1、安全設施計算軟件(2012) PKPM軟件出品落地式扣件鋼管腳手架計算書依據(jù)規(guī)范:建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范JGJ130-2011建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2011計算參數(shù):鋼管強度為205.0 N/mm2，鋼管強度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設高度30.0米，立桿采用單立管。立桿的縱距1.60米，立桿的橫距0.80米，內排架距離結構0.30米，立桿的步距1.80米。鋼管類型為48×2.8，連墻件采用2步2跨，豎向間距3.60米，水平間距3.20米。施工活荷載為3.0kN/m2，同

2、時考慮2層施工。腳手板采用沖壓鋼板，荷載為0.30kN/m2，按照鋪設16層計算。欄桿采用木板，荷載為0.17kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m2。腳手板下大橫桿在小橫桿上面，且主結點間增加一根大橫桿?；撅L壓0.25kN/m2，高度變化系數(shù)1.0000，體型系數(shù)1.4100。地基承載力標準值170kN/m2，基礎底面擴展面積0.250m2，地基承載力調整系數(shù)0.40。卸荷鋼絲繩采取2段卸荷，吊點卸荷水平距離6倍立桿間距。卸荷鋼絲繩的換算系數(shù)為0.85，安全系數(shù)K=20.0，上吊點與下吊點距離3.3m。鋼管慣性矩計算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距計算采用 W=(D4-d4)/3

3、2D。一、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.036kN/m腳手板的荷載標準值 P2=0.300×0.800/2=0.120kN/m 活荷載標準值 Q=3.000×0.800/2=1.200kN/m 靜荷載的計算值 q1=1.2×0.036+1.2×0.120=0.187kN/m 活荷載的計算值 q2=1.4×1.200=1.680kN/m 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓

4、度) 大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.抗彎強度計算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 M1=(0.08×0.187+0.10×1.680)×1.6002=0.468kN.m支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為 M2=-(0.10×0.187+0.117×1.680)×1.6002=-0.551kN.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =0.551×106/4248.0=129.699N/mm2大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求

5、!3.撓度計算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下: 靜荷載標準值 q1=0.036+0.120=0.156kN/m活荷載標準值 q2=1.200kN/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.677×0.156+0.990×1.200)×1600.04/(100×2.06×105×101950.0)=4.036mm大橫桿的最大撓度小于1600.0/150與10mm,滿足要求!二、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿

6、的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.036×1.600=0.057kN腳手板的荷載標準值 P2=0.300×0.800×1.600/2=0.192kN 活荷載標準值 Q=3.000×0.800×1.600/2=1.920kN 荷載的計算值 P=1.2×0.057+1.2×0.192+1.4×1.920=2.987kN 小橫桿計算簡圖2.抗彎強度計算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算公式如下: M=(1.2&#

7、215;0.036)×0.8002/8+2.987×0.800/4=0.601kN.m=0.601×106/4248.0=141.412N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=5.0×0.036×800.004/(384×2.060×105×101950.000)=0.009mm集中荷載標準值 P=0.057+0.1

8、92+1.920=2.169kN集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度 V2=2168.800×800.0×800.0×800.0/(48×2.06×105×101950.0)=1.102mm最大撓度和 V=V1+V2=1.111mm小橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): R Rc其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；1.荷載值

9、計算橫桿的自重標準值 P1=0.036×0.800=0.028kN腳手板的荷載標準值 P2=0.300×0.800×1.600/2=0.192kN 活荷載標準值 Q=3.000×0.800×1.600/2=1.920kN 荷載的計算值 R=1.2×0.028+1.2×0.192+1.4×1.920=2.952kN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0k

10、N。四、腳手架荷載標準值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1001 NG1 = 0.100×30.000=3.003kN(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用沖壓鋼腳手板，標準值為0.30 NG2 = 0.300×16×1.600×(0.800+0.300)/2=4.224kN(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、木腳手板標擋板，準值為0.17 NG3 = 0.170×1.600×16=4.352kN(4)吊

11、掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.010 NG4 = 0.010×1.600×30.000=0.480kN經(jīng)計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 12.059kN。活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.000×2×1.600×0.800/2=3.840kN風荷載標準值應按照以下公式計算 其中 W0 基本風壓(kN/m2)， W0 = 0.250 Uz 風荷載高度變化系數(shù)，Uz = 1.000 Us 風荷載體型系數(shù)

