杭州湾外脚手架计算书范文.docx

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1、某某湾南接线北监察中心房建工程外脚手架计算书一、工程概况:本工程地处宁波江北区慈城附近,有6个建筑单体,分别为行政楼、交警楼、收费站、车库等。其某某警楼为最高建筑,檐口标高17.50m,室外地坪-0.60m,外架搭设高度需17.50+LOO+0.60=19.10m,其余各幢号建筑高度均低于交警楼,现按交警楼高度作为计算依据,其余各幢号参照执行。现决定:脚手架主要尺寸:立杆纵距L=L5m,立杆横距Ib=L2m,步距h=l.8m(共11步,总高度为19.80m)o地基土分层夯实后,上浇CIo混凝土厚IoOmm。施工区域为大城市郊区,地面粗糙度类别为B类,基本风压W0=O.40KNi112(宁波市1

2、0年一遇基本风压0.30KN1150年一遇基本风压0.50KNm2,考虑到脚手架的临时性,取基本风压为O40KNm2)o本工程为框架结构,采用全封闭密目式安全立双排脚手架进行结构阶段和装修阶段施工,施工作业层为1层,脚手架采用中48X3.5钢管搭设,满铺竹芭片脚手板,满设扶手及挡脚杆,连墙件采用同类钢管作钢性连结,按2步3跨布置。二、计算依据(主要):1. 本工程施工图2. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001(2002年版)3. 建筑结构荷载规范4. 冷弯薄壁型钢结构技术规范5. 建筑结构静力计算手册6. 建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编(参考)三、计算数据:

3、48X3.5钢管:自重q=38.4NM,直角扣件ch=132N/个,对接扣件q2=18.4N/个,旋转扣件q3=14.6N/个。截面积A=4.89c11惯性矩1=12.19cm4,截面模量W=5.08cm3,回转半径i=l.58cm。围参数:采用2300目/100cm2,自重0.005KNm2,每目孔隙面积A0=L3mm)钢管强度设计值:f=205N/mm2,弹性模量;E=2.0610N/mm2o竹笆片自重Q0.1KN11)2施工荷载:3KN/d(结构阶段),2KNm2(装修阶段)。四、脚手架各项指标验算:计算说明:本计算书严格遵循国家规范与相关参考资料作较为全面计算,外脚手架按宁波市常规搭设

4、方式,大横杆在小横杆上,(即南方做法),小横杆作为脚手架层面内主要承载力构件,在结构施工阶段,按施工荷载3KNm2计算,小横杆应力超差将达19%,但据宁波市大量脚手架实践证明,未见小横杆自身承载力有大的问题,但为规范计算起见,规定本脚手架在结构施工阶段仅作为围护及人员通道之用,不堆载、不作为施工操作平台,而在装饰装修阶段方可作为正式外脚手架进行各项施工操作,故以下计算过程中施工荷载取2KN11)2作为计算依据,施工操作层数为一层。1 .纵向水平杆抗弯强度及变形计算(按三跨连续梁计算):设4根纵向水平杆,间距1200/3=400mm(钢管自重忽略不计)。1)抗弯强度验算:竹芭片自重标准值:qk=

5、0.1X0.4=0.04KNm竹芭片自重设计值:q=1.2q,k=1.20.04=0.048KN/m施工荷载标准值:q2k=20.4=0.8KN/m施工荷载设计值:q2=1.4q2F1.40.8=1.12KN/mMmaX=O.Iqjj+O.117q21j(按最不利组合考虑)=0.l0.048l.520.1171.121.52=0.306KN.m=MmaxW=(0.306IO6)/(5.08IO3)=60.2N/mm2205N/mm2=f满足要求。2)挠度验算:V=IaVlOOEIX(0.677qlk+0.99q2k)=15007(1002.06IO512.19104)X(0.6770.04+0

6、.990.8)-1.65mm10mm=la150及IOmm满足要求。2 .横向水平杆抗弯强度及变形计算(钢管自重忽略不计):计算简图如右,其中:lb=l.20m,s=0.4m,a=0.3m.由纵向水平杆传给横向水平杆集中力标准值:F-l.lqkla+l.2q2kla=1.l0.04l.5+1.20.8l.5=0.066+1.44=L506KN由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值:F=l.lqL+l.2q2la=1.1X0.048X1.5+1.21.121.5=0.0792+2.016=2.095KN1)抗弯强度验算:考虑最不利组合,求MmaX时不计悬挑荷载,有:MmaX=Fh3=2.0951

7、.20/3=0.838KN.mMmaxW=(O.8381O6)/(5.08103)=165N/mm2205N/mm2=f满足要求。2)挠度验算:同样考虑最不利组合,求VnIaX时不计悬挑荷载,有:查建筑结构静力计算手册(146页)Vmax=(5n,-4n2-l)384n3EIFlb3(n=3)=0.03549/EIXFkU3=0.03549/0610512.1910,)1.506IO3X1202*=3.68mm8m11Fl150及10mm。满足要求。3 .扣件抗滑承载力计算:B支座反力Rb=RbiRr2Rb3外伸端集中力设计值T:F=LIqJla+l.2q2,Ia=1.1X1.20.l0.15

