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1、脚手架计算书1.总述及人行脚手架的介绍人行脚手架按六米一段用钢管拼装成一个网架结构，网架上下方框均用/ 80*80*8角钢加工成一个整体并与钢管焊接；在网架中间安装用角钢做的人行爬梯， 踏步长为4.2m,宽为0.8m,称为单个脚手架。钢管采用型号为48x 3.5mm步距为 2.0m,立杆纵距1.25m,立杆横距为1.05m。脚手板在小横杆上，人行踏步爬梯的一端 与大横杆连接，另一段与角钢连接。各分段之间通过16x 50mm螺栓连接。人行脚手架在后场加工成型，加工尺寸为（长*宽*高）：5m*3m*6m在单个脚手架上的每个面上均设置对角线剪刀撑。长宽方向分别设置5排和4排钢 管，每6米段分为3层。
2、结构示意图见图人行脚手架侧面图人行脚手架俯视图2.人行脚手架的计算2.1小横杆的计算：小横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，施工均布荷载取2.0kN/m2。按照小横 杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形2.1.1均布荷载 值计算小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.25 X.0/3=0.083kN/m活荷载标准值 Q=2.00X1.0/3=0.667kN/m静荷载的计算值 qj=1.2 E.038+1.2 00.145+0.10 0.934) K02=0.105kNl.m支座最大弯矩计算公式如下：M2max 八 O/gl2 _ 0.1
3、1 舄 2支座最大弯矩为M2= - (0.10 145+0.117 0934)02=-0.12kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：”0.124 106/5080.000=24.39N/mm2V f=205n/mm2,满足要求!2.1.3挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下：Vmaxqj4二 -667 100EIq2i4-99O100EI静荷载标准值 qi=.38+.53=.91kN/m活荷载标准值q2=.7kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(.677 &145+.99 .667) W04/(1O 2.6 X5xi219)=.32mm大
4、横杆的最大挠度小于。/伟。,满足要求！2.2大横杆的计算：大横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，人行踏步的一断搭接在角钢/8*8*8上，一端搭接在大横杆上，单个踏步的重量按 2Kh计算，活荷载取3.kN/m2。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变 形。2.2.1荷载值计算大横杆的自重标准值P1=.38 1.25=0.048kN踏步的荷载标准值P2=.8 1.25=.1kN活荷载标准值 Q=3.X1.。1.25/4=.938kN荷载的计算值 P=1.2 .48+1.2 .1+1.4 .938=1.491kN2.2.2强度计算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载
5、的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下：ql2q m a x 8集中荷载最大弯矩计算公式如下：Mpmax=PI%M=.48 1.252/8+1.491 K25 /3=.785kN.m疔二.785 16/58.=154.5N/mm2大横杆的计算强度小于25N/mm2,满足要求！ 2.2.3挠度计算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下vq max5ql4384EI集中荷载最大挠度计算公式如下PI(312-412 /9)vP max72EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V 仁 5.0 0.048 X250 /(384 &060
6、 X(5 Xl21900)=0.061mm集中荷载标准值 P=0.048+0.1+0.938=1.086kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=(3-4/9) 1086 %25033(72 &06 105 X121900)=1.535mm最大挠度和：V=V1+V2=1.596mm小横杆的最大挠度小于1050/150与10mm,满足要求！2.3立杆的稳定性计算：天兴洲大桥公路分建段工程，最高设计墩身为42.1m,故人行脚手架取40m进行 计算。根据实际取的每6m脚手架子重为21460N,活荷载取0.5 kN/m2计算(按实 际 最大考虑)。在垂直荷载的作用下，立杆按压杆的稳定的条件来验算
