施工脚手架计算书

S1、

S2#墩墩身施工脚手架

计算书

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二零一七年二月

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一、填空题（一空2分）计30分

目录

1、计算参数说明 .............................................................................. 1 2、小横杆计算 .................................................................................. 2 3、大横杆计算 .................................................................................. 3 4、扣件抗滑力计算 .......................................................................... 4 5、立杆计算 ...................................................................................... 4 6、连墙件计算 .................................................................................. 6 7、牛腿平台计算 .............................................................................. 7

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一、填空题（一空2分）计30分 1、计算参数说明

（1）计算说明

引桥S1、S2#墩墩柱采用扣件式钢管脚手架搭设施工平台的方式进行施工，除前19m墩柱采用落地式双排脚手架进行施工外，剩余墩柱利用墩柱四周牛腿平台，在其上搭设双排脚手架进行施工。牛腿及分配梁均采用工20a型钢。现以S1#墩剩余墩柱（除前19m外）施工脚手架为例进行计算。

图1 脚手架立面布置图

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一、填空题（一空2分）计30分 图2 牛腿平台平面布置图

（2）脚手架参数

脚手架采用φ48×2.8mm钢管，最大搭设高度24m，立杆步距1.5m，横距1.2m，纵距1.2m，内排脚手架距墩柱边缘0.8m。

连墙件按2步3跨布置，最大竖向间距为3m，连墙件利用模板拉杆与双排脚手架采用扣件相连。

小横杆采用直角扣件固定于大横杆上，在小横杆上铺设木脚手板作为施工平台。脚手板铺设层数按7层考虑，同时施工层数按2层考虑。

（3）钢管截面参数

外径φ （mm） 48 壁厚t （mm） 2.8 截面积A （mm2） 3.97×102 惯性矩I （mm4） 10.19×104 截面模量W 回转半径i （mm3） 4.24×103 （mm） 16.01 每米长质量（kg/m） 3.12 Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=2.06×105N/mm2。 2、小横杆计算

（1）荷载值计算

小横杆自重标准值：0.0312kN/m；

脚手板的荷载标准值：0.35×1.2/2=0.21KN/m； 活荷载标准值：3×1.2/2=1.8KN/m；

荷载计算值：q=1.2×（0.0312+0.21）+1.4×1.8=2.81KN/m； 荷载标准值：qk=0.0312+0.21+1.8=2.04KN/m。

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页脚内容一、填空题（一空2分）计30分 （2）抗弯强度验算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，最大弯矩为： Mmax=ql2/8=2.81×1.22/8=0.51KN.m

抗弯强度σ=Mmax/W=0.51×106/4240=120 N/mm2＜f =205 N/mm2，满足要求。

（3）挠度验算

5qkl452.041.2410122.62mm，小于最大挠度为54384EI3842.061010.1910[ν]=l/150=8mm与10mm,满足要求。 3、大横杆计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度验算。 （1）荷载值计算

小横杆自重标准值：0.0312×1.2=0.037KN； 脚手板的荷载标准值：0.35×1.2×1.2/2=0.252KN； 活荷载标准值：3×1.2×1.2/2=2.16KN；

荷载计算值：P=（1.2×0.037+1.2×0.252+1.4×2.16）/2=1.69KN； （2）抗弯强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的计算值最不利分配的弯矩和，最大弯矩为：

2ql27Pl20.03121.2271.691.2Mmax=0.36KNm

25402540抗弯强度σ=Mmax/W=0.36×106/4240=84.9N/mm2＜f =205 N/mm2，满足要求。

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一、填空题（一空2分）计30分 （3）挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载标准值最不利分配的挠度和。

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度为：

0.677ql40.6770.03121.24101210.02mm

100EI1002.0610510.19104集中荷载标准值为Pk=0.037+0.252+2.16=2.45KN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度值为：

1.146Pkl31.1462.451.23101222.31mm

100EI1002.0610510.19104故最大挠度和为1v20.022.312.33mm，小于[ν]=l/150=10mm与10mm,满足要求。 4、扣件抗滑力计算

小横杆自重标准值：0.0312×1.2=0.037KN； 大横杆的自重标准值：0.0312×1.2=0.037KN； 脚手板的荷载标准值：0.35×1.2×1.2/2=0.252KN； 活荷载标准值：3×1.2×1.2/2=2.16KN；

荷载计算值：R=1.2×（0.037+0.037）+1.2×0.252+1.4×2.16=3.42KN＜Rc=8kN,满足要求。 5、立杆计算

（1）立杆容许长细比验算 计算长度附加系数k=1.155

考虑脚手架整体稳定因素的立杆计算长度系数μ=1.53

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一、填空题（一空2分）计30分 立杆步距为1.5m，立杆计算长度l0 =kμh=1.155×1.53×1.5=2.65m

