1樓：滿意請採納喲
鋼管腳手架的計算參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》（jgj130-2001）。
計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為18.6公尺，立桿採用單立管。
搭設尺寸為：立桿的縱距1.20公尺，立桿的橫距1.05公尺，立桿的步距1.20公尺。
採用的鋼管型別為 48×3.5，連牆件採用2步2跨，豎向間距2.40公尺，水平間距2.40公尺。
施工均布荷載為3.0kn/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設4層。
一、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，大橫桿在小橫桿的上面。
按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。
1.均布荷載值計算
大橫桿的自重標準值 p1=0.038kn/m
腳手板的荷載標準值 p2=0.150×1.050/3=0.052kn/m
活荷載標準值 q=3.000×1.050/3=1.050kn/m
靜荷載的計算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kn/m
活荷載的計算值 q2=1.4×1.050=1.470kn/m
大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)
大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)
2.強度計算
最大彎矩考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的彎矩
跨中最大彎矩計算公式如下:
跨中最大彎矩為
m1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.2002=0.224kn.m
支座最大彎矩計算公式如下:
支座最大彎矩為
m2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.2002=-0.263kn.m
我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：
=0.263×106/5080.0=51.845n/mm2
大橫桿的計算強度小於205.0n/mm2,滿足要求!
3.撓度計算
最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度
計算公式如下:
靜荷載標準值q1=0.038+0.052=0.091kn/m
活荷載標準值q2=1.050kn/m
三跨連續梁均布荷載作用下的最大撓度
v=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.909mm
大橫桿的最大撓度小於1200.0/150與10mm,滿足要求!
二、小橫桿的計算:
小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。
用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。
1.荷載值計算
大橫桿的自重標準值 p1=0.038×1.200=0.046kn
腳手板的荷載標準值 p2=0.150×1.050×1.200/3=0.063kn
活荷載標準值 q=3.000×1.050×1.200/3=1.260kn
荷載的計算值 p=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×1.260=1.895kn
小橫桿計算簡圖
2.強度計算
最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和
均布荷載最大彎矩計算公式如下:
集中荷載最大彎矩計算公式如下:
m=(1.2×0.038)×1.0502/8+1.895×1.050/3=0.670kn.m
=0.670×106/5080.0=131.804n/mm2
小橫桿的計算強度小於205.0n/mm2,滿足要求!
3.撓度計算
最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和
均布荷載最大撓度計算公式如下:
集中荷載最大撓度計算公式如下:
小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度
v1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm
集中荷載標準值p=0.046+0.063+1.260=1.369kn
集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度
v2=1369.080×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.240mm
最大撓度和
v=v1+v2=2.264mm
小橫桿的最大撓度小於1050.0/150與10mm,滿足要求!
三、扣件抗滑力的計算:
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(規範5.2.5):
r ≤ rc
其中 rc —— 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kn；
r —— 縱向或橫向水平杆傳給立桿的豎向作用力設計值；
1.荷載值計算
橫桿的自重標準值 p1=0.038×1.050=0.046kn
腳手板的荷載標準值 p2=0.150×1.050×1.200/2=0.095kn
活荷載標準值 q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kn
荷載的計算值 r=1.2×0.046+1.2×0.095+1.4×1.890=2.815kn
單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!
當直角扣件的擰緊力矩達40--65n.m時,試驗表明:單扣件在12kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn；
雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn。
四、腳手架荷載標準值:
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(kn/m)；本例為0.1489
ng1 = 0.149×18.600=2.770kn
(2)腳手板的自重標準值(kn/m2)；本例採用竹笆片腳手板，標準值為0.15
ng2 = 0.150×4×1.200×(1.050+0.300)/2=0.486kn
(3)欄杆與擋腳手板自重標準值(kn/m)；本例採用欄杆、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15
ng3 = 0.150×1.200×4/2=0.360kn
(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kn/m2)；0.010
ng4 = 0.010×1.200×1.050/2=0.006kn
經計算得到，靜荷載標準值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 3.622kn。
活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立杆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 = 3.000×2×1.200×1.050/2=3.780kn
風荷載標準值應按照以下公式計算
其中 w0 —— 基本風壓(kn/m2)，按照《建築結構荷載規範》(gbj9)的規定採用：w0 = 0.550
uz —— 風荷載高度變化係數，按照《建築結構荷載規範》(gbj9)的規定採用：uz = 1.670
us —— 風荷載體型係數：us = 1.200
經計算得到，風荷載標準值wk = 0.7×0.550×1.670×1.200 = 0.772kn/m2。
考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式
n = 1.2ng + 0.85×1.4nq
不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式
n = 1.2ng + 1.4nq
風荷載設計值產生的立桿段彎矩 mw計算公式
mw = 0.85×1.4wklah2/10
其中 wk —— 風荷載基本風壓值(kn/m2)；
la —— 立桿的縱距 (m)；
h —— 立桿的步距 (m)。
五、立桿的穩定性計算:
不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
其中 n —— 立桿的軸心壓力設計值，n=9.64kn；
—— 軸心受壓立桿的穩定係數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.39；
i —— 計算立桿的截面迴轉半徑，i=1.58cm；
l0 —— 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.08m；
k —— 計算長度附加係數，取1.155；
u —— 計算長度係數，由腳手架的高度確定，u=1.50；
a —— 立桿淨截面面積，a=4.89cm2；
w —— 立桿淨截面模量(抵抗矩),w=5.08cm3；
—— 鋼管立桿受壓強度計算值 (n/mm2)；經計算得到 = 50.38
[f] —— 鋼管立桿抗壓強度設計值，[f] = 205.00n/mm2；
不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 < [f],滿足要求!