12、： Us = 1.410經(jīng)計算得到：Wk = 0.250×1.000×1.410 = 0.352kN/m2。考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ考慮到分段卸荷作用，經(jīng)過計算得到，底部立桿的最大軸向壓力： N=(1.2×12.059+0.9×1.4×3.840)/3×1.50=9.655kN不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ考慮到分段卸荷作用，經(jīng)過計算得到，底部立桿的最大軸向壓力： N=(1.2×12.059+1.4

13、15;3.840)/3×1.50=9.923kN風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW = 0.9×1.4Wklah2/10其中 Wk 風荷載標準值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。經(jīng)過計算得到風荷載產(chǎn)生的彎矩： Mw=0.9×1.4×0.352×1.600×1.800×1.800/10=0.230kN.m五、立桿的穩(wěn)定性計算:0.卸荷計算規(guī)范外內容，供參考卸荷吊點按照完全卸荷計算方法。在腳手架全高范圍內增加2吊點；吊點選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點位置；以吊點分段計算。計算中

14、腳手架的豎向荷載按照吊點數(shù)平均分配。 經(jīng)過計算得到1=arctg3.30/(0.80+0.30)=1.2492=arctg3.30/0.30=1.480最下面的立桿軸向力在考慮風荷載時為57.927kN和57.927kN。最下面的立桿軸向力在不考慮風荷載時為59.540kN和59.540kN?？紤]荷載組合，各吊點位置處內力計算為(kN)T1=62.76 T2=59.79 F1=19.85 F2=5.41 其中T鋼絲繩拉力，F(xiàn)鋼絲繩水平分力。所有卸荷鋼絲繩的最大拉力為62.761kN。選擇卸荷鋼絲繩的破斷拉力要大于20.000×62.761/0.850=1476.723kN。選擇6&#

15、215;19+1鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1550MPa，直徑15.5mm。滿足要求!吊環(huán)強度計算公式為 = T / A < f其中f 吊環(huán)鋼筋抗拉強度，混凝土結構設計規(guī)范2010中9.7.6規(guī)定f = 65N/mm2；A 吊環(huán)截面積，每個吊環(huán)按照兩個截面計算。經(jīng)過計算得到，選擇吊環(huán)的直徑要至少(125521.400×4/3.1416/65/2)1/2=40mm。1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=9.923kN； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.60cm； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u

16、=1.500； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m； A 立桿凈截面面積，A=3.974cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； 長細比，為3118/16=195 0 允許長細比(k取1)，為2700/16=169 <210 長細比驗算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.191； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到: =9923/(0.19×397)=1

17、30.433N/mm2； 不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=9.655kN； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.60cm； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m； A 立桿凈截面面積，A=3.974cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； 長細比，為3118/16=195 0 允許長細比(k

18、取1)，為2700/16=169 <210 長細比驗算滿足要求! 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結果查表得到0.191； MW 計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.230kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f=205.00N/mm2；經(jīng)計算得到 =9655/(0.19×397)+230000/4248=181.101N/mm2； 考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!六、最大搭設高度的計算:不考慮風荷載時，當立桿采用單管時，單、雙排腳手架允許搭設高度H，按下式計算： H = A-(1.2NG

19、2k+1.4NQk-NXie) / 1.2gk其中 NG2k 構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 9.056kN； NQk 活荷載標準值， NQk = 3.840kN； gk 每米立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.100kN/m； NXie 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 9.924kN； 鋼管立桿抗壓強度設計值， = 205.00N/mm2；經(jīng)計算得到，不考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度 H = 77.230米?？紤]風荷載時，當立桿采用單管時，單、雙排腳手架允許搭設高度H，按下式計算： H = A-1.2NG2k+0.9×1.4(NQk+AMwk)-NXie

20、 / 1.2gk其中 NG2k 構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 9.056kN； NQk 活荷載標準值， NQk = 3.840kN； gk 每米立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.100kN/m； Mwk 計算立桿段由風荷載標準值產(chǎn)生的彎矩，Mwk = 0.183kN.m； NXie 軸向力鋼絲繩卸荷部分， NQk = 9.924kN； 鋼管立桿抗壓強度設計值， = 205.00N/mm2；經(jīng)計算得到，考慮風荷載時，按照穩(wěn)定性計算的搭設高度 H = 47.375米。取上面兩式計算結果的最小值，腳手架允許搭設高度 H=47.375米。七、連墻件的計算:連墻件的軸向力計算值應按照下式計算： Nl = Nlw + No其中 Nlw 風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，應按照下式計算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風荷載標準值，wk = 0.352kN/m2； Aw 每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積: Aw