7、截面，因水平杆 的内力为零，立杆应力厅按下式验算：其中N 平均作用在每根钢管上的轴压力，N=N -n=1448N;N 作用在某一截面上的轴压力，N = (21460+500X 15) N;n -杆的根数，n=20;A-每一根立杆毛截面面积，A=4.89cm2;个一一纵向弯曲系数，由Mmin的值结果查表求得；0=0.96i 一算立杆的截面最小回转半径，im m=1.56cm；10力杆的计算长度6.0(m)；f一钢管立杆抗压强度设计值，f = 205N/mm 2；经计算得*9.68N/mm2小于f，满足要求！2.4风荷载的计算：风压高度变化系数根据脚手架的布置地理位置及地面粗糙度，按建筑结构荷载规
8、范分为B类，取口 z=1.60,基本风压值3 o=O.35kN/m2将脚手架视为桁架来计算风荷载体型系数P stw；计算表面光滑情兄口 z d2,查建筑结构荷载规范(GBJ9)表7.3.1第36项，取整体计算时的体型系数ys=1.2;按一个脚手架计算脚手架挡风的净投影面积An=4.3632m2;脚手架的轮廓面积A=18m2;挡风系数=An/A=0.2424；一棉的体型系数P st=0.291;，脚手架的整体体型系数P stw= 1 stx( 1-n n) / (1-n ) =0.888所以，风荷载体型系数取0.888,风振系数取0.7风荷载计算公式：3 k=0.7X 1 stwX 1 zX 3
9、 0=0.7X 0.888X 1.60X 0.35=0.348 kN/m22.5脚手架整体稳定性的验算：2.5.1当脚手架位于上下游墩身之间时在风荷载的作用下，验算脚手架稳定性。第一种情况，风向考虑垂直脚手架的较大面(5*6 m)来计算，如果在该风荷载的作 用下，脚手架能满足稳定性，那么相应地，当风往其他任何方向吹时，脚手架也能 稳定。当没有连接脚手管附着在墩身通风孔上时，假定脚手架能安装的最大高度为h， 此时抵抗力矩只能由脚手架的自重产生。一节6m的脚手架的重量为21.46KN，平均分配在每米上为21.46KN/6 ;所以由脚手架的自重产生的抵抗力矩Qb/2=21.46KN/6 X h X
10、1.5m=5.365h;由风 荷载产生的倾覆力矩 WK=3 kX 5mX hX h/2=0.348X 5X h2/2=0.87 h2；考虑倾覆的极限平衡状态Wk Qb/2求得 h=6.17m即当脚手架的安装高度h大于倾覆力矩Wk,满足稳定条件！而在实际施工中，附着墩身的脚手管按每隔五米的间距对称布置在上下游墩身的 两侧，所以整个脚手架的稳定性也能满足条件。同样当脚手架位于墩身的一侧时， 风向为5*6m方向时，脚手架满足稳定条件！现在考虑第二种情兄，按风向垂直脚手架的较小面（3*5m）来计算当脚手架位于墩 身之间时设剪刀撑与顺桥方向的夹角为9,在风荷载的作用下，脚手架一侧剪刀撑产生的抵 抗力为f
11、 =8 x COS 9,所以两侧剪刀撑共同产生的抵抗力f=2 f =16 COS 9通过验 算，不加剪刀撑时，脚手架通过本身的自重抵抗风荷载作用的最大高度为8.57m。 假定脚手架的搭设高度为12m时（即搭设两节脚手架时），只在脚手架的上端搭设 剪刀撑一道，计算其稳定性风荷载产生的倾覆力矩为W 一22一一,八,WX3X122/2=0.348x 3x 122/2=75.168KNm由剪刀撑产生的抵抗力矩W=16COS9 x12=192 COS9 KNm当COS 9 75.168/192=0.39,剪刀撑产生的抵抗力矩大于风荷载的产生的倾覆力 矩，能满足稳定性条件。考虑实际情况，脚手架到墩身的距离
12、取最大值取1.75m （由图纸所得），无论墩身 的宽度是2.8m还是2.5m，COS9均0.39。所以此时脚手架能稳定。在实际施工过程中，根据墩身通风孔的布置上下隔的5m 间距布置剪刀撑，所以满足稳定情况。而又当当脚手架位于墩身的一侧时当风 吹向3X 5米时，验算脚手架的稳定性设剪刀撑与顺桥方向的夹角为9在风荷载作用下，剪刀撑产生的抵抗力矩f =8Sin 9不加剪刀撑时，假定剪刀撑通过本身的自重能抵抗风荷载作用的最大高度为h可以求出h =8.57m那么假定脚手架搭设两节，按12m计算风荷载产生的倾覆力矩为WkWKX 3X 122/2=216 Wk=73.44由剪刀撑产生的抵抗力矩W=8Sin
13、9 X h=96 Sin9要想使脚手架处于稳定，抵抗力矩W 73.44,即96 Sin9 73.44求得 Sin 9 0.765在实际施工过程中，脚手架位于墩身一侧的只有G030和G031号墩，已知通风孔 之间的距离为6.7m,要想使Sin9 0.765,可以求得脚手架到墩身的距离为4.9m所以 当脚手架到墩身的距离小与4.9m时，该节稳定满足条件。施工中，脚手架到墩身的距离控制在23m之间，根据墩身通风孔的布置上下隔5m的间距布置剪刀撑，所以稳定满足！ 2.5.2脚手架 在实际施工中的布置图以及剪刀撑的布置图墩身|XX48钢管平行附着、X8钢管剪刀撑脚手架9身48钢管平行附着(a)(b)脚手架位于 两墩身之间:连接钢管在武昌与口 方向各设置有一根。(a)脚手架位于墩身的一侧b)2.6立杆地基承载力计算:N/A fg式中：N基础顶面的轴向力设计值N=1-2X( niNGKi+ NGK2)+1.4 Nqk其中Ngki为一步距一纵距内脚手架自重产生的轴力Ngki=0.463KN ;Ngk
