脚手架计算公式.xls

1 普普通通钢钢管管脚脚手手架架计计算算 KF002 适用范围：普通钢管双排落地式脚手架 一、计算参数 搭设高度H42.65 m 立杆横距lb1200 mm外伸长度a300 mm 立杆纵距la1500 mm 步高h1800 mm 步数n24步 脚手架的钢管选用(483.5)其计算参数为： 截面模量W5080 mm3回转半径i15.8 mm 截面积A489 mm2截面惯性距I121900 mm4 钢材的弹性模量E206000 N/mm2 本计算书中的规范指的是建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 1302001 二、脚手架计算 （一）、大横杆的计算 把大横杆简化为连续三跨梁来计算简图如下 1、荷载计算 恒荷载计算 竹排片的规格为1.2m1.5m，自重标准值为56N/m2 竹排片自重56lb3=22.4 N/m 钢管自重38.4 N/m 小计：g=60.8 N/m 活荷载计算 结构脚手架施工均布活荷载P= 2000 N/m2 q=Plb3=800 N/m 2、强度验算 荷载作用下的弯矩M的计算 M=0.1（g1.2+q1.4）la2= 268.42Nm 大横杆强度的验算=M/W=52.84N/mm2f=205N/mm2 满足要求 其中:f为Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值见规范表5.1.6 3、挠度验算 w=0.677（g1.2+q1.4）la4/（100EI）= 1.63mmw 其中:w为受弯构件允许挠度值查规范表5.1.8 w=la/150=10mm 满足要求 荷载作用下的中间支座反力的计算 R=1.1（g1.2+q1.4）la=1968.38N RR q R1 R1 laalal 2 （二）、小横杆的计算 小横杆只考虑大横杆产生的集中力作用，计算简图如下： 1、强度验算 计算集中力R作用下的弯距M 集中力R到支座的距离c=lb/3=400mm M=Rc=787.4Nm 小横杆的验算=M/W=155.0N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2、挠度验算 w=Rc（3lb2-4c2）/（24EI）=4.81mmw 其中:w=lb/150=8mm 满足要求 验算小横杆和立杆间扣件的抗滑承载力 根据实际的受力情况可知R1=0.5R=984.192 N 则小横杆和立杆间的扣件受力是 R1+R= 2952.58NRc=8000N 满足要求 其中:Rc为扣件抗滑承载力设计值见规范表5.1.7 （三）立杆计算 1、荷载计算 恒荷载计算 大横杆自重38.4la4=230.4 N 小横杆自重38.4（lb+a）1=57.6 N 扣件自重156=90 N 竹筏片脚手板56lalb=100.8 N 栏杆及挡板自重140la=210 N 安全网自重20lah=54 N 小计：N1=742.8 N 活荷载计算 N2=Plalb=3600 N 活荷载的层数 n2 风荷载的计算 计算参数：风压高度变化系数uz1.13 脚手架风荷载体型系数us1.04 基本风压wo0.4 kN/m2 wk=0.7uzuswo=0.33kN/m2 2、立杆内力的计算 RR ccc R1R1 lb 3 立杆采用单立杆 立杆自重N3=38.4H=1637.76 N 有关参数的计算 计算长度lo=kuh=3.22m 其中：计算长度附加系数k1.155 单杆计算长度系数u查规范表5.3.3单杆计算长度系数u查规范表5.3.31.55 长细比=lo/i=204=210 查规范中的附表C可得=0.174 2.1 组合风荷载的作用 立杆底端的轴力N为 N=(nN1/2+N3)1.2+0.85(nN2/2)1.4=16809 N 风荷载作用下的立杆段弯距值 M=0.851.4wklah2/10=190.31Nm 立杆稳定性验算 N/（A）+M/W=235.02N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2.2 不组合风荷载的作用 立杆底端的轴力为 N=(nN1/2+N3)1.2+(nN2/2)1.4=17565.5 N 立杆稳定性验算 N/（A）=206.44N/mm2f=205N/mm2 满足要求 立杆从第n步开始往下采用双立杆n=15 立杆自重N3=38.4(H+(n-n)h)=2239N 有关参数的计算 计算长度lo=kuh=3.22m 其中：计算长度附加系数k1.155 单杆计算长度系数u查规范表5.3.3单杆计算长度系数u查规范表5.3.31.55 长细比=lo/i=204=210 查规范中的附表C可得=0.174 2.1 组合风荷载的作用 立杆底端的轴力N为 N=(nN1/2+N3)1.2+0.85(nN2/2)1.4=17531 N 风荷载作用下的立杆段弯距值 M=0.851.4wklah2/10=190.31Nm 立杆稳定性验算 N/（A2）+M/(W2)=121.75N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2.2 