脚手架搭设及受力计算

1）、脚手架杆件采用外径48mm、壁厚3.0mm的焊接钢管，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A钢的规定，用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米，小横杆、拉结杆2.1-2.3米，使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷，并涂有防锈漆作防腐处理，不合格的钢管决不允许使用。2）、扣件使用生产厂家合格的产品，并持有产品合格证，扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-2006规定的要求，对使用的扣件要全数进行检查，不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。扣件与钢管的贴合面要严格整形，保证与钢管扣紧的接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm，扣件的活动部位转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧力距达60N.M时扣件不得破坏。3）、木脚手板的选用必须严格，脚手板材质坚硬，不腐烂，横向裂纹不得大于四分之一板宽，脚手板宽一般为200～300mm，厚度不小于50mm。脚手板端部（80mm～100mm处）用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。竹笆板的选用必须严格，竹笆宜采用毛竹或南竹制作，进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。楼板厚度大部分为h=100，局部120、180厚。框架梁以200*700、200*600为主，次梁为200*500、200*400等，预留洞口设置梁结构，尺寸为200*300、200*400等。结合本工程结构形式、实际施工特点，室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。必须保证其整体性和抗倾覆性。1、基本要求（1）搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求，立杆下垫短木方并加设扫地杆。（2）剪刀撑：四边连续设剪刀撑，应由下向上连续设置。2、脚手架的搭设（1）钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下：基础准备→安放垫板→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时安纵横向扫地杆→搭设纵横水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡脚板和栏杆。（2)脚手架配合施工进度搭设，一次搭设高度高出操作层不宜大于一步架。（3)垫板、底座均应准确地放在定位线上，垫板面积不宜小于0.1m2，宽度不宜小于220mm，木垫板长度不宜小于2跨，厚度不宜小于40mm。（4)立管的排距和间距按计算确定。(5)底部立管采用不同长度的钢管，立管的联接必须交错布置，相邻立管的联接不应在同一高度，其错开的垂直距离不得小于50mm，并不得在同一步内。(6)大横杆应水平设置，钢管长度不应小于3跨，接头宜采用对接扣件联接，内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内，上下两个相邻接头应错开一跨，其错开的水平距离不应小于500mm。当水平管采用搭接时，其搭接长度不应小于1m，不少于2个旋转扣件固定，其固定的间距不应少于400mm，相邻扣件中心至杆端的距离不应小于150mm。(7)每根立管的底座向上200mm处，必须设置纵横向扫地杆，用直角扣件与立管固定。(8)必须严格按照要求在外圈四周连续设置剪刀撑。剪刀撑与纵向水平杆呈45～60°角。3、支撑脚手架计算书钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。本工程层高超过4.5m的层高有：5.1m，本方案中按照5.1m进行计算。1)、构造要求（1）立杆：纵横向立杆间距1.0×1.0m，允许搭设偏差±5cm,立杆垂直度允许搭设偏差±10cm。下部设扫地杆，扫地杆从垫板往上20cm处设置，扫地杆采用对接接长。扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10cm。（2）横杆：立杆之间满设双向水平杆，纵横向水平拉杆步距1.8m，确保其在两个方向都具有足够的设计刚度，横杆用对接方法接长，一根横杆两端的高差，不能超过2cm，纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响，在搭设模板支架时，将横杆对称相间布置。（3）剪刀撑：沿支架四周外满设剪力撑，且应连续设置。（4）接头节点要求：纵向水平杆对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500cm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。（5）梁板模板支架的搭设要求a.严格按照设计尺寸要求搭设，立杆和水平杆的接头应错开在不同的框格中设置；b.确保立杆的垂直度和横杆的水平偏差符合《扣件架规范》的规定；c.斜杆尽量同立杆连接，节点构造符合规范规定；d.确保每个扣件的拧紧力矩控制在40—60N.M；e.楼板上脚手架支座的设置和承载力均应达到设计要求。（6）施工作业要求a.上架作业人员必须持证上岗，戴安全帽，系安全带。b.混凝土浇注过程中，要确保模板支架均衡受荷，宜从中部开始向两边扩展浇注方式进行。c.严格控制施工荷载，在混凝土浇注过程中，派专人检查支架及其支撑情况，发现下沉、松动和变形时，及时解决。2)、扣件钢管楼板模板支架计算书模板支架搭设高度为3.9-5.1米。搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.00米，立杆的横距l=1.00米，立杆的步距h=1.50米。（除5.1m楼层外立杆纵横距为1.2米）（1）模板面板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。