扣件式钢管(单管)脚手架设计计算书
工程名称: 编制单位: 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》(JGJ 130-2001,2002年版); (2)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80-91); (3)《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-99); (4)《钢结构设计规范》(GB50017—2003); (5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006版); (6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002) (7) 施工图纸。 1.计算参数设定 (1)基本参数
脚手架采用钢管,脚手架高度m,内立杆离墙m;立杆步距h=m,立杆纵距La=m,立杆横距=m;横向杆上有条纵向杆,连墙件按布置,脚手板铺层。
(2)钢管截面特征
钢管类型mm,截面积A=mm,惯性矩I=mm;截面模量W=mm,回转半径i=mm,每米长质量kN/m;Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm,弹性模量E=206000N/mm。
(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kN/m 脚手板采用,自重标准值kN/m 栏杆与挡板采用 ,自重标准值为kN/m
脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值kN/m 2)施工均布活荷载标准值
装修脚手架kN/m,结构脚手架kN/m 3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk 脚手架高度为m 地面粗糙度按类 风压高度变化系数μz=(标高+5m)
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=,基本风压ω0=kN/m
水平风荷载标准值 ωk=0.7μzμsω0=kN/m 2.纵横向水平杆验算 (1)纵向杆的计算 1)荷载计算 钢管自重GK1=kN/m 脚手板自重GK2=kN/m 施工活荷QK=kN/m
作用于纵向水平杆线荷载标准值 kN/m kN/m
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2)纵向水平杆受力计算 按跨连续梁计算 L=m a. 抗弯强度验算
弯矩系数KM1= M1=KM1q1L=kN.m 弯矩系数KM2= M2=KM2q2L=kN.m =kN.m
σ=Mmax/W =N/mm
b. 挠度验算
挠度系数Kυ1=
υ1=Kυ1q1L/(100EI)=mm 挠度系数Kυ2=
υ2=Kυ2q2L/(100EI)=mm =mm
c.最大支座反力
Rq1=kN Rq2=kN Rmax=Rq1+Rq2=kN (2)横向水平杆验算 1)荷载计算 钢管自重gk1=kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=kN 2)横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算,跨度为:L=m a.抗弯强度验算 Mmax=qL/8+R中L/ =kN.m
σ=Mmax/W=N/mm
b.挠度验算
集中荷载产生的挠度为 υ1=mm
均布荷载产生的挠度为: υ2=5qL/384EI
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=mm υ
(3)横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算 R= =kN
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= 立杆步距h=m,立杆计算长度Lo=kμh=mm 长细比λ=Lo/i=
(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=kN/m,脚手架结构自重:NGlk=gkH=kN
b.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:kN 栏杆、挡脚板重量:kN 安全网重量:kN 构配件自重NG2k=kN c.活荷包括: ①施工荷载按 NGk=kN
②风荷载标准值计算 风荷载标准值ωk=kN/m
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 × 1.4Mωk =0.85×1.4ωkLah/10 =N.mm
2)轴心受压稳定性系数 Lo=kμh=mm
λ=Lo/i= = 3)立杆稳定性验算 a.不组合风荷载时
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max
=υ1+υ2 =mm
N=1.2(NGlk+ NG2k)+1.4ΣNQk =kN
N/(A)= b.组合风荷载时
N=1.2(NGlk+ NG2k)+0.85×1.4ΣNQk =kN
N/(A)+MW/W=N/mm
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4. 支撑支承面验算
钢管立杆高配套底座mm,支承面为混凝土板(按考虑)支承板厚=mm 上部荷载为:F=kN
(1)支承面受冲切承载力验算 βs=2.00,ft=N/mm,h0=mm,βh=1.00 η=0.4+1.2/βs=1.00,σ(0.7βhft+0.15σ=kN
(2)支承面局部受压承载力验算 Ab=m, Al=m
βl=(Ab/Al)=,fcc=kN/m,ω=0.75 ωβlfccAl=kN
5.连墙件计算
按每个结构层花排设置,纵向间距取跨, 脚手架最高m 连墙件轴向力设计值N1= N1W+N0,其中: 风压高度变化系数μz= ,基本风压ωo=kN/m
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=,风荷载标准值ωk=kN/m N1W=1.4ωkAω=kN
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=0 N/mm,um=mm
)ηumh0
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