《oA扣件式钢管脚手架设计计算培训讲学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《oA扣件式钢管脚手架设计计算培训讲学（165页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、扣件式钢管脚手架设计计算,一、脚手架设计内容,1. 设置方案选择：脚手架类型、构架形式、尺寸、相应设置措施。 2. 承载力可靠性验算：构架结构、地基基础、其它支撑结构。 3. 安全使用措施：作业面防护、整架和作业区域防护、安全搭设、移动拆除措施、安全使用措施。,三、结构设计采用方法,脚手架的承载力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，对于计算构件的强度、稳定性与连接强度时，采用荷载效应基本组合的设计值，永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4； 按正常使用极限状态的要求验算变形，采用荷载短期效应组合的设计值。,荷载效应组合,四、脚手架荷载计算,1. 恒载标
2、准值： 脚手架结构自重标准值gk和构配件自重标准值Qp； 2. 施工荷载标准值Qk： 作业层荷载乘以作业层数；,表4.2.11脚手板自重标准值,表4.2.12栏杆、挡脚板自重标准值,表4.2.2施工均布活荷载标准值,3. 风荷载标准值: wk=0.7szw0 s风载体形系数；见下表。 z风压高度系数；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001的规定采用） w0基本风压；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）；在基本风压等于或小于0.35KN/m2的地区，对于仅有栏杆和挡脚板的敞开式脚手架，当每个连墙点覆盖的面积不大于30m2，构造符合规范要求时，验
3、算脚手架立杆的稳定性，可不考虑风荷载作用。,建筑结构荷载规范表721 风压高度变化系数,地面粗糙度可分为A、B、C、D四类： A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类指有密集建筑群的城市市区； D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。,敞开式单、双排扣件钢管（48*3.5） 脚手架的挡风系数,注：当采用51*3钢管时，表中系数乘以1.06。,脚手架的风载体型系数s表,注：1、stw值可将脚手架视为桁架，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）表7.3.1第32项和第36项的规定计算； 2、
4、为挡风系数， =1.2An/Aw，其中An为挡风面积；Aw为迎风面积。敞开式单、双排架的值宜按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2001附录A表A-3采用。,密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算： 1）密目式安全立网挡风系数 建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）条文说明3.0.7条有关内容，“立网应该使用密目式安全网，其标准：每10cm*10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。” 根据以上规定，若每目孔隙面积为A0cm，则密目式安全立网挡风系数为：,其中，An1为密目式安全立网在100cm2内的挡风面积；（每目孔隙面积为1.3mm2） Aw1为密目式安
5、全立网在100cm2内的迎风面积； 2）敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数为： An2为一步一纵距（跨）内钢管的总挡风面积。 3）密目式安全立网全封闭双排脚手架挡风系数：,【扣件式钢管脚手架计算实例】,某工程位于温州市茶山高教园区，要求搭设高度为40m的钢管扣件式双排落地用于结构施工，内立杆离开外墙距离为a=500mm，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.05m，步距h=1.8m，全架铺设脚手板4层（n1=4），两层同时作业，脚手板下设两根纵向横杆。连墙件按2步3跨设置。全架设置安全网，每步内配套设置一根支撑横杆。,计算参数,搭设高度H=40m 立杆纵距la=1500mm； 立杆横距lb=1
6、050mm 外伸长度a=300mm； 步高h=1800mm=1.8m 步数n=H/h=40/1.8=22.2222步 脚手架的钢管选用(483.5)其计算参数为： 截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm 截面积A=489mm2，截面惯性距I=121900mm4 钢材的弹性模量E=206000N/mm2,【风荷载标准值计算】,wk=0.7zswo 1. 风压高度变化系数z 查建筑结构荷载规范（GB80009-2001）中的表7.2.1，工地位于温州茶山高教园区的施工条件，按照B类地形、离地高度5m内条件查得z=1.0。,2. 脚手架风荷载体型系数s,外立杆 背建筑物墙为全框架结构，
7、脚手架为全封闭。脚手架风荷载体型系数查规范中表4.2.4可知： s外=1.3 =1.2An/Aw 其中：An为挡风面积；Aw为迎风面积。,计算,按照密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算分为两部分：安全网的挡风系数1和脚手架钢管的挡风系数 2。 密目式安全立网全封闭双排脚手架挡风系数：,计算安全网的挡风系数1,建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）条文说明3.0.7条有关内容，“立网应该使用密目式安全网，其标准：每10cm*10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。” 根据以上规定，若每目孔隙面积为A0mm，则密目式安全立网挡风系数为：,其中，An1为密目式安全立网在100cm
8、2内的挡风面 积；（每目孔隙面积为1.3mm2）； Aw1为密目式安全立网在100cm2内的迎风面积；,敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数2,敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数为： 其中，An2为一步一纵距内钢管的总挡风面积； Aw2=la*h。,密目式安全网全封闭双排脚手架挡风系数,s外=1.3=1.30.958=1.245,内力杆,背建筑物墙为全框架结构，脚手架为敞开式脚手架的风荷载体型系数查规范表4.2.4。 s内=stw 查规范附录A中表A-3，纵距1.5m、步距1.8m可得，stw=0.089 s内=0.089,3. 风荷载标准值计算,查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）基本风压附
