渡槽施工钢管脚手架计算书

1.1 简要说明

(1) 计算依据:

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

《组合钢模板技术规范》GB/T50214-2013

《建筑结构载荷规范》GB50009-2012

《建筑施工计算手册》2015版

(2)支架设计

立杆纵向间距60cm，横向间距60cm（槽身下承重架）或90cm（防护架），步距120cm。承重架顶部架设14×8×0.55cm工字钢，作为槽身外模支撑平台。

纵、横向及水平剪刀撑设置：支架的四周及中间的纵、横向，由底至顶连续设置竖向剪刀撑，支架高度超过4.8m时按规范设水平向剪刀撑。纵向剪刀撑间距6.0m；横向剪刀撑间距4.5m。剪刀撑均采用Φ48×3.5 mm钢管搭设，搭接长度不小于1.2m，与立、横杆交叉处均每杆均使用活动扣锁牢，不得脱空。

槽身支架顶部两侧及端部设置安全防护栏杆及工作平台，防护栏杆与工作平台采用Φ

48钢管搭设，防护栏杆高1.8m，工作平台宽约0.9m。防护栏杆外围安全网。

地基承载力≥200kPa以上，浇筑20cm厚C15砼硬化。

1.2 材料参数

（1）140×80×5.5mm工字钢

140×80×5.5mm工字钢截面面积A=21.5cm2，截面惯性矩错误!未找到引用源。I=23850cm4=238.5×10-6m4，截面最小抵抗矩W=1190cm3错误!未找到引用源。=11.9×10-4mm3，抗弯强度设计值错误!未找到引用源。σ]=818.8，弹性模量取为错误!未找到引用源。24.85N/mm2，剪切强度错误!未找到引用源。[τ]=1.69N/mm2。

（2）Φ48×3.5mm钢管

Φ48×3.5钢管截面面积A=4mm2错误!未找到引用源。，截面惯性矩I=12.19cm4错误!未找到引用源。，截面最小抵抗矩W=5.08cm3错误!未找到引用源。，抗弯强度设计值错误!未找到引用源。[σ]=2.05KPa错误!未找到引用源。，弹性模量取为E2=2.06×105Mpa ，剪切强度错误!未找到引用源。[τ]=120MPa。钢管单位重量3.84kg/m。

1.3 计算荷载及荷载工况组合

（1）计算荷载

36.782.581013.18kpa126① q1——自重荷载

(单跨钢筋砼36.78m3,钢筋砼容重取2.58t/m3)

4（2017.88）105.26kpa126② q2—— 模板及支撑脚手架荷载

（模板和托架重量20t、支撑架管重量17.88t）

③ q3—— 施工人员、施工材料和机具荷载，按均布荷载计算，取1.0KPa

④ q4—— 振捣混凝土产生的荷载，取1.0KPa

⑤ q5—— 倾倒混凝土产生的荷载，取2.0KPa

（2）荷载组合：

计算强度时：1.2×（①+②）+1.4×（③+④）

计算刚度时：①+②

注：1.2、1.4为荷载分项系数

1.4 扣件式钢管承重架立杆强度及稳定性验算

（1）立杆强度验算（不考虑风荷载时）

单根立杆实际承受的荷载为：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK（组合风荷载时）

NG1K——支架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K——辅助件自重标准值产生的轴向力；

ΣNQK——施工荷载标准值；

于是，有：NG1K=1.2×0.6×q1=1.2×0.6×13.18=9.49KN

NG2K=1.2×0.6×q2=1.2×0.6×5.26=3.79KN

ΣNQK=1.2×0.6(q3+q4+q5)=1.2×0.6(1.0+1.0+2.0)=2.88KN

则：N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=1.2×(9.49+3.79)+0.85×1.4×2.88

=19.36KN

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：F/（ΦA）≤ [ f ]

其中： F —— 立杆的轴心压力设计值，即F=19.36KN；

Φ—— 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i查表得到；

A —— 立杆净截面面积 A=4mm2；

[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.0 N/mm2。

当立杆步距h=1.2m时，立杆计算长度l0=h+2a=1.2+2×0.3=1.8m（a为立杆伸出顶层水平杆的长度，取0.3m），长细比λ= l0/i。

i为立杆的截面回转半径，i=0.0158，则长细比λ= l0/i=1.8/0.0158=114.0，根据有关规范，受压杆件长细比不得大于230，符合要求。经查表得轴向稳定系数φ=0.4。

F/（ΦA）=19.36×1000/(0.4×4)=80.96N/mm2﹤[f] = 205.0N/mm2

故钢管立杆的强度满足要求！

（2）立杆稳定性验算（考虑风荷载时）

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关模板支架立杆的稳定性计算公式：N/（Φ×A）+MW/W≤f

N——钢管所受的垂直荷载，N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4ΣNQK=19.36KN（组合风荷载时），同前计算所得； f——钢材的抗压强度设计值，f＝205N/mm2，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6得；

A——φ48mm×3.5㎜钢管的截面积A＝4mm2；

Φ——轴心受压杆件的稳定系数，Φ=0.4（同前计算所得）；

MW——计算立杆段有风荷载时产生的弯距；

MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10

WK=0.7uz×us×w0

uz——风压高度变化系数，参考《建筑结构荷载规范》表7.2.1得uz=1.38

us——风荷载脚手架体型系数，查《建筑结构荷载规范》表6.3.1第36项得：us=1.2

w0—基本风压，查《建筑结构荷载规范》附表D.4 w0=0.8KN/m2

故：WK=0.7uz×us×w0=0.7×1.38×1.2×0.8=0.927KN

La—立杆纵距0.6m；

h—立杆步距1.2m，

故：MW=0.85×1.4×WK×La×h2/10=0.095KN

W— 截面模量查表《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》附表B得：

W=5.08×103mm3

则，N/ΦA+MW/W＝19.36×103/（0.4×4）+0.095×106/（5.08×103）＝99.66KN/mm2≤f＝205KN/mm2，计算结果支架是安全稳定的。

1.5 地基承载力验算

支架通过底托坐于20cm厚C15砼垫层，验算如下：

可调底座的面积0.15×0.15=0.0225m2；

底部混凝土垫层厚度0.2m，混凝土扩散角按45°计算，扩散到混凝土垫层底部的面积为：(0.15+0.2×2)×(0.15+0.2×2)=0.3025 m2；

当立杆步距h=120cm时，立杆容许承载力为[N]＝30KN，按实际单根立杆18.7kN要求的地基承载力为：19.36/0.3025=.00KPa﹤200KPa；即使按单根立杆30KN要求的地基承载力为：30/0.3025=99.2KPa﹤200KPa，地基承载力满足要求！