钢管悬挑脚手架计算书.docx
普通型钢悬挑脚手架计算书我的工程工程；属于框架结构;地上0层;地下0层；建筑高度：0. 00m；标准层 层高：0.00m ；总建筑面积：0.00平方米；总工期：0天；施工单位：某某施工单位。本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某堪察单位地质勘察， 某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任 技术负责人。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) 等规范编制。一、参数信息：1 .脚手架参数双排脚手架搭设高度为18米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为L 5米，立杆的横距为0.9米，立杆的步距为1.8米;内排架距离墙长度为0. 30米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；脚手架沿墙纵向长度为150米；采用的钢管类型为48x3.； 0横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6米，水平间距3米，采用焊缝连接；.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2): 1. 500；脚手架用途:结构脚手架；总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值N = 1.5x0. 9x1. 5x2/2 = 2. 025 kN； Q风荷载标准值按照以下公式计算其中W 基本风压(kN/向，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001) O的规定采用：W = 0. 18 kN/m2； OU 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)Z的规定采用：U = 1.052 ； ZU 风荷载体型系数：取值为0.552；S经计算得到，风荷载标准值W = 0. 7 x0. 18x1. 052x0. 552 = 0. 073 kN/ni2； k不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N +1.4N = 1.2x6. 706+ 1.4x2.025= 10. 882 kN； GQ考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 N +0. 85X1.4N = 1. 2x6. 706+ 0.85x1.4x2.025= 10. 457 kN； GQ风荷载设计值产生的立杆段弯矩M为WM = 0. 85 X1.4W L h2/10 =0. 850 xl. 4x0. 073x1. 5x wk a1. 82/10 = 0. 042 kN.m；六、立杆的稳定性计算：不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为:立杆的轴向压力设计值：N = 10. 882 kN；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扣件式规范表5. 3. 3得：k=1.155 ；当验算杆件长细比时，取块L0；计算长度系数参照扣件式规范表5. 3. 3得：p = 1.5 ；计算长度，由公式1 = kxpxh确定：1=3. 118 m；o0长细比L /i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数（P，由长细比1 /i的计算结果查表得到：（p= 0.188 ；O立杆净截面面积：A = 4. 24 cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W = 4. 49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/nw； o= 10882/（0.188x424）=136.517 N/mm2；立杆稳定性计算a = 136.517 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205 N/mm2,满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式立杆的轴心压力设计值：N=10. 457 kN；k = 1. 155 ；k = 1. 155 ；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扣件式规范表5.3.3得：计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得：p = 1.5 ；计算长度，由公式1=kuh确定：1=3. 118 m； 00长细比：L /i=196 ； 0轴心受压立杆的稳定系数中,由长细比1 /1的结果查表得到：(p= 0.1880立杆净截面面积：A = 4. 24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 4. 49 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/riw；a = 10456.83/(0.188x424)+42316.388/4490 = 140.607 N/mm2；立杆稳定性计算。=140.607 N/mm2小于 立杆的抗压强度设计值f= 205 N/nm ,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：N = N + N1lw0风荷载标准值w = 0. 073 kN/m2；k每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积A = 10.8 m2；W按规范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二05. 000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算： N = 1.4xW xA = 1. 106 kN；lw连墙件的轴向力设计值N=N + N = 6. 106 kN； lw0连墙件承载力设计值按下式计算：N=,Af f其中(P -轴心受压立杆的稳定系数；由长细比10 i=300/15. 9的结果查表得到(p=0.949 , 1为内排架距 /离墙的长度；又： A = 4. 24 cm2 ； f =205 N/rnn%连墙件轴向承载力设计值为N = 0. 949x4. 24x10.4 x205x103 = 82. 487 kN； fN = 6. 106 < N = 82.487,连墙件的设计计算满足要求！ 