边坡脚手架计算书

边坡脚手架计算书

1 概况

对土质大于20m、石质大于30m 的挖方边坡为高边坡，TJ07施工段高边坡共计12 处，最大边坡高度为56.3m，长度合计1612m（单侧）。设计处理的方案有：骨架植草、挂网喷播植草、锚杆（索）格梁等防护加固形式，设计要求边坡开挖一级支护一级。

施工脚手架作为上述施工项目作业的载体，在高边坡支护设施中占有极高的地位，涉及施工安全、进度及文明施工、工程质量，需要按要求进行设计、组织审批，并严格按要求进行施工。

2 编制依据

脚手架施工图纸中所涉及的依据及规范： 1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130－2011）； 3、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012) 4、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)； 5、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2016)；

6、边坡支护设计图、地勘资料及施工现场土质实际情况等；

3 脚手架计算

3.1 参数信息

3.1.1 脚手架参数

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.2m，立杆的排距为1.8m，横杆的步距为1.2m，斜杆间距1.8m；立杆采用单立管；下层斜杆距离坡面距离为0.40米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；采用的钢管类型为 Φ48×3.5（详见图1）；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.80。

图1 落地脚手架示意图

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3.1.2 活荷载参数

施工荷载均布参数根据《扣规》查表可得(kN/m2):3.000（包括施工过程中的钻机的冲击荷载）；脚手架用途:普通施工脚手架，同时施工层数:1。 3.1.3 静荷载参数

每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1161；脚手板自重标准(kN/m2 ):0.350；安全设施与安全网(kN/m2 ):0.005；脚手板铺设层数:1；脚手板类别:马道板脚手板。（以上参数均可以查表得到） 3.1.4 地基参数

地基类型:既有边坡岩石；地基承载力标准值(kN/m2)：400； 基础底面扩展面积(m2)：0.0225。

图2 脚手架基础示意图

3.2 脚手架计算

3.2.1 大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 3.2.1.1均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；

脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.8/2=0.315kN/m ； 活荷载标准值: Q=3.000×1.8/2=2.7 kN/m；

静荷载的计算值: q1=1.2×0.038+1.2×0.14=0.214 kN/m； 活荷载的计算值: q2=1.4×2.7=3.78 kN/m； 根据《扣规》，永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4） 3.2.1.2强度计算

f表示钢材强度极限值，为215 Mpa，[f]表示容许挠度值，取3mm。 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩，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:

最大支座力计算公式如下:

Mmax=（0.1×0.315+0.117×3.78）×1.22=0.682kNm（l大横杆的的计算跨度）。 弯曲强度：σ= Mmax/W=1.066×106/5078=134.3Mpa＜f=215.0Mpa，满足要求。 （W查表可得）

N= (1.1×0.315+1.2×3.78)×1.2=5.86kN 最大挠度计算：

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Vmax=(0.677×0.317+0.990×3.78)×[（1.2×103）4/100×2.06×105×121900]=2.8mm＜[f]=3mm。

3.2.2 小横杆的计算

根据脚手架设计图，小横杆仅做横向联系杆件，大横杆所受荷载和直接传递给立杆；因此小横杆可不计算受力。 3.2.3 扣件抗滑力的计算

按规范，直角、旋转单扣件承载力取值为8.5kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.80kN。

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:

R ≤ Rc

其中：Rc -- 扣件抗滑承载力设计值，取6.40 kN；

R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 根据大横杆的计算可知：R=N=5.86KN< Rc=6.80 kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。 3.2.4 脚手架立杆荷载标准值

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。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)；查《扣规》表A.1为0.552 kN/m NG1 = 0.155×3.5=0.543kN；

2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本工程采用马道板，标准值为0.35 kN/m2 NG2= 0.350×1.8×1.2 = 0.756kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2 =1.299 kN；

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= 3.000（查表可得）×1.2×1.800/2 = 3.24kN； 3.2.5 立杆的稳定性计算

立杆为错落坡型顺坡搭设，在竖向每根立杆只有一层，高度为3.5m，且为开敞式脚手架，当风荷载大于6级风时不再作业；因此、立杆稳定性计算时不考虑风荷载影响。

NA

立杆的轴心压力设计值 ：N =1.2×1.299+1.4×3.24=6.095kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 计算长度附加系数 ： K = 1.155 ；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：U = 1.500 计算长度 ，由公式 lo = kuh 确定：lo = 2.079m； 长细比： lo/i = 131.6 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.423 立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2； σ = 6095/(0.423×489.000) = 29.5N/mm2；

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立杆稳定性计算 σ = 29.5 N/mm2 ＜f= 215.000 N/mm2 满足要求。 3.2.7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 ≤ fa 地基承载力设计值： fa =400 kN/m2； 立杆基础底面的平均压力：P = N/A

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N = 6.095 kN； 基础底面面积 (m2)：A = 0.0225m2 。

P=6.095/0.0225=270.8KN/m2≤fa=400 kN/m2 ，地基承载力的计算满足要求。

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