常用悬挑脚手架计算书.rtf

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1、主次钢梁悬挑扣件式脚手架计算书主次钢梁悬挑扣件式脚手架计算书一、计算依据一、计算依据1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20112、建筑地基基础设计规范GB50007-20113、建筑结构荷载规范GB50009-20124、钢结构设计规范GB50017-20035 、 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 GB50010-2010二、脚手架参数二、脚手架参数架体搭设基本参数脚手架搭设方式双排脚手架脚手架钢管类型482.9脚手架搭设高度H(m)18水平杆步距h（m）1.5立杆纵距（跨距）la(m)1.5立杆横距lb(m)0.8内立杆距建筑距离a(m)0.4横向水平杆悬挑长度a1(

2、m)0.15纵横向水平杆布置方式横向水平杆在上纵杆上横杆根数n1连墙件布置方式两步三跨连墙件连接形式扣件连接连墙件截面类型钢管连墙件型号482.9扣件连接的连接种类单扣件支撑或拉杆（绳）设置形式钢丝绳与钢丝杆不参与计算悬挑钢梁参数悬挑钢梁角部做法主次梁方案搁置次梁类型工字钢搁置次梁规格16号工字钢拉环/螺栓直径(mm)20悬挑钢梁类型工字钢悬挑钢梁规格16号工字钢钢梁上表面距地面高度(m)15钢梁悬挑长度(m)1.3钢梁锚固长度(m)1.7悬挑钢梁与楼板锚固类型U型钢筋拉环钢梁搁置的楼板混凝土强度C25楼板厚度(mm)100钢筋保护层厚度(mm)15配筋钢筋强度等级HRB400钢梁锚固点拉环/

3、螺栓个数2荷载参数脚手板类型竹串片脚手板 挡脚板类型竹串片挡脚板脚手板和挡脚板铺设的方式每2步设置一层密目式安全网的自重标准值0.01(kN/m2)结构脚手架施工层数1装修脚手架施工层数/脚手架搭设地区河南(省)郑州市(市)架体底部风压高度变化系数0.65风荷载体型系数0.096架体顶部风压高度变化系数0.916脚手架状况全封闭， 半封闭背靠建筑状况敞开、 框架和开洞墙密目网每100cm2的目数m2000每目面积A(cm2)0.01地面粗糙程度C类 密集建筑群的中等城市市区（图1）架体立面图（图2）架体剖面图1（图3）角部平面布置图三、横向水平杆验算三、横向水平杆验算由于纵向水平杆上的横向水平

4、杆是均等放置的故， 横向水平杆的距离为la/(n+1），横向水平杆承受的脚手板及施工活荷载的面积。承载能力极限状态q=1.2(g+gK1la/(n+1)+1.4QKla/(n+1)=1.2(0.032+0.351.5/(1+1)+1.431.5/(1+1)=3.504kN/m正常使用极限状态qK=g+gK1la/(n+1)+QKla/(n+1)=0.032+0.351.5/(1+1)+31.5/(1+1)=2.545kN/m根据规范要求横向水平杆按简支梁进行强度和挠度验算，故计算简图如下：1、抗弯验算、抗弯验算（图4）承载能力极限状态的受力简图（横杆）（图5）弯矩图Mmax=0.261kNm=

5、Mmax/W=0.261106/4370=59.71N/mm2f=205N/mm2满足要求2、挠度验算、挠度验算（图6）正常使用极限状态的受力简图（横杆）（图7）挠度图max=0.575mmminlb/150，10=5.333mm满足要求3、支座反力计算、支座反力计算由于支座反力的计算主要是为纵向水平杆承受的集中力的统计，故须分为承载能力极限状态和正常使用极限状态进行计算：承载能力极限状态V=1.976kN正常使用极限状态VK=1.435kN四、纵向水平杆验算四、纵向水平杆验算由上节可知F=V,FK=VKq=1.20.032=0.039kN/mqK=g=0.032kN/m由于纵向水平杆按规范规

6、定按三跨连续梁计算， 那么施工活荷载可以自由布置。选择最不利的活荷载布置和静荷载按实际布置的叠加，最符合架体的力学理论基础和施工现场实际，抗弯和支座反力验算计算简图如下：挠度验算的计算简图如下：1、抗弯验算、抗弯验算Fqk=0.5QKLa/(n+1)lb(1+a1/lb)2=0.531.5/(1+1)0.8(1+0.15/0.8)2=1.269kN/mFq=1.40.5QKLa/(n+1)lb(1+a1/lb)2=1.40.531.5/(1+1)0.8(1+0.15/0.8)2=1.777kN/m（图8）承载能力极限状态的受力简图（纵杆）（图9）弯矩图Mmax=0.52kNm=Mmax/W=0

7、.52106/4370=118.999N/mm2f=205N/mm2满足要求2、挠度验算、挠度验算（图10）正常使用极限状态的受力简图（纵杆）（图11）挠度图max=3.566mmminla/150，10=10mm满足要求3、支座反力计算、支座反力计算Vmax=4.58kN五、扣件抗滑承载力验算五、扣件抗滑承载力验算扣件抗滑承载力验算：R=Vmax=4.58kNRc=8kN满足要求六、立杆稳定验算六、立杆稳定验算脚手板每隔脚手板理论铺设层数y=minH/(x+1)h,yZ=41、立杆承受的结构自重标准值、立杆承受的结构自重标准值NG1kNG1K=Hgk+y(lb+a1)ng/2+0.0146n

8、/2=180.144+4(0.8+0.15)10.032/2+0.01461/2=2.661kN2、构配件自重标准值、构配件自重标准值NG2k1Z=min(y,m)=1NG2K=Z(Lb+a1)lagk1/2+zgk2la+laHgk3=1(0.8+0.15)1.50.35/2+10.171.5+1.5180.01=0.774kN3、施工活荷载标准值、施工活荷载标准值NQK=(njgQkj+nzxQkx)(lb+a1)la/2=(13+02)(0.8+0.15)1.5/2=2.138kN4、风荷载统计、风荷载统计风荷载体型系数：风荷载体型系数：由于脚手架为封闭式或半封闭式且脚手架背靠建筑为敞开

9、、框架和开洞墙=1.2(la+h+0.325lah)d/(lah)+1.2(100-mA)/100-(la+h+0.325lah)d1.2(100-mA)/(100lah) =1.2(1.5+1.5+0.3251.51.5)(48/1000)/(1.51.5)+1.2(100-20000.01)/100-(1.5+1.5+0.3251.51.5)(48/1000)1.2(100-20000.01)/(1001.51.5)=0.979s=1.31.30.979=1.273风荷载高度变化系数风荷载高度变化系数:立杆稳定组合风荷载时：取距架体底部的风荷载高度变化系数z=0.65连墙件验算风荷载产生的

10、连墙件轴向力设计值计算时：取最高处连墙件位置处的风荷载高度变化系数z=0.916风荷载标准值：k=zs0=0.650.0960.3=0.019kN/m2风荷载产生的弯矩标准值：Mwk=klah2/10=0.0191.51.52/10=0.006kNm风荷载产生的弯矩设计值：Mw=0.91.4Mwk=0.91.40.006=0.008kNm5、荷载组合立杆荷载组合、荷载组合立杆荷载组合不组合风荷载：N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK= 1.2(2.661+0.774)+1.42.138=7.115kN组合风荷载：N=1.2(NG1K+NG2K)+0.91.4NQK= 1.2(2.66

11、1+0.774)+0.91.42.138=6.815kN6、稳定系数的计算、稳定系数的计算l0=kh=1.1551.51.5=2.599m允许长细比的验算：=l0/i=2.5991000/16=162.422=210满足要求根据值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到=0.2687、立杆稳定的验算、立杆稳定的验算不组合风荷载：N/A=7.1151000/(0.268411)=64.591N/mm2f=205N/mm2满足要求组合风荷载：N/A+MW/W=6.8151000/(0.268411)+0.008106/4370=63.696N/mm2f=205N/mm2满足要求七、连墙件承载

12、力验算七、连墙件承载力验算计算连墙件的计算长度：a0=a=0.41000=400mm,=a0/i=400/16=25=210根据值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到=0.936风荷载作用在一个连墙件处的面积Aw=(2)h(3)la=21.531.5=13.5m2风荷载标准值：k=zs0=0.9160.0960.3=0.026kN风荷载产生的连墙件轴向力设计值：Nlw=1.4kAw=1.40.02613.5=0.499kN连墙件的轴向力设计值：Nl=Nlw+N0=0.499+3=3.499kN其中N0由JGJ130-5.2.12条进行取值。将Nl、带入下式：强度：=Nl/Ac=3.4

13、991000/411=8.512N/mm20.85f=0.85205=174.25N/mm2稳定：Nl/A=3.4991000/(0.936411)=9.094N/mm20.85f=0.85205=174.25N/mm2扣件抗滑移：Nl=3.499kNRc=8kN满足要求八、主次梁悬挑钢梁验算八、主次梁悬挑钢梁验算1、概述、概述角部主次梁悬挑图如下：（图12） 钢梁示意图根据上图的做法，可将验算分为次梁、角部斜梁两大部分。其中2号主悬挑钢梁比没有次梁搁置的普通悬挑钢梁荷载明显要大， 故对2号主悬挑钢梁验算即可满足验算。其中次梁搁置在主梁上，次梁一端锚固在正常悬挑的两个钢梁上，另一端搁置在斜悬挑

14、梁上。故可简化为一端固定支座，另一端铰支座。次梁荷载对于1号主悬挑钢梁的作用反而有利，故可不计算；次梁对于2号主悬挑钢梁比正常的悬挑钢梁增加了部分荷载， 故需要计算。 而对于3号斜悬挑钢梁是两个方向的次梁搁置的钢梁，故应验算。2、次梁验算、次梁验算由于外侧次梁跨度大于内侧，故只需计算外侧钢梁即可；外侧钢梁次梁可简化为一端固定支座、另一端铰支座，根据角部详图可计算出跨度：LCL=(lb+a+0.1)1.25+lb+a=(0.8+0.4+0.1)1.25+0.8+0.4=2.825m由于LCL/la=2.825/1.5=1.883故次梁上作用了X=1个集中力等分跨度力学简图如下： （图13）次梁受

15、力简图2.1荷载统计荷载统计:由于次梁上所有荷载统计均可按lb1=LCL/(X+1)=2.825/(1+1)=1.413m脚手板每隔脚手板理论铺设层数y=minH/(x+1)h,yZ=4立杆承受的结构自重标准值立杆承受的结构自重标准值NG1kNG1K=Hgk+y(lb1+a1)ng/2+0.0146n/2=180.144+4(1.413+0.15)10.032/2+0.01461/2=2.7kN构配件自重标准值构配件自重标准值NG2k1Z=min(y,m)=1NG2K=Z(lb1+a1)lagk1/2+zgk2la+laHgk3=1(1.413+0.15)1.50.35/2+10.171.5+

16、1.5180.01=0.935kN施工活荷载标准值施工活荷载标准值NQK=(njgQkj+nzxQkx)(lb1+a1)la/2=(13+02)(1.413+0.15)1.5/2=3.516kN风荷载统计风荷载统计风荷载体型系数：风荷载体型系数：由于脚手架为封闭式或半封闭式且脚手架背靠建筑为敞开、框架和开洞墙=1.2(la+h+0.325lah)d/(lah)+1.2(100-mA)/100-(la+h+0.325lah)d1.2(100-mA)/(100lah) =1.2(1.5+1.5+0.3251.51.5)(48/1000)/(1.51.5)+1.2(100-20000.01)/100

17、-(1.5+1.5+0.3251.51.5)(48/1000)1.2(100-20000.01)/(1001.51.5)=0.979s=1.31.30.979=1.273风荷载高度变化系数风荷载高度变化系数:立杆稳定组合风荷载时：取距架体底部的风荷载高度变化系数z=0.65连墙件验算风荷载产生的连墙件轴向力设计值计算时：取最高处连墙件位置处的风荷载高度变化系数z=0.916风荷载标准值：k=zs0=0.650.0960.3=0.019kN/m2风荷载产生的弯矩标准值：Mwk=klah2=0.0191.51.52=0.063kNm风荷载产生的弯矩组合值：Mw=0.91.4Mwk=0.91.40.

