悬挑式扣件钢管脚手架计算书

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1、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/mm；钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架，搭设高度20.0 米，立杆采用单立管。立杆的纵距1.50 米，立杆的横距0.80 米，内排架距离结构 0.30 米，立杆的步距1.80 米。采用的钢管类型为 648X 3.5 ,连墙件采用 2步 3跨，竖向间距3.60 米，水平间距4.50 米。施工活荷载为2.0kN/m2,同时考虑2层施工

2、。脚手板采用冲压钢板，荷载为0.30kN/m2 ，按照铺设4 层计算。2栏杆米用冲压钢板，荷载为 0.16kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m。脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。基本风压0.45kN/m2,高度变化系数2.0000,体型系数0.9600。悬挑水平钢梁采用 16号工字钢，建筑物外悬挑段长度1.20 米，建筑物内锚固段长度1.80 米。悬挑水平钢梁上面的联梁采用 12.6 号槽钢 U 口水平，相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置1 根立杆。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1.10m。而拉杆采用钢丝纯。钢管惯性矩计算采用1=冗(D4-d4)

3、/64 ,抵抗距计算采用 W=t (D4-d4)/32D。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P 1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P 2=0.300X0.800/3= 0.080kN/m活荷载标准值Q=2.000X 0.800/3=0.533kN/m静荷载的计算值q 1=1.2 X 0.038+1.2 X0.080=0.142kN/m活荷载的计算值q 2=1.4 X0.533=0.747kN/m4 的强口口/口口 1! 口 1 口 夕口

4、 口口！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：艰=0.%十0阻尸跨中最大弯矩为M 1=(0.08 X 0.142+0.10 X 0.747) X 1.500 2=0.194kN.m支座最大弯矩计算公式如下：支座最大弯矩为M 2=-(0.10 X 0.142+0.117 X 0.747) X 1.500 2=-0.229kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：(T =0.229 X 106/5080.0=44.986N/mm2大横杆的计算强度

5、小于205.0N/mn2,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：= 0.677 4-0,990 10057100 9静荷载标准值 q i=0.038+0.080=0.118kN/m活荷载标准值q 2=0.533kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677 X 0.118+0.990 X 0.533) X 1500.0 4/(100 X 2.06 X 105 X 121900.0)=1.226mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mmf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

6、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脚手板的荷载标准值P 1=0.038 X 1.500=0.058kNP 2=0.300 X 0.800 X1.500/3=0.120kN活荷载标准值Q=2.000X 0.800 X 1.500/3=0.800kN荷载的计算值 P=1.2X 0.058+1.2 X 0.120+1.4 X 0.800=1.333kN小横杆计算简图2 .抗弯强度计算最大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=(1.2X 0.038) X

7、 0.800 2/8+1.333 X 0.800/3=0.359kN.m(T =0.359 X 106/5080.0=70.706N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mn2,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：a 3845/集中荷载最大挠度计算公式如下：=丹(嵬二4尸/外* - T2EI小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V 1=5.0 X 0.038 X 800.00 4/(384 X 2.060 X 105X 121900.000)=0.01mm集中荷载标准值P=0.058+0.120+0.800=0.9

8、78kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V 2=977.600X800.0 X (3 X 800.0 2-4X 800.0 2/9)/(72 X2.06 X 105X 121900.0)=0.707mm最大挠度和V=V 1+V2=0.716mm小横杆的最大挠度小于 800.0/150与10mm两足要求！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，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P 1=0.038 X0.800=0.031kN

9、脚手板的荷载标准值 P 2=0.300X0.800 X 1.500/2=0.180kN活荷载标准值Q=2.000X 0.800 X 1.500/2= 1.200kN荷载的计算值R=1.2X0.031+1.2 X 0.180+1.4 X 1.200=1.933kN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(

10、kN/m);本例为0.1251N G1 = 0.125 X20.000=2.502kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板，标准值为 0.30N G2 = 0.300 X 4X1.500 X (0.800+0.300)/2=0.990kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.16N G3 = 0.160 X 1.500 X 4=0.960kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2) ; 0.010N G4 = 0.010 X 1.500 X 20.00 0=0.300kN经计算得到，静荷载标准值 Ng = N

11、G1+N32+N33+N34 = 4.752kN 。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 = 2.000 X2X 1.500 X0.800/2=2.400kN风荷载标准值应按照以下公式计算/ 二学乜%其中 Wo基本风压(kN/m2), W = 0.450U z 风荷载高度变化系数，LZ = 2.000U s 风荷载体型系数：US = 0.960经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.450 X 2.000 X 0.960 = 0.864kN/m考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N G + 0.

12、9 X1.4NQ经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2X4.752+0.9 X 1.4 X2.400=8.727kN不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N g + 1.4N q经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2X 4.752+1.4 X 2.400=9.063kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw计算公式M w = 0.9 X1.4WJah2/10其中Wk 风荷载标准值（kN/m计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm ;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;）；l a立杆的纵距（m）;h立杆的步距

13、（m）。经过计算得到风荷载产生的弯矩：M w=0.9 X 1.4 X 0.864 X 1.500 X 1.800 X 1.800/10=0.529kN.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=9.063kN;入o 允许长细比（k取1）,为2700/16=171 210长细比验算满足要求小一一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0.186;钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）;用 一一钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm 2;经计算得：（t=9063/（0.19 X 489）=99.762N/mm2;不考虑风荷载时