8、X1.5+1.21.420.15X1.5=0.786KNRbi=F=2.095KNRl=F=2.095KNRBa=F,(l+a1lb)=0.786X(1+0.3/1.2)=0.983KNR=Rbi+Rbz+Rb3=2.095+2.095+0.983=5.173KNR=5.173KN8KN=Rc单扣件抗滑可以满足要求。注:考虑到扣件质量可能存在局部缺陷,扣件抗滑承载力设计值乘以折算系数0.8后采用,贝J:R=5.173KN0.8Rc=0.88=6.4KN=Rc单扣件抗滑仍能满足要求。现将4根纵向水平杆中的里、外边缘二根直接用扣件固定在立杆之上,则RBl显然为0,从而:R=RbiRb2Riw=0+

9、2.095+0.983=3.078KNR=3.078KN6.4KN=Rc采用单扣件抗滑仍满足要求,且有很大富余,更为安全,本工程外脚手架搭设即采用此种方法。4 .立杆的稳定性计算(采用单立杆):1)验算长细比:=Khi(MZK=I),按Ib=L30m查规范,=1.55=l1.55180/1.58=177210=满足要求。2)求稳定折减系数6:此时应取K=L155=Kuhi=l.1551.55X198/1.58=224S8JS,=0.1453)计算风荷载设计值对底部立杆段产生的弯矩Mw:作用于立杆底部风荷载标准值:w=0.7ZSW0大城郊区,地面粗糙度为B类,查建筑结构荷载规范,Uz=LOO,查

10、建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编,得密目式安全立挡风系数%二0.841。查规范,得敞开式脚手架挡风系数*2=0.089从而密目式安全立全封闭挡风系数6:=l+2-12l.2二0.841+0.089-0.841X0.089/1.2=0.868按全封闭脚手架、背靠建筑物状况为框架,有:风荷载体型系数口s=L3=L3X0.868=1.128w=0.7zsW0=0.7X1.00X1.1280.4=0.316KNm2风荷载设计值对立杆段产生的弯矩:Ma=0.851.4wlah210=0.851.4X0.3161.51.8710=0.183KN.m4)脚手架各项荷载计算:本脚手架高度19.8,小

11、于25m,可不考虑架高安全系数,计算高度不必调整,取计算高度Hs=19.8m脚手架自重标准产生的轴向力Ngik=Hsg=19.80.1248=2.471KN(查规范g=0.1248KNm)构配件自重标准值产生的轴向力满铺脚手板(n=ll步)Na=0.5(lbal)laQpn(竹笆片自重Qp=O.IKN/m?)=0.5(1.2+0.3)1.50.1X11=1.238KN栏杆及挡脚杆(每步48X3.5钢管2根+扣件)Nb=(q21a+2q)n+21an6.5Xq2=(38.41032l.5+2X13.2103)11+21.5116.518.4103=1.651KN(钢管自重qKNm,直角扣件重q”

12、对接扣件重q?)安全NC=0.005Xlahs=0.0051.519.8=0.149KN(安全自重0.005KNm2)Nc2K=Na+Nb+Nc=1.238+1.651+0.149=3.038KN施工荷载标准值产生的轴向力总和(1层作业层)Nqk=O.5(lb+a)L2Qk=0.5(1.20+0.3)1.52=2.25KN5)立杆段轴向力设计值N:组合风荷载时:N=1.2(NGlK+Ng2k)+O.85l.4Nqk=1.2(2.471+3.038)+0.851.42.25=9.29KN不组合风荷载时:N=l.2(NGlK+Ng2k)+1.4ENQK=1.2(2.471+3.038)+1.4X2

13、.25=9.76KN6)稳定性验算:组合风荷载时:NA+MwW=9.29X107(0.145X489)+0.1831075.08IO3=167Nmm2205Nmm2=f满足要求。不组合风荷载时:NA=9.76X107(0.145X489)=138Nmm2205Nmm2=f满足要求。结论:采用单立杆时,组合风荷载或不组合风荷载脚手架稳定性均能满足使用要求。5 .连墙件验算:此时应验算脚手架最高处(19.8m)连墙件。1)求查资料3得风压高度变化系数UZ=1.250o经以上计算取风荷载体型系数US=LI28。脚手架顶端风荷载标准值w=0.7zsW0=0.71.2501.128X0.4=0.395K

14、NM22)求连墙件轴向力设计值Nc:单个连墙件抗风面积Aw=2h31a=21.831.5=16.2M2连墙件约束平面外变形所产生的轴向力No=5KN(双排脚手架时)连墙件轴向力设计值N=+N0=L4wAw+N0=1.4X0.395X16.2+5=13.96KN3)扣件连结抗滑移验算:采用双扣件RJ=2XR=2X8=16KNN1=13.96KN16KN=R(采用双扣件可以满足使用要求(连墙件钢管加长后与脚手架内、外立杆扣接,另一端与主体予埋钢管扣接处正常扣接外,再内外各增加一个抗滑扣件)。4)连墙件稳定承载力验算:设连墙件长度l11=300+1200=1500mm(脚手架内立杆与墙面间距+1b),长细比入=Iili=150L58=95=150(查计算依据3)由规范(计算依据1)得=0.626稳定计算:NlA=15.77103/(0.626X489)=51.5Nmm2205Nmm2=f可见连墙件稳定承载能力足够。6 .地基承载力验算:在不考虑风荷载时,立杆底脚处受力N=9.76KN,其值大于考虑风荷载时受力N=9.29KNo现按最不利状况9.76KN计算地基土承载力。

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