静荷载标准值q1=25.000×0.120×1.000+0.350×1.000=3.350kN/m活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.000=3.000kN/m面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：W=100.00×1.80×1.80/6=54.00cm3；I=100.00×1.80×1.80×1.80/12=48.60cm4；A、抗弯强度计算f=M/W[f]其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；M——面板的最大弯距(N.mm)；W——面板的净截面抵抗矩；[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；M=0.100ql2其中q——荷载设计值(kN/m)；经计算得到M=0.100×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500×0.500=0.206kN.m经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.206×1000×1000/54000=3.806N/mm2面板的抗弯强度验算f[f],满足要求!采用的钢管类型为48×3.5。B、抗剪计算其中最大剪力T=3Q/2bh[T]Q=0.600×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500=2.466kN截面抗剪强度计算值T=3×2466.0/(2×1000.000×18.000)=0.206N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2抗剪强度验算T[T]，满足要求!C、挠度计算v=0.677ql4/100EI[v]=l/250面板最大挠度计算值v=0.677×3.350×5004/(100×6000×486000)=0.486mm面板的最大挠度小于500.0/250,满足要求!（2）支撑木方的计算木方按照均布荷载下三跨连续梁计算。A、荷载的计算钢筋混凝土板自重(kN/m)：q11=25.000×0.120×0.500=1.500kN/m模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.350×0.500=0.175kN/mB、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.500=1.500kN/m静荷载q1=1.2×1.500+1.2×0.175=2.010kN/m活荷载q2=1.4×1.500=2.100kN/mC、木方的计算按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:均布荷载q=4.110/1.000=4.110kN/m最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.11×1.00×1.00=0.411kN.mAB100010001000最大剪力Q=0.6×1.000×4.110=2.466kN最大支座力N=1.1×1.000×4.110=4.521kN木方的截面力学参数为本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3；I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4；A、木方抗弯强度计算抗弯计算强度f=0.411×106/83333.3=4.93N/mm2木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!B、木方抗剪计算最大剪力的计算公式如下:Q=0.6ql截面抗剪强度必须满足:T=3Q/2bh[T]截面抗剪强度计算值T=3×2466/(2×50×100)=0.740N/mm2截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2木方的抗剪强度计算满足要求!C、木方挠度计算最大变形v=0.677×1.675×1000.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.286mm木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!（3）横向支撑钢管计算横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取木方支撑传递力。4.52kN4.52kN4.52kN4.52kN4.52kN4.52kN4.52kN支撑钢管计算简图0.7912.3561.581.582.262.262.942.942.942.942.262.261.581.58支撑钢管弯矩(kN.m)0.127支撑钢管变形(mm)支撑钢管剪力(kN)经过连续梁的计算得到最大弯矩Mmax=0.791kN.m最大变形vmax=2.356mm最大支座力Qmax=9.720kN抗弯计算强度f=0.791×106/4491.0=176.17N/mm2支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!（4）扣件抗滑移的计算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6.0kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；计算中R取最大支座反力，R=9.72kN单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；0.678双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。（5）立杆的稳定性计算荷载标准值作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。A、静荷载标准值包括以下内容：①脚手架钢管的自重(kN)：NG1=0.129×9.000=1.162kN钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。②模板的自重(kN)：NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN③钢筋混凝土楼板自重(kN)：NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.512kN。B、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kNC、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ（6）立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.61kN；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.60A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.24W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；l0——计算长度(m)；如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；l0=k1uh(1)l0=(h+2a)(2)k1——计算长度附加系数