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1201.钢管脚手架计算与安拆方案.doc

大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.000×1.500/3=0.075kN

某市排水管道人工顶管施工方案活荷载标准值 Q=2.000×1.000×1.500/3=1.000kN

荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.075+1.4×1.000=1.559kN

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=(1.2×0.038)×1.0002/8+1.559×1.000/3=0.525kN.m

=0.525×106/5080.0=103.438N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×1000.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm

集中荷载标准值P=0.058+0.075+1.000=1.133kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V=V1+V2=1.621mm

小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算:

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):

其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

横杆的自重标准值 P1=0.038×1.000=0.038kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.000×1.500/2=0.113kN

活荷载标准值 Q=2.000×1.000×1.500/2=1.500kN

荷载的计算值 R=1.2×0.038+1.2×0.113+1.4×1.500=2.281kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

四、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)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248

NG1 = 0.125×15.000=1.872kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2 = 0.150×8×1.500×(1.000+0.201)/2=1.080kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3 = 0.150×1.500×8/2=0.900kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4 = 0.005×1.500×15.000=0.112kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.964kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值 NQ = 2.000×2×1.500×1.000/2=3.000kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.201

经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.600×0.740×1.201 = 0.373kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

MW = 0.85×1.4Wklah2/10

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)。

五、立杆的稳定性计算:

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，N=8.96kN；

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；

A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；

—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 98.60

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

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，N=8.33kN；

—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

k —— 计算长度附加系数，取1.155；

u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50

A —— 立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；

MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.216kN.m；

—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 134.13

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl = Nlw + No

其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nlw = 1.4 × wk × Aw

wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.373kN/m2；

Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×4.50 = 16.201m2；

No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000

经计算得到 Nlw = 8.459kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 13.459kN

连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]

其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=180.00/1.58的结果查表得到=0.50；

A = 4.89cm2；[f] = 205.00N/mm2。

经过计算得到 Nf = 49.788kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

七、悬挑梁的受力计算:

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。

本工程算例中，m = 1400mm，l = 1600mm，ml = 201mm，m2 = 1201mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.20cm4，截面模量(抵抗矩) W = 108.30cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2×3.96+1.4×3.00=8.96kN

水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×21.95×0.0001×7.85×10=0.21kN/m

k=1.40/1.60=0.88

kl=0.20/1.60=0.13

k2=1.20/1.60=0.75

代入公式，经过计算得到

支座反力 RA=26.334kN

最大弯矩 MA=12.743kN.m

抗弯计算强度 f=12.743×106/(1.05×108300.0)=112.061N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载 N=3.96+3.00=6.96kN

水平钢梁自重计算荷载 q=21.95×0.0001×7.85×10=0.17kN/m

最大挠度 Vmax=5.433mm

水平支撑梁的最大挠度小于2800.0/400,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用[16a号槽钢U口水平,计算公式如下

其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到 b=570×10.0×63.0×235/(2400.0×160.0×235.0)=0.94

经过计算得到强度 =12.74×106/(0.754×108300.00)=156.01N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!

九、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=7.799kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f] = 50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[7799×4/(3.1416×50×2)]1/2=10mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式

其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 7.80kN；

d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；

[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于7798.96/(3.1416×20×1.5)=82.7mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 7.80kN；

d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；

b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=11.31N/mm2；

经过计算得到公式右边等于109.5kN

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

落地式扣件钢管脚手架计算书

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为14.5米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：立杆的纵距1.80米，立杆的横距1.00米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为48×3.5 。

施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设8层。

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.000/3=0.050kN/m

活荷载标准值 Q=2.000×1.000/3=0.667kN/m

GB／T 29086-2012 钢丝绳 安全 使用和维护 静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.050=0.106kN/m

活荷载的计算值 q2=1.4×0.667=0.933kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

旅游公路改建公路施工组织设计 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下: