1、安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 悬挑式扣件钢管脚手架计算书 依据规范 : 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130-2011 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 钢结构设计规范 GB50017-2003 混凝土结构设计规范 GB50010-2010 计算参数 : 钢管强度为 205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取 1.00。 双排脚手架，搭设高度 18.0 米，立杆采用单立管。 立杆的纵距 1.50 米，立杆的横距 0.75米，内排架距离结构 0.35 米，立杆的步距 1.80米。 采用的钢管类型为 48 2.8， 连墙件采用 2 步 3 跨，竖向间距
2、 3.60 米，水平间距 4.50 米。 施工活荷载为 3.0kN/m2，同时考虑 2层施工。 脚手板采用竹串片，荷载为 0.35kN/m2，按照铺设 2层计算。 栏杆采用竹串片，荷载为 0.17kN/m，安全网荷载取 0.0100kN/m2。 脚手板下小横杆在大横杆上面，且主结点间增加一根小横杆。 基本风压 0.20kN/m2，高度变化系数 1.0000，体型系数 1.4150。 悬挑水平钢梁采用 16号工字钢，建筑物外悬挑段长度 1.30 米，建筑物内锚固段长度 3.50 米。 悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离 建筑物 1.20m。而拉杆采用钢丝绳。 钢管惯性矩计算采用 I
3、= (D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W= (D4-d4)/32D。 一、小横杆的计算 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.036kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.350 1.500/2=0.262kN/m 安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 活荷载标准值 Q=3.000 1.500/2=2.250kN/m 荷载的计算值 q=1.2 0.036+1.2 0.262+1.4 2.250=3.508kN/m 小横杆计算简图 2.
4、抗弯强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩 计算公式如下 : M=3.508 0.7502/8=0.247kN.m =0.247 106/4248.0=58.057N/mm2 小横杆的计算强度小于 205.0N/mm2,满足要求 ! 3.挠度计算 最 大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下 : 荷载标准值 q=0.036+0.262+2.250=2.548kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.0 2.548 750.04/(384 2.06 105 101950.0)=0.500mm 小横杆的最大挠度小于 750.0/150 与 10mm,满足要求 ! 二
5、、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，小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩 和变形。 安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 1.荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.036 0.750=0.027kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.350 0.750 1.500/2=0.197kN 活荷载标准值 Q=3.000 0.750 1.500/2=1.688kN 荷载的计算值 P=(1.2 0.027+1.2 0.197+1.4 1.688)/2=1.315kN 大横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考 虑
6、为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下 : 集中荷载最大弯矩计算公式如下 : M=0.08 (1.2 0.036) 1.5002+0.175 1.315 1.500=0.353kN.m =0.353 106/4248.0=83.086N/mm2 大横杆的计算强度小于 205.0N/mm2,满足要求 ! 3.挠度计算 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大 挠度计算公式如下 : 集中荷载最大挠度计算公式如下 : 安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=0.677
7、 0.036 1500.004/(100 2.060 105 101950.000)=0.06mm 集中荷载标准值 P = (0.027+0.197+1.688)/2 = 1.911kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V1=1.146 1911.000 1500.003/(100 2.060 105 101950.000)=3.52mm 最大挠度和 V=V1+V2=3.577mm 大横杆的最大挠度小于 1500.0/150 与 10mm,满足要求 ! 三、扣件抗滑力的计算 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 (规范 5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗
8、滑承载力设计值 ,单扣件取 8.0kN,双扣件取 12.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 横杆的自重标准值 P1=0.036 1.500=0.053kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.350 0.750 1.500/2=0.197kN 活荷载标准值 Q=3.000 0.750 1.500/2=1.688kN 荷载的计算值 R=1.2 0.053+1.2 0.197+1.4 1.688=2.663kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求 ! 当直角扣件的拧紧力矩达 40-65N.m时 ,试验表明 :单扣件在 12kN的荷载下会滑动 ,其抗滑承载力可取 8.0kN； 双扣
