扣件式鋼管落地腳手架的計算依據《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001)、《建築地基基礎設計規範》(gb 50007-2002)、《建築結構荷載規範》(gb 50009-2001)、《鋼結構設計規範》(gb 50017-2003)等編制。
一、引數資訊
1.腳手架引數
單排腳手架搭設高度為 6 m，立桿採用單立杆；
搭設尺寸為：立桿與牆中距離為 1.2m，縱距la為1.5m，大小橫桿的步距為1.8 m；
小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數為 2 根；
採用的鋼管型別為 φ48×3.5；
橫桿與立桿連線方式為單扣件；
連牆件採用兩步三跨，豎向間距 3.6 m，水平間距4.5 m，採用扣件連線；
連牆件連線方式為單扣件；
2.活荷載引數
施工均布活荷載標準值:3.000 kn/m2；腳手架用途:結構腳手架；
同時施工層數:2 層；
3.風荷載引數
本工程地處山東菏澤市，基本風壓0.35 kn/m2；
風荷載高度變化係數μz，計算連牆件強度時取0.92，計算立桿穩定性時取0.74，風荷載體型係數μs 為0.693；
4.靜荷載引數
每公尺立桿承受的結構自重標準值(kn/m):0.1360；
腳手板自重標準值(kn/m2):0.350；欄杆擋腳板自重標準值(kn/m):0.140；
安全設施與安全網(kn/m2):0.005；
腳手板類別:木腳手板；欄杆擋板類別:木腳手板擋板；
每公尺腳手架鋼管自重標準值(kn/m):0.038；
腳手板鋪設總層數:3；
5.地基引數
地基土型別:砂土；地基承載力標準值(kpa):120.00；
立桿基礎底面面積(m2):0.20；地基承載力調整係數:1.00。
二、小橫桿的計算
小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。
按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。
1.均布荷載值計算
小橫桿的自重標準值: p1= 0.038 kn/m ；
腳手板的荷載標準值: p2= 0.35×1.5/3=0.175 kn/m ；
活荷載標準值: q=3×1.5/3=1.5 kn/m；
荷載的計算值: q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.5 = 2.356 kn/m；
小橫桿計算簡圖
2.強度計算
最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩，
計算公式如下:
mqmax = ql2/8
最大彎矩 mqmax =2.356×1.22/8 = 0.424 kn·m；
最大應力計算值 σ = mqmax/w =83.483 n/mm2；
小橫桿的最大彎曲應力 σ =83.483 n/mm2 小於小橫桿的抗彎強度設計值 [f]=205 n/mm2，滿足要求！
3.撓度計算
最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度
荷載標準值q=0.038+0.175+1.5 = 1.713 kn/m ；
νqmax = 5ql4/384ei
最大撓度 ν = 5.0×1.713×12004/(384×2.06×105×121900)=1.842 mm；
小橫桿的最大撓度 1.842 mm 小於小橫桿的最大容許撓度 1200 / 150=8 與10 mm，滿足要求！
三、大橫桿的計算
大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。
1.荷載值計算
小橫桿的自重標準值: p1= 0.038×1.2=0.046 kn；
腳手板的荷載標準值: p2= 0.35×1.2×1.5/3=0.21 kn；
活荷載標準值: q= 3×1.2×1.5/3=1.8 kn；
荷載的設計值: p=(1.2×0.046+1.2×0.21+1.4×1.8)/2=1.414 kn；
大橫桿計算簡圖
2.強度驗算
最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的彎矩和。
mmax = 0.08ql2
均布荷載最大彎矩計算:m1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007 kn·m；
集中荷載最大彎矩計算公式如下:
mpmax = 0.267pl
集中荷載最大彎矩計算:m2max=0.267×1.414×1.5= 0.566 kn·m；
m = m1max + m2max = 0.007+0.566=0.573 kn·m
最大應力計算值 σ = 0.573×106/5080=112.811 n/mm2；
大橫桿的最大彎曲應力計算值 σ = 112.811 n/mm2 小於大橫桿的抗彎強度設計值 [f]=205 n/mm2，滿足要求！
3.撓度驗算
最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和,單位:mm；
均布荷載最大撓度計算公式如下:
νmax = 0.677ql4/100ei
大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度：
νmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm；
集中荷載最大撓度計算公式如下:
νpmax = 1.883pl3/100ei
集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度：
