中电普安电厂2×660MW新建工程烟气脱硫EPC工程 循环浆泵房高大模板安全专项施工方案
附录3 脚手架及模板计算书 钢管落地脚手架计算
一、参数信息: 1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 19.1 m， 搭设尺寸为：横距Lb为 1.1m，纵距La为1.3m，大小横杆的步距为1.8 m，内排架距离墙长度为0.40m；采用的钢管类型为 Φ48×3.0。
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2；脚手架用途:结构脚手架； 同时施工层数:2 层； 3.风荷载参数 基本风压0.3 kN/m2；
风荷载高度变化系数μz，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214； 4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1190；
脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140； 安全设施与安全网(kN/m2):0.005；
脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板； 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；
脚手板铺设总层数:1； 二、大横杆的计算: 1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.033 kN/m ；
脚手板的自重标准值:P2=0.3531.1/(2+1)=0.128 kN/m ； 活荷载标准值: Q=331.1/(2+1)=1.1 kN/m；
静荷载的设计值: q1=1.230.033+1.230.128=0.194 kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.431.1=1.54 kN/m；
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
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图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.0830.19431.32+0.1031.5431.32 =0.286 kN2m； 支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= -0.1030.19431.32-0.11731.5431.32 =-0.337 kN2m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： σ =Max(0.286×106,0.337×106)/4490=75.056 N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为 σ = 75.056 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2，满足要求！
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下：
νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.128=0.162 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.1 kN/m； 最大挠度计算值为：ν =
0.677×0.162×13004/(100×2.06×105×107800)+0.990×1.1×13004/(100×2.06×105×107800) = 1.541 mm；
大横杆的最大挠度 1.541 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1300/150 mm与10 mm，满足要求！
三、小横杆的计算:
根据JGJ130-2011第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
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1.荷载值计算
大横杆的自重标准值：p1= 0.03331.3 = 0.043 kN； 脚手板的自重标准值：P2=0.3531.131.3/(2+1)=0.167 kN； 活荷载标准值：Q=331.131.3/(2+1) =1.430 kN；
集中荷载的设计值: P=1.23(0.043+0.167)+1.4 31.43 = 2.254 kN；
小横杆计算简图 2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；
均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = ql2/8
Mqmax = 1.230.03331.12/8 = 0.006 kN2m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/3
Mpmax = 2.25431.1/3 = 0.827 kN2m ； 最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.833 kN2m；
最大应力计算值 σ = M / W = 0.833×106/4490=185.426 N/mm2 ；
小横杆的最大弯曲应力 σ =185.426 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: νqmax = 5ql4/384EI
νqmax=5×0.033×11004/(384×2.06×105×107800) = 0.029 mm ；
大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.043+0.167+1.43 = 1.64 kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
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νpmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI
νpmax = 1640.123×1100×(3×11002-4×11002/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 3.489 mm； 最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.029+3.489 = 3.518 mm；
小横杆的最大挠度为 3.518 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1100/150=7.333与10 mm,满足要求！
四、扣件抗滑力的计算:
双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。
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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取12.80 kN； R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 大横杆的自重标准值: P1 = 0.03331.332/2=0.043 kN； 小横杆的自重标准值: P2 = 0.03331.1/2=0.018 kN； 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3531.131.3/2=0.25 kN； 活荷载标准值: Q = 331.131.3 /2 = 2.145 kN；
荷载的设计值: R=1.23(0.043+0.018+0.25)+1.432.145=3.377 kN； R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算:
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，为0.119kN/m
NG1 = [0.1190+(1.3032/2)30.033/1.80]319.10 = 2.732kN； (2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.353131.33(1.1+0.4)/2 = 0.341 kN；
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m NG3 = 0.143131.3/2 = 0.091 kN；
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.00531.3319.1 = 0.124 kN； 经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.289 kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取
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值。经计算得到，活荷载标准值
NQ = 331.131.332/2 = 4.29 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.8531.4NQ = 1.233.289+ 0.8531.434.29= 9.051 kN； 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.233.289+1.434.29=9.952kN； 六、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0 = 0.3 kN/m2；
μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74；
μs -- 风荷载体型系数：取值为0.214； 经计算得到，风荷载标准值为:
Wk = 0.7 30.330.7430.214 = 0.033 kN/m2； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 31.4WkLah2/10 = 0.85 31.430.03331.331.82/10 = 0.017 kN2m； 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(υA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = 9.051 kN； 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(υA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 9.952kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 ：μ = 1.51 ；
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.139 m； 长细比: L0/i = 197 ；
轴心受压立杆的稳定系数υ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：υ= 0.186
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