立杆长细比λ=l0 /i= 2650÷16.01=165 立杆长细比λ=165＜[λ]=210,满足要求。 （2）荷载计算

立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷载。 其中：

1）脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重：gk=0.1291kN/m

脚手架结构自重：NG1k=gk*H=0.1291×24=3.1kN

2）构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重

脚手板自重：0.35×1.2×1.2×7/2=1.76KN 安全网自重：1.2×24×0.002=0.06KN 则构配件自重：NG2k=1.76+0.06=1.82KN 3）活荷载包括：

①施工荷载：NQk=1.2×1.2×2×3/2=4.32KN

②风荷载：wk0.7zsw0=0.7×1.32×0.84×0.4=0.31KN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩

0.851.4wklah20.851.40.311.21.52Mw0.099KNm

1010（3）确定轴心受压构件的稳定系数

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一、填空题（一空2分）计30分 计算长度l0 =kμh=1.155×1.53×1.5=2.65m 长细比λ=l0 /i= 2650÷16.01=165 查表可得=0.259

（4）立杆稳定性验算

①不组合风荷载时，N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×（3.1+1.82）+1.4×4.32=11.95KN，

N/（A）=11.95×103/（0.259×397）=116.2N/mm2②组合风荷载时，

N=1.2(NGlk+ NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk =1.2×（3.1+1.82）+0.85×1.4×4.32 =11.04KN

NMw11.041030.099106130.7N/mm2＜f=205N/mm2，满足3AW0.2593974.2410要求。 6、连墙件计算

（1）扣件连接抗滑承载力验算 连墙件轴力设计值为：

NLNLWN01.4wkAwN01.40.314.53510.86KN＜Nh2816KN，满足要求。

（2）连墙杆稳定承载力验算

连墙杆的计算长度取脚手架内侧立杆距墩身的距离，即l0=0.8m，

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一、填空题（一空2分）计30分 长细比λ=l0 /i= 800÷16.01=50＜[λ]=150，查表可得=0.852

NL10.8610332.1N/mm2＜f=205N/mm2，满足要求。 A0.8523977、牛腿平台计算

（1）分配梁验算

分配梁均固定于牛腿之上，现取其中最大跨度的一段分配梁进行验算分析，计算简图如下图所示。

图3 分配梁计算简图

分配梁受脚手架的集中荷载为：

P1=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×6.21+1.4×7.56=18.04KN； P2=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×5.992+1.4×6.6=13.66KN； 计算模型如下所示：

图4 分配梁模型

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一、填空题（一空2分）计30分

由图可知，分配梁最大应力为足要求。

（2）牛腿验算

，满

以墩柱四角的斜牛腿为例，牛腿所受脚手架的集中荷载为： P1=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×6.8+1.4×8.64=20.26KN； P2=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×9.44+1.4×15.12=32.5KN； 牛腿计算模型如下图所示。

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一、填空题（一空2分）计30分

图5 牛腿计算模型

由图可知，分配梁最大应力为

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，满

页脚内容一、填空题（一空2分）计30分 足要求。

（3）牛腿预埋件验算

对牛腿上部预埋件，其同时承受拉力、剪力和弯矩。由midas计算可得，V=19.18KN，N=39.12KN，M=12.83KNm;

v=（40.08d）fc(40.0820)22.4/3600.60.7, fyb0.60.25t/d0.60.2510/200.725

则AsVrvfyN0.8bfyM1.3rbfyz

19.1810339.1210312.83106 =

10.63600.80.7253601.310.725360140 =605.8mm2

As≥N0.8bfy+M0.4rbfyz

39.1210312.83106=457.45 mm2 =

0.80.7253601.310.725360140实际选用4根直径20mm的钢筋作为锚筋，实际截面积为：

As41021256.6 mm2>max{605.8，457.45},满足规范要求。

对牛腿下部预埋件，其同时承受压力、剪力和弯矩。由midas计算可得，V=46.5KN，N=39.12KN，M=10.31KNm;

0.4Nz=0.4×39.12×103×140=2.19KNm< M=10.31KNm; 则AsV0.3NM0.4Nz

rvfy1.3rbfyz46.51030.339.12103(12.832.19)106 =

10.63600.410.725360140页脚内容10

一、填空题（一空2分）计30分 =888.91mm2

M0.4Nz(12.832.19)106As≥727.97 mm2

0.4rbfyz0.410.725360140实际选用4根直径20mm的钢筋作为锚筋，实际截面积为：

As41021256.6 mm2>max{888.91，727.97},满足规范要

求。

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