不组合风荷载的作用 立杆底端的轴力为 N=(nN1/2+N3)1.2+(nN2/2)1.4=18286.6 N 立杆稳定性验算 N/（A2）=107.46N/mm2f=205N/mm2 满足要求 4 （四）、连墙件的计算 本脚手架按两步三跨计算，连墙件采用圆钢 步数n12跨数n23 选用圆钢的直径为10mm 截面积A=r2=78.5 mm2 连墙件的轴向力设计值的计算 Nl=Nlw+No=12.46kN 其中：Nlw为风荷载产生的连墙件轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw=7.46kN 其中：Aw为每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积 Aw=bwhw=16.2 m2 bw=n2la=4500 mm hw=n1h=3600 mm No为连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 双排架的No5kN 连墙件的强度验算 =Nl/A=158.8N/mm2f=205N/mm2 满足要求 5 钢钢管管悬悬挑挑脚脚手手架架计计算算 KF002 适用范围：普通钢管双排脚手架，悬挑架采用普通钢管 一、计算参数 搭设高度H14.4 m 立杆横距lb1200 mm外伸长度a300 mm 立杆纵距la1800 mm 步高h1800 mm 步数n8步 脚手架的钢管选用(483.5)其计算参数为： 截面模量W5080 mm3回转半径i15.8 mm 截面积A489 mm2截面惯性距I121900 mm4 钢材的弹性模量E206000 N/mm2 本计算书中的规范指的是建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 1302001 二、脚手架计算 （一）、大横杆的计算 把大横杆简化为连续三跨梁来计算简图如下 1、荷载计算 恒荷载计算 竹排片的规格为1.2m1.5m，自重标准值为56N/m2 竹排片自重56lb3=22.4 N/m 钢管自重38.4 N/m 小计：g=60.8 N/m 活荷载计算 结构脚手架施工均布活荷载P= 2000 N/m2 q=Plb3=800 N/m 2、强度验算 荷载作用下的弯矩M的计算 M=0.1（g1.2+q1.4）la2= 386.52Nm 大横杆强度的验算=M/W=76.09N/mm2f=205N/mm2 满足要求 其中:f为Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值见规范表5.1.6 3、挠度验算 w=0.677（g1.2+q1.4）la4/（100EI）= 3.38mmw 其中:w为受弯构件允许挠度值查规范表5.1.8 w=la/150=12mm 满足要求 荷载作用下的中间支座反力的计算 R=1.1（g1.2+q1.4）la=2362.06N RR q R1 R1 laalal 6 （二）、小横杆的计算 小横杆只考虑大横杆产生的集中力作用，计算简图如下： 1、强度验算 计算集中力R作用下的弯距M 集中力R到支座的距离c=lb/3=400mm M=Rc=944.8Nm 小横杆的验算=M/W=186.0N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2、挠度验算 w=Rc（3lb2-4c2）/（24EI）=5.77mmw 其中:w=lb/150=8mm 满足要求 验算小横杆和立杆间扣件的抗滑承载力 根据实际的受力情况可知R1=0.5R=1181.03 N 则小横杆和立杆间的扣件受力是 R1+R= 3543.09NRc=8000N 满足要求 其中:Rc为扣件抗滑承载力设计值见规范表5.1.7 （三）立杆计算 1、荷载计算 恒荷载计算 大横杆自重38.4la4=276.48 N 小横杆自重38.4（lb+a）1=57.6 N 扣件自重156=90 N 竹筏片脚手板56lalb=120.96 N 栏杆及挡板自重140la=252 N 安全网自重20lah=64.8 N 小计：N1= 861.84 N 活荷载计算 N2=Plalb=4320 N 活荷载的层数 n2 风荷载的计算 计算参数：风压高度变化系数uz0.74 脚手架风荷载体型系数us1.04 基本风压wo0.4 kN/m2 wk=0.7uzuswo=0.22kN/m2 RR ccc R1R1 lb 7 立杆自重N3=38.4H=552.96 N 2、立杆内力的计算 有关参数的计算 计算长度lo=kuh=3.22m 其中：计算长度附加系数k1.155 单杆计算长度系数u查规范表5.3.3单杆计算长度系数u查规范表5.3.31.55 长细比=lo/i=204=210 查规范中的附表C可得=0.174 2.1 组合风荷载的作用 立杆底端的轴力N为 N=(nN1/2+N3)1.2+0.85(nN2/2)1.4=9941.2 N 风荷载作用下的立杆段弯距值 M=0.851.4wklah2/10=149.55Nm 立杆稳定性验算 