1f连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下其中N为连墙件的轴向拉力，N=6. 106 kN；1为连墙件的周长，取L =pixd=150. 796 mm； wwt为连墙件的周长，t=3 mm；f或f为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0 N/iiw；t c经过焊缝抗拉强度 0=6106.311 /( 150.796x3)= 13.498 N/mm2；经过焊缝抗拉强度。=13.498 < ft =185；对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!连墙件对接焊缝连接示意图八、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式遥="（2十勺十占）十日。十二）& = -咐十占）苧1"）支座弯矩计算公式Ma = 啊）-用-C点最大挠度计算公式嚷=（1 +幻 + 5-（l + 白）+ '（一 ：4上2 , 朵 3）3E123E113瓦 8其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/lo本方案算例中，m =1. 25 m, 1 = 1. 75 m, ml = 0. 3 m, m2 = 1. 2 m；水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660 cm1,截面模量(抵抗矩)W = 185 cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载P=6. 706+2. 025=8. 731kN；水平钢梁自重强度计算荷载q=3. 06x10 3x78.5 =0. 24 kN/m；k=l. 25/1. 75=0. 714kl=0. 3 / 1. 75 = 0. 171k2=1.2 / 1. 75 = 0. 686代入公式，经过计算得到支座反力RA = 25. 263 kN支座反力RB = -7. 381 kN最大弯矩 MA = 13. 284 kN.m最大应力 o = 13284014.062 /( 1.05 x 185000 )= 68.386 Njfmm水平支撑梁的最大应力计算值68. 386 N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设 计值215 N/mim,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载N= 6. 706 +2. 025 = 8. 731 kN水平钢梁自重计算荷载q= 0. 003 x78. 5 = 0. 24 kN/m最大挠度V=3.657 mmmax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2400 mm水平支撑梁的最大挠度3. 657 mm小于水平支撑梁的最大容许挠度2400/400 mm,满足要求！九、悬挑梁的整体稳定性计算：水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下其中%-均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算:570仍 235lh%=570 xl0.7x94x 235 /( 2400x180x235) = 1.33由于(Pb大于06，查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B,得到初值为0. 858o经过计算得到最大应力 0=13.284x106 /( 0.858x185000 )= 83.738 N/mm2；水平钢梁的稳定性计算a = 83.738小于f=215 N/mni2，满足要求!十、锚固段与楼板连接的计算：L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=7. 381 kN；水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:A其中f为拉环钢筋抗拉里度7战盛飞i凝土结构设计规范10. 9.8条f= 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=7380. 681x4/(3. 142x50x2) 1/2 =9. 694 mm；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：A k欣其中N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 7. 381kN；d 楼板螺栓的直径，d = 16mm；f "楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取L57N/nmi2； bf钢材强度设计值，取215N/nw；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7380. 681/(3. 142x16x1. 57)=93. 525mm0螺栓所能承受的最大拉力F=l/4x3. 14x162 x215x10-3=43. 21kN螺栓的轴向拉力N=7.381kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=43.206kN,满足要求!锚固深度可能超出楼板厚度，请减小脚手架搭设高度、增加锚固长度!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压力，N=25. 263kN；d -楼板螺栓的直径，d=16mm； b 楼板内的螺栓锚板边长，b=5xd=80inm；f 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95f =16. 7N/mm2；ccc经过计算得到公式右边等于103.52 kN,大于锚固力N=25. 26 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求！卜一、结论和建议：1 .锚固深度可能超出楼板厚度，请减小脚手架搭设高度、增加锚固长度!同时施工层数:2层;.风荷载参数本工程地处浙江省宁波市，查荷载规范基本风压为0. 180,风荷载高度变化系 数Pz为L 052,风荷载体型系数Ps为0. 552；计算中考虑风荷载作用；3 .静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0. 1248；脚手板自重标准值(kN/m2) :0. 300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m) :0. 150；安全设施与安全网自重标准值(kN/mM0.005；脚手板铺设层数:10层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.25米，建筑物内锚 固段长度1.75米。