墩柱脚手架施工荷载计算书

1墩柱脚手架施工验算一、受力分析作用于脚手架上的荷载，可分为永久荷载（恒荷载）和可变荷载（活荷载）两类。1、脚手架的永久荷载，一般包括下列荷载：①组成脚手架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向横杆、横向横杆、剪刀撑等自重；②配件重量，包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重；设计脚手架时，其荷载应根据脚手架实际架设情况进行计算。2、脚手架的可变荷载，包括下列荷载：①脚手架的施工荷载，脚手架作业层上的操作人员、器具及材料等的重量。②风荷载。3、荷载取值①脚手架结构杆系自重标准值名称型号规格（mm）市场重量(kg)设计重量（kg）立杆LG-120ф48×3.5×12007.417.05横杆HG-90ф48×3.5×9003.973.63横杆HG-120ф48×3.5×12005.124.78钢管ф48×3.53.84kg/m②脚手架配件重量标准值。脚手板自重标准值统一按0.35kN/m2取值。操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按0.14kN/m2取值。2脚手架上满挂密目安全网自重标准值按0.01kN/m2取值。施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载取1.0kN/m2。3、受力分析架体结构的主要传力途径为：操作平台上的各种竖向荷载—横向—水平杆—纵向水平杆—立杆—垫木—地基。从传力途径可以看出，结构杆件中立杆底段是受力最大，因此在计算过程中主要计主杆底段和地基。在脚手架的搭设计算中，主要的是通过荷载的分布情况及大小，验算立杆的刚度和稳定性是否满足要求。另外，脚手架构造、脚手架加强加固必须满足施工要求和安全技术规范要求。跨铁路桥墩墩身高度最高的为Z27一号墩柱，墩身高25.20米，对其进行支架验算，（验算过程中未做特殊说明的，均需参见《建筑施工碗口式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008））一、脚手板验算均布荷载q1为：（脚手板自重0.35kN/m2*1.2+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载1.0KN/M2）=1.82kN/m2脚手板最大弯矩为：Mmax=ql2/8=1.82*1.22/8=0.328kN.m脚手板截面的抵抗矩为：W=bh2/6=450*502/6=1.875*105mm（脚手板采用厚度为5cm、长度为450cm的松木板）脚手板最大应力为：б=Mmax/W=1.749*10-3Mpa3查《路桥施工计算手册》知采用松木脚手板时能承受的应力为[б]=8Mpaб[б]故采用厚度为5cm、长度为450cm的松木脚手板满足施工要求二、钢管横杆计算脚手板的应力值为：RB=0.5*1.82*1.2=1.092kN均布荷载q1为：（钢管自重0.0384KN/m*1.2+脚手板的应力1.092kN）=1.128kN/m横杆最大弯矩为：Mmax=ql2/8=1.128*1.22/8=0.203kN.m横杆抵抗矩为：W=bh2/6=5.08cm3（横杆采用ф48×3.5钢管）横杆最大应力为：б=Mmax/W=0.04Mpa查《路桥施工计算手册》知钢管承受的应力值为[б]=215Mpaб[б]故横杆采用φ48×3.5钢管满足施工要求三、扣件抗滑承载力计算Pc=[1.2*（钢管自重+脚手板自重）+1.4*施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载]/2*2=[(1.2(0.0384*1.2*4+0.35*1.2*1.2)+1.4*(1.0*1.2*1.2)]/2*2=2.842PcFb=12.8kN（Fb为扣件摩擦力设计值，取12.8kN）故横杆扣件满足施工要求4四、立杆计算1、组合风荷载时单肢立杆承载力计算：1）风荷载对立杆产生弯矩按下式计算：MW=1.4*a*l02*Wk/10=1.4×0.9×1.22×0.8/10=0.145KN·m式中：Mw——单肢立杆弯矩（KN·m）；a——立杆纵矩（m）；Wk——风荷载标准值，取0.8kN/m2,参见《路桥施工计算手册》；l0——立杆计算长度（m）。单肢立杆轴向力按下式计算：Nw=1.2*(NG1+NG2)+0.9*1.4*NQ1)=﹝1.2*（108.69+52.65）＋0.9*1.4*7.02﹞/40=5.06kN2）立杆压弯强度按下式计算：NW/(φA)+0.9*β*MW/（γW（1-0.8*Nw/NE））=5060/（0.391×489）+0.9*1*145/﹝1.15*5.08*（1-0.8*5.06/171.34）﹞=26.46+22.89=49.35N/mm2≤[f]=205N/mm2式中：β——有效弯矩系数，采用1.0；γ——截面塑性发展系数，钢管截面为1.15；W——立杆截面模量5.08cm3；NE——欧拉临界力，NE=3.142EA/λ2=171.34kN（E为材料弹性模量2.05*105N/mm2，λ为长细比λ=l0/i5=130.9）。根据以上计算结果，支架立杆受压应力和稳定性指标都小于容许值，可满足施工要求。五、立杆的稳定性计算: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(kN/m)；0.265NG1=0.265×25.2=6.67kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用木脚手板，标准值为0.35NG2=0.35×4×6×1.1=9.24kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14NG3=0.14×0.9×2=0.252kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.01NG4=0.01×1.20×25.2=0.30kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=13.54kN。活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=6×0.9×0.9/2=2.43kN考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=23.15kN考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式[]wMNfAW6其中N——立杆的轴心压力设计值，N=23.15kN；φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.391；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定，l0=2.08m；k——计算长度附加系数，取1.155；u——计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.5A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；wM——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.145kN.m；σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到σ=149.3[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ[f],满足要求!六、最大搭设高度的计算组合风荷载时,脚手架搭设高度按照下式计算：2[1.20.85*1.4(*/)]1.2GkQkwkkNNAMWHsg2GkN：构配件自重标准值产生的轴向力（KN），取0.5QkN：活荷载标准值（KN），取2.43wkM：计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩（KN·m），取0.104kg：每米立杆承受的结构自重标准值（KN/m），取0.265经计算得到，按照稳定性计算的搭设高度Hs=64米。搭设高度26.4m，小于稳定性计算搭设高度。7七、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其中p——立杆基础底面的平均压力(N/mm2)，p=N/A；p=0.02N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN)；N=5.09A——基础底面面积(m2)；A=0.25fg——地基承载力设计值(N/mm2)；fg=0.08地基承载力设计值应按下式计算fg=kc×fgk其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.4fgk——地基承载力标准值（N/mm²）；基础夯实后承载力达200kPa以上，fgk=0.2经计算，地基承载力满足要求