18、063=0.08kNm荷载组合立杆荷载组合荷载组合立杆荷载组合不组合风荷载：N1=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK=1.2(2.7+0.935)+1.43.516=9.284kN组合风荷载：N2=1.2(NG1K+NG2K)+0.91.4NQK=1.2(2.7+0.935)+0.91.43.516=8.792kN则次梁上集中力为：N3=max（N1，N2）=max(9.284,8.792)=9.284kN根据钢梁的计算简图和荷载情况，利用基本力学原理进行计算。承载能力极限状态最大弯矩：（图14）弯矩图Mmax=4.951kNm承载能力极限状态下的最大剪力：（图15）剪力图Qmax=

19、5.779kN支座反力：R1=7.921kNR2=3.505kN2.2抗弯强度、整体稳定验算抗弯强度、整体稳定验算=Mmax/Wn=4.951103/141=35.113N/mm2f=205N/mm2因y=lc/iy=2.825/93.1=0.03120(235/fv)-2=120(235/120)-2=31.29故b=1.07-(y2/44000)fy/235=1.07-0.032/44000360/235=1.07=Mmax/bW=4.951103/(1.07141)=32.816N/mm2f=205N/mm2满足要求2.3抗剪强度验算抗剪强度验算max= Qmax/(I:S)tw=5.7

20、791000/(1386)=6.98N/mm2fv=120N/mm2满足要求2.4挠度验算挠度验算由集中荷载产生的挠度和钢梁自重均布线荷载产生的挠度叠加N3k=NG1K + NG2K +NQK=2.7+0.935+3.516=7.151kN（图16）正常使用极限状态的受力简图（图17）挠度图vmax=0.918mmvmm=2lc1/250=22825/250=22.6mm满足要求3、2号主悬挑钢梁验算号主悬挑钢梁验算2号主钢梁内外侧立杆作用处与次梁作用处重叠， 此处内外立杆荷载均按同样最大的计算，这样做偏于安全。故荷载大小应该为：N4=N+R1=max(7.115,6.815)+7.921=1

21、5.036kN简图如下：（图18）受力简图（图19）弯矩图Mmax=18.25kNm正常使用极限状态最大弯矩：Mkmax=14.182kNm承载能力极限状态下的最大剪力：（图20）剪力图Qmax= 30.387kN支座反力：R1=41.336kNR2=10.527kN3.1抗弯强度、整体稳定验算抗弯强度、整体稳定验算=Mmax/Wn=18.25103/141=129.436N/mm2f=205N/mm2因y=lc/iy=1.7/93.1=0.018120(235/fv)-2=120(235/120)-2=31.29故b=1.07-(y2/44000)fy/235=1.07-0.0182/440

22、00360/235=1.07=Mmax/bW=18.25103/(1.07141)=120.968N/mm2f=205N/mm2满足要求3.2抗剪强度验算抗剪强度验算max= Qmax/(I:S)tw=30.3871000/(1386)=36.699N/mm2fv=120N/mm2满足要求3.3挠度验算挠度验算由集中荷载产生的挠度和钢梁自重均布线荷载产生的挠度叠加（图21）正常使用极限状态的受力简图（图22）挠度图vmax=7.043mmvmm=2lc1/250=21300/250=10.4mm满足要求3.4、固定钢梁的、固定钢梁的U形拉环（或螺栓）强度验算形拉环（或螺栓）强度验算由于Al为拉

23、环截面面积的2倍与拉环个数的乘积，则：=Nm/Al=10.5271000/1256.637=8.377 N/mm2f=42.5(多拉环) N/mm2满足要求3.5、钢梁固定点下楼板的负弯矩钢筋计算、钢梁固定点下楼板的负弯矩钢筋计算由于钢梁搁置在的楼板上普遍为双向板或单向板，这样计算过于复杂，所以可以简化为简支板带承受跨中集中荷载，且简支板带的跨度为2Lc。这样简化后能够提供安全储备，且便于计算。Mmax=(1/2)R2lc=1/210.5271.7=8.948kNm根据混凝土结构设计规范，查相关表格得1=1.0，取b=1000mm,h0=板厚-15mm，计算式如下：s=Mmax/(1fcbh0