与楼板连接的螺栓直径(mm) : 16. 00；楼板混凝土标号:C35；4 .拉绳与支杆参数支撑数量为：1；悬挑脚手架侧面图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。悬挑架正立面图二、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 =0. 033 kN/m ；1 脚手板的自重标准值:P =0. 3x0. 9/(2+1)=0. 09 kN/m ；2 活荷载标准值：Q=1.5x0. 9/(2+l)=0. 45 kN/m；静荷载的设计值：q =1.2x0. 033+1.2x0. 09=0. 148 kN/m；活荷载的设计值：q =1.4x0. 45=0. 63 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)5QzI 口口口口I mg1 口口山 口I>i1Vi>i4cii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：M皿=0.0孙尸十0.100/跨中最大弯距为M =0 . 08 x0. 148x1. 52+0. 10x0. 63x1. 52 =0. 168 kN. m；Imax支座最大弯距计算公式如下:=一0 1孙/一0 1170-支座最大弯距为 M = -0. 10x0. 148x1. 52-0. 117x0. 63x1. 52 =-0. 199 kN. m； 2 max选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：o=Max(0.168x106,0.199x106)/4490=44.321 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为a= 44.321 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：其中：静荷载标准值:活荷载标准值:= 0,677- + 0.990-100SZ1005Zq = P +P =0.033+0. 09=0. 123 kN/m； 112q = Q =0.45 kN/m； 2最大挠度计算值为：V 二0. 677x0. 123x15001/(100x2. 06x105x107800)+0. 990x0. 45x15001/(100x2. 06x105x107800) = 1. 206 mm；大横杆的最大挠度L 206 mm小于 大横杆的最大容许挠度1500/150 mm与10mm,满足要求！三、小横杆的计算：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 = 0. 033x1.5 = 0. 05 kN；脚手板的自重标准值：P =0.3x0. 9x1. 5/(2+1) =0. 135 kN；活荷载标准值：Q=l.5x0. 9x1. 5/(2+1) =0. 675 kN；集中荷载的设计值：P=1.2x(0. 05+0, 135)+1.4 x0. 675 = 1. 167 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：1. 2 x0 . 0 3 3 x0 . 92/8 = 0 . 0 04 kN. m；集中荷载最大弯矩计算公式如下：M = 1. 167x0.9/30. 35 kN. m ；最大弯矩M=M +M = 0. 354 kN. m；最大应力计算值 o = M / W = 0.354x106/4490=78.87 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力Q =78.87 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:0. 013 mm ；V =5x0. 033x9001/ (384x2706x105 X107 8 00)大横杆传递荷载 P = p + p + Q = 0. 05+0. 135+0.675 = 0. 86 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:刊，-4L/9)859. 95x900x(3x900-4x9002/9 ) 7(72x2.06x10pmaxX107800)= 1. 002 mm；最大挠度和V = V=0. 013+1. 002 = 1. 015 mm；pmaxpmaxqmax小横杆的最大挠度为L015 mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10 mm,满足要求！I、扣件抗滑力的计算：按规范表5. L 7,直角、旋转单扣件承载力取值为8. OOkN,按照扣件抗滑承载力 系数0. 80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6. 40kNo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 <R C其中Rc 扣件抗滑承载力设计值，取6. 40 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 = 0.033x1.5x2/2=0.05 kN；1 小横杆的自重标准值:P = 0.033x0.9/2=0.015 kN；2 脚手板的自重标准值：P = 0.3x0.9x1.5/2=0.202 kN；活荷载标准值：Q = 1.5x0. 9x1.5 /2 = 1.013 kN；荷载的设计值：R=l. 2x(0. 05+0. 015+0. 202)+1. 4x1. 013=1. 738 kN；R < 6. 40 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(kN),为0. 1248N = 0. 1248+(1. 50x272)x0. 033/1. 80xl8. 00 = 2. 746； G1(2)脚手板的自重标准值(kN/m。；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3N = 0. 3x10x1. 5x(0. 9+0. 3)/2 = 2.7 kN； G2(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准 值为0.15N = 0. 15x10x1. 5/2 = 1. 125 kN； G3(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/mz)； 0. 005N = 0. 005x1.5x18 = 0. 135 kN； G4经计算得到，静荷载标准值N =N +N +N +N = 6.706 kN；G G1 G2 G3 G4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
