普通型钢悬挑脚手架计算书80791.doc

1、普通型钢悬挑脚手架计算书型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99)、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 19.2 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.8m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.25 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 3 根；采用的钢管类型为 483

2、.2； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m 2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:3 层；3.风荷载参数本工程地处广东东莞市，基本风压0.5 kN/m 2；风荷载高度变化系数 z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数 s 为0.214 ；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m 2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；安全设施与安

3、全网自重标准值(kN/m 2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.2m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C25；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.05 m。二、大横杆的计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆

4、在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P 1=0.035 kN/m ；脚手板的自重标准值:P 2=0.30.8/(3+1)=0.06 kN/m ；活荷载标准值: Q=30.8/(3+1)=0.6 kN/m；静荷载的设计值: q 1=1.20.035+1.20.06=0.114 kN/m；活荷载的设计值: q 2=1.40.6=0.84 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)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

5、大弯距计算公式如下:M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M 1max=0.080.1141.52+0.100.841.52 =0.21 kNm；支座最大弯距计算公式如下:M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M 2max= -0.100.1141.52-0.1170.841.52 =-0.247 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.21106,0.247106)/4730=52.22 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 52.22 N/mm 2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N

6、/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：max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q 1= P1+P2=0.035+0.06=0.095 kN/m；活荷载标准值: q 2= Q =0.6 kN/m；最大挠度计算值为： = 0.6770.0951500 4/(1002.06105113600)+0.9900.615004/(1002.06105113600) = 1.425 mm；大横杆的最大挠度 1.425 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！三、小

7、横杆的计算根据JGJ130-2001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。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p 1= 0.0351.5 = 0.053 kN；脚手板的自重标准值：P 2=0.30.81.5/(3+1)=0.090 kN；活荷载标准值：Q=30.81.5/(3+1) =0.900 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.053+0.09)+1.4 0.9 = 1.432 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

8、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 = ql2/8Mqmax = 1.20.0350.82/8 = 0.003 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/2Mpmax = 1.4320.8/2 = 0.573 kNm；最大弯矩 M = M qmax + Mpmax = 0.576 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.576106/4730=121.794 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =121.794 N/mm 2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 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

9、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:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.0358004/(3842.06105113600) = 0.008 mm ；大横杆传递荷载 P = p 1 + p2 + Q = 0.053+0.09+0.9 = 1.043 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:pmax = 19Pl3/384EIpmax = 19 1043.18003 /(384 2.06105113600) = 1.129 mm ；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.008+1.129 = 1.137

10、 mm；小横杆的最大挠度为 1.137 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800/150=5.333与10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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 R c 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 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: P 1 = 0.0351.53/2=0.08 kN；小横杆的自重标准值: P 2 = 0.03

11、50.8/2=0.014 kN；脚手板的自重标准值: P 3 = 0.30.81.5/2=0.18 kN；活荷载标准值: Q = 30.81.5 /2 = 1.8 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.08+0.014+0.18)+1.41.8=2.849 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载的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0.1248kN/mNG1 = 0.1248+(1.503/2)0.035/1.8019.20 = 3.246kN；(2)脚手板的自重标准值；采

12、用冲压钢脚手板，标准值为0.3kN/m 2NG2= 0.341.5(0.8+0.2)/2 = 0.945 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/mNG3 = 0.1441.5/2 = 0.42 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m 2NG4 = 0.0051.519.2 = 0.144 kN；经计算得到，静荷载标准值NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.755 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取值。经计算得到，活荷载标准值NQ = 30.81.53/2 = 5.4 k

13、N；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.755+ 0.851.45.4= 12.132 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+1.4NQ=1.24.755+1.45.4=13.266kN；六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： 0 = 0.5 kN/m2；z - 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： z= 0.74；s - 风荷载体型系数：取值为

14、0.214；经计算得到，风荷载标准值为:Wk = 0.7 0.50.740.214 = 0.055 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 M W 为:Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0551.51.82/10 = 0.032 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 12.132 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 13.266kN；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

15、架安全技术规范(JGJ130-2001)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(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l 0 = kuh 确定：l 0 = 3.118 m；长细比: L 0/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l o/i 的结果查表得到 ：= 0.188立杆净截面面积 ： A = 4.5 cm 2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.73 cm 3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm 2；考虑风荷载时 = 12131.712/(0.188450)+3

16、2055.073/4730 = 150.178 N/mm2；立杆稳定性计算 = 150.178 N/mm 2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 13265.712/(0.188450)=156.805 N/mm2；立杆稳定性计算 = 156.805 N/mm 2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算 z0.92， s0.214， 00.5，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.5 =

17、 0.069 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w = 16.2 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N 0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 1.563 kN；连墙件的轴向力设计值 N l = Nlw + N0= 6.563 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 250/15.9的结果查表得到 =0.958，l为内排架距离墙的长度；

18、A = 4.5 cm2；f=205 N/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为 N f = 0.9584.510-4205103 = 88.376 kN；Nl = 6.563 Nf = 88.376,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 N l = 6.563小于双扣件的抗滑力 12 kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图八、悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本方案中，脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体250mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1050mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 712 cm 4，截面抵抗矩W = 102 cm 3，截面积A = 21.5 cm2。受脚手架集中荷载 N=1.24.755 +1.45.4 = 13.266 kN；水平钢梁自重荷载 q=1.221.50.000178.5 = 0.203 kN/m；