N/（A）+M/W=146.28N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2.2 不组合风荷载的作用 立杆底端的轴力为 N=(nN1/2+N3)1.2+(nN2/2)1.4=10848.4 N 立杆稳定性验算 N/（A）=127.50N/mm2f=205N/mm2 满足要求 （四）、连墙件的计算 本脚手架按两步三跨计算，连墙件采用圆钢 步数n12跨数n23 选用圆钢的直径为10mm 截面积A=r2=78.5 mm2 连墙件的轴向力设计值的计算 Nl=Nlw+No=10.86kN 其中：Nlw为风荷载产生的连墙件轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw=5.86kN 其中：Aw为每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积 Aw=bwhw=19.44 m2 bw=n2la=5400 mm hw=n1h=3600 mm No为连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 双排架的No5kN 连墙件的强度验算 =Nl/A=138.4N/mm2f=205N/mm2 满足要求 （五）、悬挑架的计算 计算简图 NN 1 2 34 5 A B 1 3 5 2 NN a RaxRax RbxRbx RbyRby N12N12 N13 N13N14 N24 N34 N35 N35 N45 8 支撑架层高h4.5m角度=1.31019弧度 荷载取值： 脚手架传递给挑梁的设计值 N10848.4 N 1、求支座反力 MA=0Rbxh=NlbRbx=2893N压 MB=0Raxh+Nlb=0Rax=-2893 N拉 Fy=0Rby=2N=21697N 2、求各杆内力 2节点 Fy=0N24Sin-N=0N24=11227 N压 Fx=0N12-N24Cos=0N12=2893N拉 5节点 Fx=0N45Cos-Rbx=0N45=11227 N压 Fy=0N35+N45Sin-Rby=0N35=10848 N压 3节点 Fy=0N13=N35=10848N压 Fx=0N34=0N 1节点 Fy=0N-N13+N14Sin=0N14=0N Fx=0Rax+N12=0N12=2893N拉 3、压杆稳定性验算(按钢结构规范计算) 25杆斜杆长度l=h/Sin=4.657m 计算长度lo=1.0l/2=2.33m 长细比x=lo/i=147=250 查规范中的附表C可得x=0.320 斜杆稳定性验算 N/（xA）+mxMx/xW(1-0.8N/Nex)=229.729f=205N/mm2 其中：N为所计算构件范围内的轴心压力 x为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数 Mx为所计算构件范围内的最大弯矩 Mx=Ne=759387Nmm e为构件偏心矩，按回转扣件e=D+22=70mm Nex为欧拉临界力 NN 1 2 34 5 A B 1 3 5 2 NN a RaxRax RbxRbx RbyRby N12N12 N13 N13N14 N24 N34 N35 N35 N45 9 Nex=2EA/x2=45771N x为截面塑性发展系数1.15 W为弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面抵抗矩 mx为等效弯矩系数 弯矩作用平面内有侧移的框架柱以及悬臂构件1.0 不满足要求，斜杆应采用双斜杆 15杆计算长度lo=1.0h/2=2.25m 长细比x=lo/i=142=210 查规范中的附表C可得x=0.340 斜杆稳定性验算 N/（xA）+mxMx/xW(1-0.8N/Nex)=182.582f=205N/mm2 其中：N为所计算构件范围内的轴心压力 x为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数 Mx为所计算构件范围内的最大弯矩 Mx=Ne=564116Nmm e为构件偏心矩，按直角扣件e=D+4=52mm Nex为欧拉临界力 Nex=2EA/x2=49026N x为截面塑性发展系数1.15 W为弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面抵抗矩 mx为等效弯矩系数 弯矩作用平面内有侧移的框架柱以及悬臂构件1.0 满足要求 4、上部脚手架立杆与支承桁架水平杆间抗滑移计算 由于上部脚手架传至支承桁架外力N=10848N 大于直角扣件承载力设计值8kN，所以必须采用双扣件连接。 