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1、组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书1.计算参数设定（1）脚手架基本参数建筑物最大标高+48.60m，脚手架起搭标高为0m,脚手架最大标高+49.80m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设2个拉吊段分别是+23.40+38.40m,+38.40+49.80m。拉吊卸荷采用16mm钢丝绳1.50m,吊环20mm。脚手架采用483.5钢管，内立杆离墙0.15m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.80m；纵向水平杆在上，横向水平杆上设有2根纵向水平杆；连墙件按2步3跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。脚手架不完全卸荷采用：立杆向下传递20%荷载。（2）钢管截面特
2、征 钢管483.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4，截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量0.0376kN/m，Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/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为0.1248kN/m采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m，脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00kN/m2 ,结构脚手架为3.00
3、kN/m2 3）风荷载风压高度变化系数z=0.65；地面粗糙度按C类挡风系数=0.80 ,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s=1.3=1.30.80=1.04,工程位于广东省广州市,基本风压0=0.20kN/m22.纵向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重GK1=0.0376kN/m；脚手板自重GK2=0.300.27=0.08kN/m；施工活荷载QK=3.000.27=0.80kN/m；作用于纵向水平杆上线荷载标准值永久荷载：q1=1.2(0.0376+0.08)=0.14kN/m,施工活荷载：q2=1.40.80=1.12kN/m（2）纵向水平杆受力计算每根钢管长约6
4、.00m，按四跨连续梁计算,L=1.50m。1）抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107,M1=KM1q1L2=-0.1070.141.502=-0.03kNm弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L2=-0.1211.121.502=-0.30kNmMmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kNm,=Mmax/W=0.33106/5080=64.96kNm纵向杆的抗弯强度=64.96N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算挠度系数K1=0.632,1=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.14/1.2)(1500)4/(100EI)=0.15mm挠度系数
5、K2=0.967,2=K2q2L4/(100EI)=0.967(1.12/1.4)(1500)4/(100EI)=1.56mmmax=1+2=0.15+1.56=1.71mm纵向杆的max=1.71mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.1430.141.50=0.24kN,Rq2=1.2231.121.50=2.05kN,Rmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN3.横向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重gk1=0.0376kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.29kN,旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15k
6、N（2）横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=qL2/8R中L/3=0.03760.800.80/82.290.80/3=610000Nmm=0.61kNm=Mmax/W=610000/5080=120.08N/mm2横向水平杆的抗弯强度=120.08N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为:1=Pa(3L24a2)/(24EI)=2290267(3800242672)/(24EI)=1.66mm均布荷载产生的挠度为:2=5qL4/384EI=50.03768004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.
7、66+0.01=1.67mm横向水平杆的max=1.67mm=L/150=5.33mm与10mm,满足要求。4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算 R=R中R边Gk1L/2=2.291.150.03760.40=3.46kN横向水平杆与立杆连接扣件R=3.46kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。5.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=1.50立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo=kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm长细比=Lo/i=2700/15.8=170.89 立杆长细比=170.89210
8、,满足要求。轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119mm=Lo/i=3119/15.8=197，查得=0.186。6.落地段立杆计算净高度23.40m, 落地段计算高度为23.40m, 脚手板铺13层。(1）荷载计算1)脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.124823.40=2.92kN2)构配件自重： NG2k=2.34+3.12+0.35=5.81kN其中：脚手板重量：131.500.400.30=2.34kN栏杆、挡脚板重量：131.500.16=3.12kN安全网重量：23.401.500.010=0.35kN3)活荷包括：a.施工荷载按2层作业
9、计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.651.040.20=0.14kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.141.501.801.80/10=0.09kNm=90000N.mm(2）立杆稳定性验算 序号 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载)上层立杆传递力验算作用力1+38.40+49.80m9.1309.132+23.40+38.40m10.759.130.20=1.8310.75+1.83=12.583落地段0
10、+23.4014.6812.580.20=2.5214.68+2.52=17.19序号 各标高段 立杆作用力（组合风荷载）上层立杆传递力验算作用力1+38.40+49.80m8.7108.712+23.40+38.40m10.338.710.20=1.7410.33+1.74=12.073落地段0+23.4014.2612.070.20=2.4114.26+2.41=16.671)不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(2.92+5.81)+1.43.00=14.68kN上层立杆传递作用力:N2=12.580.20=2.52,N=N1+N2=14.68+2.52=