小橫桿傳遞荷載 p=（0.046+0.21+1.8）/2=1.028kn
ν= 1.883×1.028×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 2.602 mm；
最大撓度和：ν= νmax + νpmax = 0.052+2.602=2.654 mm；
大橫桿的最大撓度 2.654 mm 小於大橫桿的最大容許撓度 1500 / 150=10與10 mm，滿足要求！
四、扣件抗滑力的計算
按規範表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kn，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kn。
縱向或橫向水平杆與立桿連線時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》5.2.5):
r ≤ rc
其中 rc -- 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kn；
r -- 縱向或橫向水平杆傳給立桿的豎向作用力設計值；
小橫桿的自重標準值: p1 = 0.038×1.2×2/2=0.046 kn；
大橫桿的自重標準值: p2 = 0.038×1.5=0.058 kn；
腳手板的自重標準值: p3 = 0.35×1.2×1.5/2=0.315 kn；
活荷載標準值: q = 3×1.2×1.5 /2 = 2.7 kn；
荷載的設計值: r=1.2×(0.046+0.058+0.315)+1.4×2.7=4.282 kn；
r < 8.00 kn，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!
五、腳手架立桿荷載計算
作用於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)每公尺立桿承受的結構自重標準值，為0.136kn/m
ng1 = [0.1360+(1.20×2/2)×0.038/1.80]×6.00 = 0.970kn；
(2)腳手板的自重標準值；採用木腳手板，標準值為0.35kn/m2
ng2= 0.35×3×1.5×1.2 /2 = 0.945 kn；
(3)欄杆與擋腳手板自重標準值；採用木腳手板擋板，標準值為0.14kn/m
ng3 = 0.14×3×1.5/2 = 0.315 kn；
(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網:0.005 kn/m2
ng4 = 0.005×1.5×6 = 0.045 kn；
經計算得到，靜荷載標準值
ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 2.275 kn；
活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到，活荷載標準值
nq = 3×1.2×1.5×2/2 = 5.4 kn；
考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為
n = 1.2 ng+0.85×1.4nq = 1.2×2.275+ 0.85×1.4×5.4= 9.156 kn；
不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為
n'=1.2ng+1.4nq=1.2×2.275+1.4×5.4=10.29kn；
六、立桿的穩定性計算
風荷載標準值按照以下公式計算
wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本風壓(kn/m2)，按照《建築結構荷載規範》(gb50009-2001)的規定採用：ω0 = 0.35 kn/m2；
μz -- 風荷載高度變化係數，按照《建築結構荷載規範》(gb50009-2001)的規定採用：μz= 0.74；
μs -- 風荷載體型係數：取值為0.693；
經計算得到，風荷載標準值為:
wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.693 = 0.126 kn/m2；
風荷載設計值產生的立桿段彎矩 mw 為:
mw = 0.85 ×1.4wklah2/10 = 0.85 ×1.4×0.126×1.5×1.82/10 = 0.073 kn·m；
考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
σ = n/(φa) + mw/w ≤ [f]
立桿的軸心壓力設計值 ：n = 9.156 kn；
不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
σ = n/(φa)≤ [f]
立桿的軸心壓力設計值 ：n = n'= 10.29kn；
計算立桿的截面迴轉半徑 ：i = 1.58 cm；
計算長度附加係數參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；
計算長度係數參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001)表5.3.3得 ：μ = 1.8 ；
計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.742 m；
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