14、，立杆的稳定性计算（7 f,满足要求！景”】2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算NL7 .F轴其中N 立杆的轴心压力设计值，N=8.727kN;i计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm ;k 一一计算长度附加系数，取1.155;u 一一计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500;l 0 计算长度（m）,由公式 l 0 = kuh 确定，l 0=1.155 X 1.500 X1.800=3.118m；A立杆净截面面积，A=4.890cm2;W立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3;入 长细比，为3118/16=197入0 允许长细比（k取1）,为2700/16=171 210长细比

15、验算满足要求！小一一轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l 0/i的结果查表得到0.186;Mw 一一计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，M=0.529kN.m；钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）;f一一钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm 2;经计算得到（T =8727/（0.19 X 489）+529000/5080=200.213N/mm2;考虑风荷载时，立杆的稳定性计算（7 Nl ，连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2 = 300.110kNNf2 Nl ，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!连墙件双扣件连接示意图L 孑 墙 管管件穿 钢钢扣m 短短双50七、

16、联梁的计算按照集中荷载作用下的简支梁计算 集中荷载P传递力，P=9.06kN 计算简图如下汉二尺=Hlp-i-p（并奇数）6为偶数）*32M物nPi_其中 n=1.50/1.50=1经过简支梁的计算得到支座反力（考虑到支撑的自重）Ra = Rb=（1- 1）/2 X 9.06+9.06+1.50 X 0.12/2=9.15kN通过传递到支座的最大力为（考虑到支撑的自重）2 X 0.00+9.06+1.50 X0.12=9.25kN最 大 弯 矩 (考 虑 到 支 撑 的 自 重)Mm1ax=(1 x 1 -1)/(8 X 1) X 9.06 X 1.50+0.12 X 1.50 X 1.50/

17、8=0.03kN.m抗弯计算强度 f=0.03 X106/62140.0=0.55N/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800mm内侧脚手架距离墙体300mm支拉斜杆的支点距离墙体=1100mm,水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm 4,截面抵抗矩 W = 141.00cm3,截面积A = 26.10cm2受脚手架作用的联梁传递集中力 N=9.25kN水平钢梁自重荷载 q=1.2 X 26.10 X

18、0.0001 X7.85 X10=0.25kN/m悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到1.991.79 0.630.00020.19-A7.45 7.53悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）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R=11.257kN,R2=8.157kN,R3=-0.188kN最大弯矩 Mmax=1.511kN.m抗弯计算强f=M/1.05W+N/A=1.511 X 106/（1.05 乂 141000.0）+4.128 乂 1000/2610.0=11.785N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于 215.0N/mn

19、2,满足要求！九、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(GB50017-2011)其中4 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 附录得到:小 b=2.00由于 小b大于0.6 ,按照钢结构设计规范(GB50017-2011)附录B其值lb =1.07- 0.282/ 小 b=0.929经过计算得到强度 (t=1.51 X 106/(0.929 xl41000.00)=11.53N/mm2;水平钢梁的稳定性计算(7 f,满足要求！十、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Rah =工尺m鸟 ：-|其中RUicos 9 i为钢绳

20、的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 R Ci=RUiSin %按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为R U1=11.990kN十一、拉杆的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为 RU=11.990kN拉绳的强度计算：如果上面采用钢丝纯，钢丝纯的容许拉力按照下式计算：其中Fg 钢丝绳的容许拉力(kN);F g 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);a 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6X19、6X 37、6X61钢丝绳分别取0.85、0.82 和 0.8 ;K钢丝绳使用安全系数。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于 8.000 X 11.990/0.850=112.851kN 。

21、选才16X19+1钢丝纯，钢丝绳公称抗拉强度 1400MPa直径15.5mm钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力Rj我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为N=R=11.990kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为- 2其中用为吊环抗拉强度，取 用=65N/mm ,每个吊环按照两个截面计算；所需要的钢丝拉纯白吊环最小直径D=11990X4/(3.1416 X65X2) 1/2=11mm十二、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=8.157kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为口 力 A其中用 为拉环钢筋抗拉强度，每个

22、拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范9.7.6f = 65N/mm 总喇其中N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 8.16kN ;d楼板螺栓的直径，d = 20mm； f b楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取 1.5N/mm； h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。经过计算得到 h 要大于 8157.44/(3.1416 X20X 1.5)=86.6mm。;压点处采用1个U形钢筋拉环连接；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=8157X4/(3.1416 X 65.00 X 2) 1/2 =9mm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30

23、cm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4其中N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 8.16kN ;d楼板螺栓的直径，d = 20mm；b楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm2f cc 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95f c=13.59N/mm；经过计算得到公式右边等于131.6kN楼板混凝土局部承压计算满足要求！4 .水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下：锚固压点处楼板负弯矩数值为M = 8.16

24、X 1.80/2 = 7.34kN.m根据混凝土结构设计规范 GB50010-201睇6.2.10条_ 财% %小%六 1 J1 2%产”T2M4 =匕%力其中ai系数，当混凝土强度不超过 C50时，a 1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,a 1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc混凝土抗压强度设计值；h 0截面有效高度；fy钢筋受拉强度设计值。截面有效高度h 0 = 100-15 = 85mm ;0cs = 7. 34X106/(1.000 X 14.300 X 1.5 X1000X 85.0 2)=0.0470己=1 -(1- 2X0.0470) 1/2 =0.0490T s = 1-0.0490/2=0.9760楼板压点负弯矩配筋为As = 7.34 X10A6 / (0.9760义 85.0 义 210.0) = 421.5 mm2悬挑脚手架计算满足要求！l 0 计算长度（m）,由公式 l 0 = kuh 确定，l 0=1.155 X 1.500 X1.800=3.118m；A立杆净截面面积，A=4.890cm2;W立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3;入 长细比，为3118/16=197