9、录D5，施工场地位于温州茶山高教园区50年一遇的基本风压w0=0.6kN/m2； wk外=0.7zs外w0 =0.71.01.2450.6 =0.52（kN/m2） wk内=0.7zs外w0 =0.71.00.0890.6 =0.04（kN/m2）,五、纵向水平杆、横向水平杆计算,1.纵向水平杆、横向水平杆的抗弯强度 M弯矩设计值；M=1.2MGk+1.4MQk W截面模量； f钢材的抗弯设计值； MGk脚手架自重标准值产生的弯矩； MQk施工荷载标准值产生的弯矩；,表5.1.6 钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）,表5.1.7扣件、底座的承载力设计值（kN）,2.挠度计算：vv 纵向水
10、平杆按三跨连续梁计算，横向水平杆按简支梁计算，双排架的横杆构造外伸长度a=500时，其计算长度a1可取300。,（a）双排脚手架； （b）单排脚手架1横向水平杆；2纵向水平杆；3立杆图5.2.4 横向水平杆计算跨度,表5.1.8受弯构件的挠度,注：l为受弯构件的跨度。,3. 纵向或横向杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力: RRc 其中：Rc扣件抗滑承载力设计值（直角扣、旋 转扣为8kN、对接扣为3.2kN）； R纵向、横向杆传给立杆的竖向作用力设 计值；,【纵向水平杆的计算】,1. 计算简图 把纵向水平杆简化为连续三跨梁来计算简图如 下图1。,图1 纵向水平杆三跨连续梁计算简图,2. 荷载计算
11、,（1）恒荷载计算 竹串片自重标准值为350N/m2（查规范表4.2.1-1） 竹串片自重标准值： 350lb3=3501.053=122.5（N/m） 钢管自重标准值： 38.4N/m 小计：g=122.5+38.4=160.9（N/m）,（2）活荷载标准值计算,结构施工脚手架均布活荷载标准值， 查规范表4.2.2 p= 3000 N/m2 活荷载标准值为： q=plb/3=30001.05/3=1050（N/m）,3. 强度验算,（1）荷载作用下的弯矩M M=0.1（g1.2+q1.4）la2 =0.1（160.91.2+10501.4）1.52 = 374.19（ Nm）,（2）纵向水平
12、杆强度的验算,=M/W =374.19103/5080 =73.16（N/mm2）f=205N/mm2， 满足要求。 其中：f为Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值见规范表5.1.6。,4. 挠度验算,w=0.677（g1.2+q1.4）la4/（100EI） =0.677（160.910-31.2+105010-31.4）15004/（100206000121900） =2.27（mm）w= 10mm，满足要求。 其中：w 计算公式可在建筑力学书中查找；w为受弯构件允许挠度值查规范表5.1.8，查表得w=la/150=12mm与10mm间取小值。,5. 荷载作用下的中间支座反力的计算,R=1
13、.1（g1.2+q1.4）la =1.1（160.91.2+10501.4）1.5 =2744.08（N）,【横向水平杆的计算】,1. 计算简图 横向水平杆只考虑大横杆产生的集中力作用，计算简图如下图2。 图2 横向水平杆计算简图,2. 强度验算,（1）计算集中力R作用下的弯距M 集中力R到支座的距离c： c=lb/3=1050/3=350（mm）=0.35m M=Rc=2744.080.35=960.43（Nm）,（2）横向水平杆强度的验算,=M/W=960.43103/ 5080 =189.06（N/mm2）f=205N/mm2， 满足要求。,3. 挠度验算,挠度计算公式可在建筑力学书中查
14、找。 w=Rc（3lb2-4c2）/（24EI） =2744.08350（31050243502） / （24206000121900） =4.49（mm） w =8mm，满足要求 其中: w=lb/150=8mm,4. 验算横向水平杆和立杆间扣件的抗滑承载力,根据实际的受力情况可知 R1=R/2=2744.08/2=1372.04（N） 则横向水平杆和立杆间的扣件受力是： R1+R= 2744.08+1372.04=4116.12（N） Rc=8000N，满足要求 其中:Rc为扣件抗滑承载力设计值，见规范表5.1.7,六、连墙杆计算,连墙杆的轴力设计值 Nl=Nlw+N0 式中，Nlw风载产
15、生的连墙件轴向力设计值 N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的 轴力（kN），单排取3，双排取5。 由风载产生的轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw 式中，Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。,【连墙件的计算】,本脚手架按两步三跨计算，连墙件采用圆钢。 步数n4=2跨数n5=3； 连墙件选用483.5钢管，每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积：Aw=bwhw=450010-3360010-3=16.2（m2） 其中：bw=n5la=31500=4500（mm） hw=n4h=21800=3600（mm）,风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nl,分别计算位于离地5m、20m、3
16、0m和40m处的连墙件的轴力设计值，见表1。,表1 连墙件轴向力设计值计算表,1. 强度验算,=Nl/A 按照上式将连墙件强度计算结果列于表2。,表2 连墙件强度计算表,2. 稳定性验算,连墙杆件计算长度取脚手架的离墙距离LH=500mm，因此长细比 =LH/i=500/15.8=32 查规范中的附表C可得=0.912。 按照下式计算其稳定性，计算结果列于表3。 f=N/(A),表3 连墙件稳定性计算表,3. 抗滑移验算,连墙件一端用直角扣件与脚手架立杆连接，另一端与建筑物预埋12钢筋焊接连接。连墙件用扣件与脚手架连接的抗滑移验算： 连墙件在风荷载作用下所受的水平力要求： RRc 其中：R为脚手架传给连墙件的轴向力，R= Nl； Rc为扣件抗滑承载力设计值，规范表5.1.7中，单个扣件抗滑承载力设计值为8KN。,从表4中的R可看出，单个扣件无法满足抗滑移要求。不同位置扣件数量见表4。,表4 连墙件与脚手架连接扣件的数量,4.