9、件在 20kN 的荷载下会滑动 ,其抗滑承载力可取 12.0kN； 四、脚手架荷载标准值 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： 安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 (1)每米立杆承受的结构自重标准值 (kN/m)；本例为 0.1001 NG1 = 0.100 18.000=1.802kN (2)脚手板的自重标准值 (kN/m2)；本例采用竹串片脚手板，标准值为 0.35 NG2 = 0.350 2 1.500 (0.750+0.350)/2=0.577kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值 (kN/m)；本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准
10、值为 0.17 NG3 = 0.170 1.500 2=0.510kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网 (kN/m2)； 0.010 NG4 = 0.010 1.500 18.000=0.270kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.159kN。 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 2 1.500 0.750/2=3.375kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压 (kN/m2)， W0 = 0.200 Uz 风荷载高度变化系
11、数， Uz = 1.000 Us 风荷载体型系数： Us = 1.415 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.200 1.000 1.415 = 0.283kN/m2。 考虑风荷载时 ,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.9 1.4NQ 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力 N=1.2 3.159+0.9 1.4 3.375=8.044kN 不考虑风荷载时 ,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力 N=1.2 3.159+1.4 3.375=8.516kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 计算公式 安
12、全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 MW = 0.9 1.4Wklah2/10 其中 Wk 风荷载标准值 (kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩： Mw=0.9 1.4 0.283 1.500 1.800 1.800/10=0.173kN.m 五、立杆的稳定性计算 1.不考 虑风荷载时 ,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值， N=8.516kN； i 计算立杆的截面回转半径， i=1.60cm； 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=1.500； l0 计算长
13、度 (m),由公式 l0 = kuh 确定， l0=1.155 1.500 1.800=3.118m； A 立杆净截面面积， A=3.974cm2； W 立杆净截面模量 (抵抗矩 ),W=4.248cm3； 长细比，为 3118/16=195 0 允许长细比 (k取 1)，为 2700/16=169 Nl，连墙件的设计计算满足强度设计要求 ! 经过计算得到 Nf2 = 297.693kN Nf2Nl，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求 ! 连墙件拉结楼板预埋钢管示意图 七、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。 安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 悬臂部
14、分脚手架荷载 N的作用，里端 B为与楼板的锚固点， A为墙支点。 本工程中，脚手架排距为 750mm，内侧脚手架距离墙体 350mm， 支拉斜杆的支点距离墙体 = 1200mm， 水平支撑梁的截面惯性矩 I = 1130.00cm4，截面抵抗矩 W = 141.00cm3，截面积 A = 26.10cm2。 受脚手架集中荷载 P=8.52kN 水平钢梁自重荷载 q=1.2 26.10 0.0001 7.85 10=0.25kN/m 1悬挑脚手架示意图 1 0 0 1 2 0 0 3 5 0 08 . 5 2 k N8 . 5 2 k N 0 . 2 5 k N/ mA B悬挑脚手架计算简图 经
15、过连续梁的计算得到 0 . 0 00 . 29 . 7 29 . 7 01 . 1 8 1 . 0 07 . 5 2 7 . 6 00 . 6 80 . 1 8悬挑脚手架支撑梁剪力图 (kN) 1 . 7 8 70 . 8 6 0安全设施计算软件 (2015) PKPM 软件出品 悬挑脚手架支撑梁弯矩图 (kN.m) 0 . 1 0 30 . 1 0 5悬挑脚手架支撑梁变形图 (mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=9.747kN,R2=8.281kN,R3=0.185kN 最大弯矩 Mmax=1.787kN.m 抗 弯 计 算 强 度 f=M/1.05W+N/A=1.787
16、106/(1.05 141000.0)+2.017 1000/2610.0=12.841N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于 215.0N/mm2,满足要求 ! 八、悬挑梁的整体稳定性计算 水平钢梁采用 16 号工字钢 ,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范 (GB50017-2011)附录得到： b=2.00 由于 b大于 0.6，按照钢结构设计规范 (GB50017-2011)附录 B其值 b=1.07-0.282/ b=0.929 经过计算得到强度 =1.79 106/(0.929 141000.00)=13.64N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求 ! 九、拉杆的受力计算 水平钢梁的轴力 RAH和拉钢绳的轴力 RUi按照下面计算