10 型型钢钢悬悬挑挑钢钢管管脚脚手手架架计计算算 KF002 适用范围：普通钢管双排脚手架，悬挑架采用型钢，螺栓连接 一、计算参数 搭设高度H14.4 m 立杆横距lb1200 mm外伸长度a300 mm 立杆纵距la1800 mm 步高h1800 mm 步数n8步 脚手架的钢管选用(483.5)其计算参数为： 截面模量W5080 mm3回转半径i15.8 mm 截面积A489 mm2截面惯性距I121900 mm4 钢材的弹性模量E206000 N/mm2 本计算书中的规范指的是建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 1302001 二、脚手架计算 （一）、大横杆的计算 把大横杆简化为连续三跨梁来计算简图如下 1、荷载计算 恒荷载计算 竹排片的规格为1.2m1.5m，自重标准值为56N/m2 竹排片自重56lb3=22.4 N/m 钢管自重38.4 N/m 小计：g=60.8 N/m 活荷载计算 结构脚手架施工均布活荷载P= 2000 N/m2 q=Plb3=800 N/m 2、强度验算 荷载作用下的弯矩M的计算 M=0.1（g1.2+q1.4）la2= 386.52Nm 大横杆强度的验算=M/W=76.09N/mm2f=205N/mm2 满足要求 其中:f为Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值见规范表5.1.6 3、挠度验算 w=0.677（g1.2+q1.4）la4/（100EI）= 3.38mmw 其中:w为受弯构件允许挠度值查规范表5.1.8 w=la/150=12mm 满足要求 荷载作用下的中间支座反力的计算 R=1.1（g1.2+q1.4）la=2362.06N RR q R1 R1 laalal 11 （二）、小横杆的计算 小横杆只考虑大横杆产生的集中力作用，计算简图如下： 1、强度验算 计算集中力R作用下的弯距M 集中力R到支座的距离c=lb/3=400mm M=Rc=944.8Nm 小横杆的验算=M/W=186.0N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2、挠度验算 w=Rc（3lb2-4c2）/（24EI）=5.77mmw 其中:w=lb/150=8mm 满足要求 验算小横杆和立杆间扣件的抗滑承载力 根据实际的受力情况可知R1=0.5R=1181.03 N 则小横杆和立杆间的扣件受力是 R1+R= 3543.09NRc=8000N 满足要求 其中:Rc为扣件抗滑承载力设计值见规范表5.1.7 （三）立杆计算 1、荷载计算 恒荷载计算 大横杆自重38.4la4=276.48 N 小横杆自重38.4（lb+a）1=57.6 N 扣件自重156=90 N 竹筏片脚手板56lalb=120.96 N 栏杆及挡板自重140la=252 N 安全网自重20lah=64.8 N 小计：N1= 861.84 N 活荷载计算 N2=Plalb=4320 N 活荷载的层数 n2 风荷载的计算 计算参数：风压高度变化系数uz0.74 脚手架风荷载体型系数us1.04 基本风压wo0.4 kN/m2 wk=0.7uzuswo=0.22kN/m2 RR ccc R1R1 lb 12 立杆自重N3=38.4H=552.96 N 2、立杆内力的计算 有关参数的计算 计算长度lo=kuh=3.22m 其中：计算长度附加系数k1.155 单杆计算长度系数u查规范表5.3.3单杆计算长度系数u查规范表5.3.31.55 长细比=lo/i=204=210 查规范中的附表C可得=0.174 2.1 组合风荷载的作用 立杆底端的轴力N为 N=(nN1/2+N3)1.2+0.85(nN2/2)1.4=9941.2 N 风荷载作用下的立杆段弯距值 M=0.851.4wklah2/10=149.55Nm 立杆稳定性验算 N/（A）+M/W=146.28N/mm2f=205N/mm2 满足要求 2.2 不组合风荷载的作用 立杆底端的轴力为 N=(nN1/2+N3)1.2+(nN2/2)1.4=10848.4 N 立杆稳定性验算 N/（A）=127.50N/mm2f=205N/mm2 满足要求 （四）、连墙件的计算 本脚手架按两步三跨计算，连墙件采用圆钢 步数n12跨数n23 选用圆钢的直径为10mm 截面积A=r2=78.5 mm2 连墙件的轴向力设计值的计算 Nl=Nlw+No=10.86kN 其中：Nlw为风荷载产生的连墙件轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw=5.86kN 其中：Aw为每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积 Aw=bwhw=19.44 m2 bw=n2la=5400 mm hw=n1h=3600 mm No为连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 双排架的No5kN 连墙件的强度验算 =Nl/A=138.4N/mm2f=205N/mm2 满足要求 （五）、悬挑钢梁的计算 计算简图 5050 200 5050140 60 300 5050 q a NN bl 13 钢梁选用：16号槽钢重量q172.4N/m 截面模量W108cm3截面惯性距I866cm4 荷载取值： 1、脚手架传递给挑梁的设计值 N10848.4 N 2、钢梁自重设计值 1.2q=206.88 N/m 内力计算： M=N(lb+2a)+q(lb+a)2/2=19760Nm 