考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
其中 n —— 立桿的軸心壓力設計值，n=8.84kn；
—— 軸心受壓立桿的穩定係數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.39；
i —— 計算立桿的截面迴轉半徑，i=1.58cm；
l0 —— 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.08m；
k —— 計算長度附加係數，取1.155；
u —— 計算長度係數，由腳手架的高度確定；u = 1.50
a —— 立桿淨截面面積，a=4.89cm2；
w —— 立桿淨截面模量(抵抗矩)，w=5.08cm3；
mw —— 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，mw = 0.159kn.m；
—— 鋼管立桿受壓強度計算值 (n/mm2)；經計算得到 = 77.46
[f] —— 鋼管立桿抗壓強度設計值，[f] = 205.00n/mm2；
考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 < [f],滿足要求!
六、最大搭設高度的計算:
不考慮風荷載時,採用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算：
其中 ng2k —— 構配件自重標準值產生的軸向力，ng2k = 0.852kn；
nq —— 活荷載標準值，nq = 3.780kn；
gk —— 每公尺立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.149kn/m；
經計算得到，不考慮風荷載時，按照穩定性計算的搭設高度 hs = 184.147公尺。
腳手架搭設高度 hs等於或大於26公尺，按照下式調整且不超過50公尺：
經計算得到，不考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值 [h] = 50.000公尺。
考慮風荷載時,採用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算：
其中 ng2k —— 構配件自重標準值產生的軸向力，ng2k = 0.852kn；
nq —— 活荷載標準值，nq = 3.780kn；
gk —— 每公尺立桿承受的結構自重標準值，gk = 0.149kn/m；
mwk —— 計算立桿段由風荷載標準值產生的彎矩，mwk = 0.133kn.m；
經計算得到，考慮風荷載時，按照穩定性計算的搭設高度 hs = 155.151公尺。
腳手架搭設高度 hs等於或大於26公尺，按照下式調整且不超過50公尺：
經計算得到，考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值 [h] = 50.000公尺。
七、連牆件的計算:
連牆件的軸向力計算值應按照下式計算：
nl = nlw + no
其中 nlw —— 風荷載產生的連牆件軸向力設計值(kn)，應按照下式計算：
nlw = 1.4 × wk × aw
wk —— 風荷載基本風壓值，wk = 0.772kn/m2；
aw —— 每個連牆件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積，aw = 2.40×2.40 = 5.760m2；
no —— 連牆件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kn)；no = 5.000
經計算得到 nlw = 6.222kn，連牆件軸向力計算值 nl = 11.222kn
連牆件軸向力設計值 nf = a[f]
其中 —— 軸心受壓立桿的穩定係數,由長細比 l/i=30.00/1.58的結果查表得到 =0.95；
a = 4.89cm2；[f] = 205.00n/mm2。
經過計算得到 nf = 95.411kn
nf>nl，連牆件的設計計算滿足要求!
連牆件採用扣件與牆體連線。
經過計算得到 nl = 11.222kn大於扣件的抗滑力8.0kn，不滿足要求!
連牆件扣件連線示意圖
八、立桿的地基承載力計算:
立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求
p ≤ fg
其中 p —— 立桿基礎底面的平均壓力 (n/mm2)，p = n/a；p = 38.55
n —— 上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值 (kn)；n = 9.64
a —— 基礎底面面積 (m2)；a = 0.25
fg —— 地基承載力設計值 (n/mm2)；fg = 68.00
地基承載力設計值應按下式計算
fg = kc × fgk
其中 kc —— 腳手架地基承載力調整係數；kc = 0.40
fgk —— 地基承載力標準值；fgk = 170.00
地基承載力的計算滿足要求!
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