墩柱脚手架施工荷载计算书.doc

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-120
ф48×3。5×1200
7。41
7。05
横杆
HG—90
ф48×3。5×900
3.97
3。63
横杆
HG-120
ф48×3。5×1200
5。12
4.78
钢管
ф48×3。5

3。84kg/m
②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。
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*10-3Mpa
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］=8Mpa
б<[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]=215Mpa
б〈[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=2.842
Pc〈Fb=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
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=5.06kN
2)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］=205 N/ 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。08 cm3;
NE——欧拉临界力，NE=3。142EA/λ2=171.34 kN
（E为材料弹性模量2。05＊105 N/ mm2,λ为长细比λ=l0/i=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。265
NG1 =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。35
NG2 = 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。14
NG3 = 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。01
NG4 = 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
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。5
A —- 立杆净截面面积,A=4。89cm2；
W —- 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5。08cm3；
—— 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：
：构配件自重标准值产生的轴向力（KN），取0。5
:活荷载标准值(KN)，取2。43
:计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩（KN·m)，取0。104
: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。
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 = 0.02
N —— 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 （kN)；N = 5。09
A —— 基础底面面积 （m2）；A = 0。25
fg —— 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 = 0.4
fgk —— 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
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