强度验算： =M/W=182.96N/mm2f=215N/mm2 其中:f为钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值 挠度验算： w=N(lb+a)3/(3EI)+Na2(3(lb+a)-a)/(6EI)+q(lb+a)4/(8EI)=7.3 mm ww 其中:w=2(lb+a)/250=12mm 支座反力： Mo=0M-0.25Rx=0Rx=79039 N Fo=02N+q(lb+a)-Ry=0Ry=22007 N 螺栓选用：2M24单个螺栓有效面积Ae352.5mm2 螺栓抗拉强度fl=flbAe2=119850 NRx 其中:flb为螺栓的抗拉强度设计值170N/mm2 螺栓抗剪强度fv=fvbAe2=91650 NRy 其中:fvb为螺栓的抗剪强度设计值130N/mm2 满足要求 5050 200 5050140 60 300 5050 q a NN bl 14 表表3.1.2 脚脚手手架架钢钢管管尺尺寸寸(mm) 截面尺寸最大长度 外径，d壁厚t横向水平杆其它杆 483.5 22006500 513 表表4.2.1-1 脚脚手手板板自自重重标标准准值值 类别标准值(kN/m2) 冲压钢脚手板0.3 竹串片脚手板0.35 木脚手板0.35 表表4.2.1-2 栏栏杆杆、挡挡脚脚板板自自重重标标准准值值 类别标准值(kN/m2) 栏杆、冲压钢脚手板挡板0.11 栏杆、竹串片脚手板挡板0.14 栏杆、木脚手板挡板0.14 表表4.2.2 施施工工均均布布活活荷荷载载标标准准值值 类别标准值(kN/m2) 装修脚手架2 结构脚手架3 表表4.2.4 脚脚手手架架的的风风荷荷载载体体型型系系数数us 背靠建筑物的状况全封闭墙敞开、框架和开洞墙 脚手架状况 全封闭、半封闭1.01.3 敞开ustw 为挡风系数=1.2An/Aw An为挡风面积 Aw为迎风面积 表表5.1.6 钢钢材材的的强强度度设设计计值值与与弹弹性性模模量量(N/mm2) Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f205 弹性模量E206000 表表5.1.7 扣扣件件、底底座座的的承承载载力力设设计计值值(kN) 项目承载力设计值 对接扣件(抗滑)3.20 直角扣件、旋转扣件(抗滑)8.00 底座(抗压)40.00 表表5.1.8 受受弯弯构构件件的的容容许许挠挠度度 构件类别容许挠度w 脚手板，纵向、横向水平杆l/150与10mm 悬挑受弯构件l/400 表表5.1.9 受受压压、受受拉拉构构件件的的的的容容许许长长细细比比 15 构件类别容许长细比 立杆 双排架210 单排架230 横向斜撑、剪刀撑中的压杆250 拉杆350 表表5.3.3 脚脚手手架架立立杆杆的的计计算算长长度度系系数数u 类别立杆横距(m) 连墙件布置 二步三跨三步三跨 双排架 1.051.501.70 1.301.551.75 1.551.601.80 单排架 1.501.802.00 表表B 钢钢管管截截面面特特性性 外径 ， d (mm) 壁厚 t(mm) 截面积 A(cm2) 惯性矩 I(cm4) 截面模 量W(cm3 ) 回转半 径 i(cm) 每米长 质量 (kg/m) 483.54.8912.195.081.583.84 513.04.5213.085.131.703.55 表表C 稳稳定定系系数数表表 0123456789 01.0000.9970.9950.9920.9890.9870.9840.9810.9790.976 100.9740.9710.9680.9660.9630.9600.9580.9550.9520.949 200.9470.9440.9410.9380.9360.9330.9300.9270.9240.921 300.9180.9150.9120.9090.9060.9030.8990.8960.8930.889 400.8860.8820.8790.8750.8720.8680.8640.8610.8580.855 500.8520.8490.8460.8430.8390.8360.8320.8290.8250.822 600.8180.8140.8100.8060.8020.7970.7930.7890.7840.779 700.7750.7700.7650.7600.7550.7500.7440.7390.7330.728 800.7220.7160.7100.7040.6980.6920.6860.6800.6730.667 900.6610.6540.6480.6410.6340.6260.6180.6110.6030.595 1000.5880.5800.5730.5660.5580.5510.5440.5370.5300.523 1100.5160.5090.5020.4960.4890.4830.4760.4700.4640.458 1200.4520.4460.4400.4340.4280.4230.4170.4120.4060.401 1300.3960.3910.3860.3810.