24、2)=8.9481000000/(111.91000(100-15)2)=0.104=1-(1-2s)0.5=1-0.89=0.11s=1-/2=1-0.11/2=0.945As=Mmax/(sfcbh02)=8.9481000000/(0.94511.91000(100-15)2)=0.11mm2因As=(0.11),c查混凝土结构设计规范（GB50010-2010）附录A得到配筋为三级钢（）（）3.6、悬挑钢梁前搁置点下混凝土强度的验算、悬挑钢梁前搁置点下混凝土强度的验算因悬挑钢梁搁置在楼板上，悬挑钢梁搁置的前端处承受最大的荷载即集中作用力，而此处的作用面积认为bb，符合实际情况：Fl=R

25、1=41.336kN根 据 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 中 6.6 条 规 定 取 c=1.0 ， l=3 ，A1n=b2=882/1000=7.744 mm2Fl=41.336kN1.35clfcAln=1.3511.73211.97.744=215.48kN满足要求4、3号斜悬挑钢梁验算号斜悬挑钢梁验算3号主钢梁内外侧立杆作用处与次梁作用处重叠， 此处内外立杆荷载均按同样最大的计算，这样做偏于安全。因为此处的锚固长度应按最小锚固长度计算故为悬挑长度：lc13=2(lb+a)20.5=(2(0.8+0.4)2)0.5=1.697m则锚固长度lc3=1.25lc13=1.251.697

26、=2.121m荷载大小为N5=N+2R2=max(7.115,6.815)+23.505=14.125kN简图如下： （图23）受力简图（图24）弯矩图Mmax=21.984kNm正常使用极限状态最大弯矩：Mkmax=12.964kNm承载能力极限状态下的最大剪力：（图25）剪力图Qmax= 28.661kN支座反力：R1=39.291kNR2=10.102kN4.1抗弯强度、整体稳定验算抗弯强度、整体稳定验算=Mmax/Wn=21.984103/141=155.916N/mm2f=205N/mm2因y=lc/iy=2.121/93.1=0.023120(235/fv)-2=120(235/1

27、20)-2=31.29-故b=1.07-(y2/44000)fy/235=1.07-0.0232/44000360/235=1.07=Mmax/bW=21.984103/(1.07141)=145.716N/mm2f=205N/mm2满足要求4.2抗剪强度验算抗剪强度验算max= Qmax/(I:S)tw= 28.6611000/(1386)=34.615N/mm2fv=120N/mm2满足要求4.3挠度验算挠度验算由集中荷载产生的挠度和钢梁自重均布线荷载产生的挠度叠加（图26）正常使用极限状态的受力简图（图27）挠度图vmax=10.778mmvmm=2lc1/250=21697.056/2

28、50=13.576mm满足要求4.4、固定钢梁的、固定钢梁的U形拉环（或螺栓）强度验算形拉环（或螺栓）强度验算由于Al为拉环截面面积的2倍与拉环个数的乘积，则：=Nm/Al=10.1021000/1256.637=8.039N/mm2f=42.5 (多拉环)N/mm2满足要求4.5、钢梁固定点下楼板的负弯矩钢筋计算、钢梁固定点下楼板的负弯矩钢筋计算由于钢梁搁置在的楼板上普遍为双向板或单向板，这样计算过于复杂，所以可以简化为简支板带承受跨中集中荷载，且简支板带的跨度为2Lc。这样简化后能够提供安全储备，且便于计算。Mmax=(1/2)R2lc=1/210.1022.121=10.715kNm根据

29、混凝土结构设计规范，查相关表格得1=1.0，取b=1000mm,h0=板厚-15mm，计算式如下：s=Mmax/(1fcbh02)= 10.7151000000/(111.91000(100-15)2)=0.125=1-(1-2s)0.5=1-0.866=0.134s=1-/2=1-0.134/2=0.933As=Mmax/(sfcbh02)= 10.7151000000/(0.93311.91000(100-15)2)=0.134mm2因As=(0.134),c查混凝土结构设计规范（GB50010-2010）附录A得到配筋为三级钢4.6、悬挑钢梁前搁置点下混凝土强度的验算、悬挑钢梁前搁置点下混凝土强度的验算因悬挑钢梁搁置在楼板上，悬挑钢梁搁置的前端处承受最大的荷载即集中作用力，而此处的作用面积认为bb，符合实际情况：Fl=R1=39.291kN根 据 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 中 6.6 条 规 定 取 c=1.0 ， l=3 ，A1n=b2=882/1000=7.744 mm2Fl=39.291kN1.35clfcAln=1.3511.73211.97.744=215.48kN满足要求