷（100×2.05×105×121900）=1.61mm

横向水平杆的最大挠度小于l /150=6mm 与10mm ，满足要求。

五、扣件抗滑承载力计算

纵向或横向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力应符合下式规定：

c R R ≤

其中：R ——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

c R ——扣件抗滑承载力设计值，按规范取值，c R =8KN 。

R =P 2=2×2.939=5.878KN ＜c R =8KN ，满足要求。

六、立杆稳定性计算

由于本脚手架只有6m 高，高度相对较低，顾不考虑风荷载。

1、立杆轴向力设计值计算

立杆轴向力设计值按下式计算：

∑∑+=Qk Gk N N N 4.12.1

其中：N ——立杆轴向力设计值；

Gk N ——永久荷载产生的轴向力标准值总和；

Qk N ——施工荷载产生的轴向力标准值总和，内、外立杆各按一纵距 内施工荷载总和的1/2取值。

（1）梁、板结构产生的轴向力标准值k G N 1=8.16×0.9×0.9÷2=3.305KN

（2）脚手架自重产生的轴向力标准值H g N k k G =2

其中：k g ——脚手架立杆承受的每米结构自重标准值，k g =0.1666KN/m ； H ——脚手架搭设高度；

算出k G N 2=0.1666×6=0.9996KN

（3）脚手板自重产生的轴向力标准值k G N 3=0.35×0.9×0.9÷2=0.142KN

（4）施工荷载产生的轴向力标准值Qk N =3×0.9×0.9÷2=1.215KN

所以 N =1.2×（3.305+0.9996+0.142）+1.4×1.215=7.037KN

2、立杆的计算长度

立杆的计算长度按下式计算，取整体稳定计算结果最不利值：

()a h k l +=10μ

h k l 20μ=

其中：0l ——立杆的计算长度；

k ——满堂脚手架立杆计算长度附加系数，按规范取值1.155； h ——步距，h =1.3m ；

a ——立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度，a =0.3m ； 21μμ、——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单什计算长度系数，按规 范取值1μ=1.579，2μ=2.292。

算出0l =1.155×1.579×(1.3+0.3)=2.918m 或0l =1.155×2.292×1.3=3.441m 取不利值0l =3.441m 长细比i l 0=λ=341.1÷1.58=217.78（i 为立杆的回转半径，1.58cm ）

3、立杆稳定性计算

立杆的稳定性应满足下式：

f A N ≤?

其中：?——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ按规范取值0.145； N ——立杆的轴向力设计值，KN ；

A ——立杆截面面积，4.89cm 2；

f ——刚才的抗压强度设计值，205N/mm 2。. 算出A N ?=7.037×103÷（4.89×102×0.145）=99.25N/mm 2

立杆抗压强度小于f =205N/mm 2，满足要求。

七、地基承载力验算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：

g k k f A N p ≤=

其中：k p ——立杆基础底面处的平均压力标准值（KPa ）；

k N ——上部结构传至立杆基础顶面的轴向力标准值（KN ）；

A ——基础底面面积（m 2）；

g f ——地基承载力特征值（KPa ），根据地基承载力试验测出

g f =200KPa 。

k N =k G N 1+k G N 2+k G N 3+Qk N =3.305+0.9996+0.142+1.215=5.662KN

A =0.04m 2

k p =5.662÷0.04=141.55KPa ＜g f =200KPa ，满足要求。