1、1一、工程概况*教育学院综合楼为框架剪力墙结构，地下建筑面积 3648m2，地上建筑面积 3245m2，其中地下三层、各层层高（由上自下）分别为3.55m、3m、2.8m；地上五层，总高度为 18.30m，其中一层层高为 3.9m,其它标准层层高为 3.6m。二、脚手架搭设方案结合本工程结构形式、实际施工特点，建筑物周边（有地下室部分）搭设落地式、全高全封闭的扣件式双排钢管脚手架，共搭设 11 步架，每步架高 1.8m，横距 1.05m，纵距 1.5m（根据工程实际可以适当调整） ；无地下室部分在二层楼面处搭设型钢式（18#槽钢）悬挑架，槽钢间距见附图，共挑 9 步架，每步架高 1.8m，横距
2、 1.05m，一层外脚手架在地下室周边土方回填后方可搭设。三、脚手架材质1、所用材料都经建设主管部门产品认证，并经现场取样试验合格后才投入使用。2、脚手架应选用外径 48mm，壁厚 3.5mm 的钢管，表面平整光滑，无锈蚀、分层、压痕、划道和硬弯。搭设架子前应对钢筋管保养，除锈并统一涂色。搭设架子使用的扣件规格与钢管匹配，采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷、贴合面应平整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于 5mm。3、脚手片采用质地坚韧竹竿制作，用 2 寸铁钉销牢。2四、脚手架计算悬挑式扣件钢管脚手架计算书（一）钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规
3、范（JGJ130-2001）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为16.2米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为 483.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。施工均布荷载为3.0kN/m 2，同时施工2层，脚手板共铺设6层。悬挑水平钢梁采用18a号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.40米，建筑物内锚固段长度1.60米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。一、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
4、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 P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.050/3=0.052kN/m活荷载标准值 Q=3.0001.050/3=1.050kN/m静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kN/m活荷载的计算值 q2=1.41.050=1.470kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)32.抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.080.109+0.101.4
5、70)1.5002=0.350kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.412kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=0.412106/4491.0=91.632N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm 2,满足要求!3.挠度计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:静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m活荷载标准值q2=1.050kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.6770.091+0.9901.050)1500.04/(1002.
6、06105107780.0)=2.511mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、小横杆的计算: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，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 P1=0.0381.500=0.058kN脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0501.500/3=0.079kN活荷载标准值 Q=3.0001.0501.500/3=1.575kN荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.079+1.41.575=2.369kN4小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大
7、弯矩考虑为小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=(1.20.038)1.0502/8+2.3691.050/3=0.835kN.m=0.835106/4491.0=186.009N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm 2,满足要求!3.挠度计算最大挠度考虑为小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:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.00.0381050.004/(3842.060105107780.000)=0.03mm集中荷载标准值
8、P=0.058+0.079+1.575=1.711kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1711.3501050.0(31050.02-41050.02/9)/(722.06105107780.0)=3.167mm最大挠度和V=V1+V2=3.194mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150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 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；1.荷载值计算横杆的自重标准值 P1=0.0381.050=0.040
9、kN脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0501.500/2=0.118kN活荷载标准值 Q=3.0001.0501.500/2=2.362kN5荷载的计算值 R=1.20.040+1.20.118+1.42.362=3.498kN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：(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1
10、248NG1 = 0.12516.200=2.022kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m 2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15NG2 = 0.15061.500(1.050+0.200)/2=0.844kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15NG3 = 0.1501.5006/2=0.675kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m 2)；0.005NG4 = 0.0051.50016.200=0.122kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.662kN。活荷载为施工荷载标准值产生
11、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 = 3.00021.5001.050/2=4.725kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中 W0 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.350Uz 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：Uz = 1.250Us 风荷载体型系数：Us = 1.200经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.3501.2501.200 = 0.368kN/m 2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1
12、.2NG + 0.851.4NQ风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式MW = 0.851.4Wklah2/10其中 Wk 风荷载基本风压值(kN/m 2)；la 立杆的纵距 (m)；h 立杆的步距 (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=11.01kN；6 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定， l0=3.12m；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.
13、50；A 立杆净截面面积，A=4.24cm 2；W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm 3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm 2)；经计算得到 = 137.01f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到 Nl = 13.335kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!连墙件扣件连接示意图七、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C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。悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式8支座弯矩计算公式C
14、点最大挠度计算公式其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。本工程算例中，m = 1400mm，l = 1600mm，ml = 200mm，m2 = 1250mm；水平支撑梁的截面惯性矩I = 1272.70cm 4，截面模量(抵抗矩) W = 141.40cm 3。受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.23.66+1.44.73=11.01kN水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.225.690.00017.8510=0.24kN/mk=1.40/1.60=0.88kl=0.20/1.60=0.13k2=1.25/1.60=0.78代入公式，经过计算得到支座反力 RA=32.
15、338kN支座反力 RB=-9.932kN最大弯矩 MA=16.201kN.m抗弯计算强度 f=16.20110 6/(1.05141400.0)=109.118N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm 2,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载 N=3.66+4.73=8.39kN水平钢梁自重计算荷载 q=25.690.00017.8510=0.20kN/m最大挠度 Vmax=4.900mm按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2800.0mm水平支撑梁的最大挠度小于2800.0/400,满足要求!八、悬挑梁的
16、整体稳定性计算:水平钢梁采用18a号槽钢U口水平,计算公式如下9其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：经过计算得到 b=57010.568.0235/(2500.0180.0235.0)=0.90由于 b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用 b查表得到其值为0.745经过计算得到强度 =16.20106/(0.745141399.99)=153.81N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求!九、锚固段与楼板连接的计算:1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.932kN 水平钢梁与楼板
17、压点的拉环强度计算公式为其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范10.9.8f = 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=99324/(3.1416502) 1/2=12mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：锚固深度计算公式其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力， N = 9.93kN；d 楼板螺栓的直径，d = 20mm；fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取 1.5N/mm2；h 楼板螺栓在混凝土楼板内的
18、锚固深度，经过计算得到 h 要大于9931.90/(3.1416201.5)=105.4mm。3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力， N = 9.93kN；10d 楼板螺栓的直径，d = 20mm；b 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；fcc 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取 0.95fc=11.31N/mm2；经过计算得到公式右边等于109.5kN楼板混凝土局部承压计算满足要求!悬挑式扣件钢管脚手架计算书（二）钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ13
19、0-2001）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为16.2米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为 483.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。施工均布荷载为3.0kN/m 2，同时施工2层，脚手板共铺设6层。悬挑水平钢梁采用18a号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度3.50米，建筑物内锚固段长度3.70米。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面钢丝绳距离建筑物3.00m。一、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。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.050/3=0.052kN/m活荷载标准值 Q=3.0001.050/3=1.050kN/m静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kN/m活荷载的计算值 q2=1.41.050=1.470kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2.抗弯强度计算
