1、编号：SJHN.JZY-XX催化剂生产项目实验大楼车间工程钢管落地脚手架施 工 计 算 书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目录一、参数信息:31.脚手架参数32.活荷载参数33.风荷载参数34.静荷载参数35.地基参数4二、小横杆的计算:51.均布荷载值计算52.强度计算53.挠度计算:5三、大横杆的计算:61.荷载值计算62.强度验算63.挠度验算7四、扣件抗滑力的计算:7五、脚手架立杆荷载计算:8六、立杆的稳定性计算:9七、连墙件的稳定性计算:12八、立杆的地基承载力计算:13九、脚手架配件数量匡算:2、13钢管落地脚手架计算书xxxx化工有限公司催化剂生产项目工程； 工程建设地点:xx经济技术开发区xx新区泾勤路；属于框架结构； 地上4层； 地下0层；建筑高度：16.95m；标准层层高：4m ；总建筑面积：6028.59平方米；总工期：180天。工程说明：1.工程名称: xxxx化工有限公司催化剂生产项目综合实验大楼、精细化工车间及催化剂车间。2.地理位置：该工程位于xx市经济技术开发区xx新城，北门口紧靠泾勤路。3.地质条件：地基属于湿陷性黄土，详见xxxx化工有限公司催化剂生产项目岩土项目岩土工程详细。扣件式钢管落地脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-203、01)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 24.2 m，22.45米以下采用双管立杆，22.45米以上采用单管立杆；搭设尺寸为：立杆的横距为 1.05m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；脚手架沿墙纵向长度为 81.84 m；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为 1.00；连墙件采用两步三4、跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处陕西xx市，基本风压0.35 kN/m2；风荷载高度变化系数z 为1.00，风荷载体型系数s 为1.13；脚手架计算中考虑风荷载作用；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板类别:竹串片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹5、串片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；脚手板铺设总层数:4；单立杆脚手板铺设层数:0；5.地基参数地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):220.00；立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。 二、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。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。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.5/3=0.175 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.5/3=1.5 kN/m；6、荷载的计算值: q=1.20.038+1.20.175+1.41.5 = 2.356 kN/m； 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下: 最大弯矩 Mqmax =2.3561.052/8 = 0.325 kN.m；最大应力计算值 = Mqmax/W =63.917 N/mm2；小横杆的最大弯曲应力 =63.917 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.175+1.5 = 1.713 kN/m ； 最大挠度 = 5.01.713107、504/(3842.06105121900)=1.08 mm；小横杆的最大挠度 1.08 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm，满足要求！三、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0381.05=0.04 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.051.5/3=0.184 kN；活荷载标准值: Q= 31.051.5/3=1.575 kN；荷载的设计值: P=(1.20.04+1.20.184+1.41.575)/2=1.237 kN； 大横杆计算简图2.强度验算最8、大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。 均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.51.5=0.007 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2671.2371.5= 0.495 kN.m；M = M1max + M2max = 0.007+0.495=0.502 kN.m最大应力计算值 = 0.502106/5080=98.879 N/mm2；大横杆的最大应力计算值 = 98.879 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布9、荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下: 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度： max= 0.6770.03815004 /(1002.06105121900) = 0.052 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.04+0.184+1.575）/2=0.9kN = 1.8830.915003/ ( 100 2.06105121900) = 2.277 mm；最大挠度和：= max + pmax = 0.052+2.277=2.329 mm；大横杆的最大挠度 2.329 mm 小于10、 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm，满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取16.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.052/2=0.04 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.03811、1.5=0.058 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.351.051.5/2=0.276 kN；活荷载标准值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.04+0.058+0.276)+1.42.362=3.756 kN；R 16.00 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.052/2)0.038/1.80(24.25-22.45) = 0.212、65kN； NGL1 = 0.1248+0.038+(1.052/2)0.038/1.8022.45 = 4.167kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3501.5(1.05+0.3)/2 = 0 kN； NGL2= 0.3541.5(1.05+0.3)/2 = 1.418 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准值为0.14kN/m NG3 = 0.1401.5/2 = 0 kN； NGL3 = 0.1441.5/2 = 0.42 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 13、= 0.0051.5(24.25-22.45) = 0.014 kN； NGL4 = 0.0051.524.25 = 0.182 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 0.278 kN； NGL =NGL1+NG1+NGL2+NGL3+NGL4 = 6.451 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ= 31.051.52/2 = 4.725 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： W14、o = 0.35 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Uz= 1 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.13；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.3511.13 = 0.277 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 Ns = 1.2NGL+1.4NQ= 1.26.451+ 1.44.725= 14.356 kN； Nd = 1.2NG+1.4NQ= 1.20.278+ 1.44.725= 6.949 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 Ns = 1.2 NGL+0.851.4NQ =15、 1.26.451+ 0.851.44.725= 13.364 kN； Nd = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.20.278+ 0.851.44.725= 5.957 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.2771.5 1.82/10 = 0.16 kN.m；六、立杆的稳定性计算: 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。1. 22.45米以上立杆稳定性计算。不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 6.949 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm16、；计算长度附加系数参照扣件式规范表得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；计算长度系数参照扣件式规范表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m；长细比 Lo/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.186 ；立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 6949/(0.186489)=76.403 N/mm2；立杆稳定性计算 = 76.403 N/mm2 小于 立17、杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N = 5.957 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强18、度设计值 ：f =205 N/mm2； = 5956.902/(0.186489)+160113.429/5080 = 97.012 N/mm2；立杆稳定性计算 = 97.012 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！2. 22.45米以下立杆稳定性计算。不考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 7.178 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；计算长度系数参照扣件式规范表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式19、 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m；长细比 Lo/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.186 ；立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 7178/(0.186489)=78.92 N/mm2；立杆稳定性计算 = 78.92 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N =6.682 kN；计算立杆的截面回转半径20、 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 6682.008/(0.186489)+160113.429/5080 = 104.984 N/mm2；立杆稳定性计算 =21、 104.984 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、连墙件的稳定性计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.277 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2；按规范条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 6.279 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 11.279 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： N22、f = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 11.279 Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 11.279小于双扣件的抗滑力 16 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图八、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg23、 = fgkkc = 220 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 220 kPa ；脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =34.746 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 6.949 kN；基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。p=34.746 fg=220 kPa 。地基承载力满足要求！九、脚手架配件数量匡算: 扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，因此按匡算方式来计算；根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算： L -长杆总长度(m)； N1 -小横杆数(根)； N2 -直角扣件24、数(个)； N3 -对接扣件数(个)； N4 -旋转扣件数(个)； S -脚手板面积(m2)； n -立杆总数(根) n=112； H -搭设高度(m) H=24.25； h -步距(m) h=1.8； la-立杆纵距(m) la=1.5； lb -立杆横距(m) lb=1.05； 长杆总长度(m) L =1.1 24.25 (112 + 1.50 112/1.80 - 2 1.50/1.80)=5432.81；小横杆数(根) N1 =1.1 (24.25 /1.80 1/2 + 1) 112 = 954；直角扣件数(个) N2 =2.2 (24.25 / 1.80 + 1) 112 = 3566；对接扣件数(个) N3 =5432.81 / 6.00 = 906；旋转扣件数(个) N4 =0.3 5432.81 / 6.00 = 272；脚手板面积(m2) S = 1.1 ( 112-2) 1.50 / 1.05=172.86。根据以上公式计算得长杆总长5432.808m；小横杆954根；直角扣件3566个；对接扣件906个；旋转扣件272个；脚手板172.857m2。