11、17.19kNN/（A）=17.191000/(0.186489)=189.00N/mm2 2)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+ NG2k）0.91.4NQk=1.2(2.92+5.81)+0.91.43.00=14.26kN 上层立杆传递作用力:N2=12.070.20=2.41,N=N1+N2=14.26+2.41=16.67kNN/（A）MW/W=16.671000/(0.186489)90000/5080=201.00N/mm2 立杆稳定性为201.00N/mm2f=205N/mm2,满足要求。7.支撑支承面验算钢管立杆高配套底座100100mm,支承面为混凝土板（按C30考虑）支
12、承板厚=180mm上部荷载为：F=16.67kN（1）支承面受冲切承载力验算s=2.00,ft=1.50N/mm2,h0=165mm,h=1.00=0.4+1.2/s=1.00,pc,m=0N/mm2,um=2(100+165)+2(100+165)=1060mm(0.7hft+0.25pc,m)umh0=(0.71.01.50+0.250)1.001060165=183.65kN受冲切承载力183.65kNF=16.67kN,满足要求。 (2)支承面局部受压承载力验算Ab=(0.10+20.10)(0.103)=0.09m2,Al=0.100.10=0.01m2待添加的隐藏文字内容2l=(A
13、b/Al)0.5=3.00，fcc=0.8514300=12155kN/m2，=0.75lfccAl=0.753121550.01=273.49kN 支承面局部受压承载力273.49kNF=16.67kN,满足要求。8.拉吊卸荷段立杆8.1+38.40+49.80m,拉吊段净高度为11.40m,拉吊段计算高度为11.40m,拉吊段底标高为+38.40m,脚手板铺6层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.124811.40=1.42kN2)构配件自重：NG2k=1.08+1.44+0.17=2.69kN其中：脚手板重量：61.500.400.30=1.08kN 栏杆、挡脚板重
14、量：61.500.16=1.44kN 安全网重量：11.401.500.010=0.17kN3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+38.40m,z=1.00;水平风荷载标准值k=1.001.040.20=0.21kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.211.501.801.80/10=0.13kNm=130000Nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.42+2.6
15、9)+1.43.00=9.13kNN/（A）=9.131000/(0.186489)=100.38N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.42+2.69)+0.91.43.00=8.71kNN/（A）MW/W=8.711000/(0.186489)130000/5080=121.35N/mm2立杆稳定性为121.35N/mm2f=205N/mm2,满足要求。8.2+23.40+38.40m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底标高为+23.40m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=
16、0.124815.00=1.87kN2)构配件自重：NG2k=1.44+1.92+0.23=3.59kN其中：脚手板重量：81.500.400.30=1.44kN 栏杆、挡脚板重量：81.500.16=1.92kN 安全网重量：15.001.500.010=0.23kN3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+23.40m,z=0.88;水平风荷载标准值k=0.881.040.20=0.18kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.1
17、81.501.801.80/10=0.11kNm=110000Nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.87+3.59)+1.43.00=10.75kN上层立杆传递作用力:N2=9.130.20=1.83,N=N1+N2=10.75+1.83=12.58kNN/（A）=12.581000/(0.186489)=138.31N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.87+3.59)+0.91.43.00=10.33kN上层立杆传递作用力:N2=8.710.20=1.74,N=N1+N2
18、=10.33+1.74=12.07kNN/（A）MW/W=12.071000/(0.186489)110000/5080=154.36N/mm2立杆稳定性为154.36N/mm2f=205N/mm2,满足要求。9.钢丝绳和吊环验算通过比较，以+23.40+38.40m拉吊段的钢丝绳受力最大，故以此进行钢丝绳和吊环验算。（1）钢丝绳验算h=3.00m,La=0.80m,离墙距离=0.15m,N=12.58kN钢丝绳采用=16mm,=0.85,K=6,K,=0.356,Ro=1570kN/mm2破断拉力总和F破=K,D2Ro=0.3561621570=143.08kN钢丝绳允许拉力P=F破/K=1
19、43.080.85/6.00=20.27kNToa=12.58(0.952+3.002)0.5/3.00=13.20kN,Tob=12.58(0.152+3.002)0.5/3.00=12.60kN。钢丝绳承受拉力Toa=13.20kNP=20.29kN,Tob=12.60kNP=20.29kN，钢丝绳强度满足要求。（2）吊环验算吊环采用20mm光面圆钢，As=3.14(20/2)2=314mm2，f=65N/mm2fAs=265314=40820N=40.82kN每个吊环承受的拉力为：N拉=Toa+Tob=13.20+12.60=25.80kN吊环允许拉力40.82kNN拉=25.80kN，
20、满足要求。10.连墙件计算连墙件采用483.5钢管,截面积为489mm2；f=205N/mm2按每个结构层花排设置,连墙件按2步3跨布置,脚手架最高49.80m连墙件轴向力设计值N1=N1WN0,其中:风压高度变化系数z=1.10(标高+49.80m),基本风压o=0.20kN/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s=1.3=1.30.800=1.040,风荷载标准值k,=1.101.0400.20=0.23kN/m2N1W = 1.4kA=1.40.2321.8031.50=5.22kN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,
21、取No=3.00kNN1= NlWN0 =5.22+3.00=8.22kN(N18kN采用单扣件，8kNN116kN采用双扣件)14 连墙件采用483.5钢管,双扣件连接满足要求。L0=0.15+0.10=0.25m=250mm,i=15.8mm,=L0/i=250/15.8=15.8,1=0.958=N1/1A连墙件=8220/(0.958489)=17.55N/mm2连墙件稳定=17.55N/mm20.85f=174N/mm2,满足要求。11.计算结果脚手架起搭标高为0m，分段脚手架最大标高+49.80m,采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，从0m开始设2个拉吊段分别是+23.40+38.40m,+38.40+49.80m。脚手架采用483.5钢管，内立杆离墙0.15m；立杆步距1.80m，立杆纵距1.50m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有2根纵向水平杆；拉吊卸荷采用16mm钢丝绳1.50m,吊环20mm；连墙件按2步3跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。
