恒智天成安全计算软件三角形钢管悬挑脚手架计算书汇总.doc

恒智天成安全计算软件三角形钢管悬挑脚手架计算书由于国家未对钢管悬挑脚手架作出相应规定，故本计算书参考施工技术2006.2期编制，仅供参考。一、恒智天成安全计算软件参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 12 m，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的横距为 1.05m，立杆的纵距为1.2m，大小横杆的步距为1.5 m；内排架距离墙长度为0.30m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 1 根；采用的钢管类型为 48 3.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.90；连墙件采用二步三跨，竖向间距 3 m，水平间距3.6 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处北京，基本风压0.45 kN/m2；地面粗糙度类别：A类(近海或湖岸区，风荷载体型系数s 为1.236；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m:0.1291；脚手板自重标准值(kN/m2:0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m:0.140；安全设施与安全网(kN/m2:0.050；脚手板铺设层数:4；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m:0.038；5.三角形钢管支撑参数支撑点A到点D的距离（m）:3.3；内排架至钢管桩的距离（m）：0.5；斜撑上布置构造水平撑杆数量: 1 根。二、恒智天成安全计算软件小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.2/2=0.210 kN/m ；活荷载标准值: Q=21.2/2=1.200 kN/m；荷载的计算值: q=1.20.038+1.20.210+1.41.200 = 1.978 kN/m； 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下: Mqmax = ql2/8最大弯矩 Mqmax =1.9781.052/8 = 0.273 kNm；最大应力计算值 = Mqmax/W =53.662 N/mm2；小横杆的最大弯曲应力 =53.662 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.210+1.200 = 1.448 kN/m ；Vqmax = 5ql4/384EI最大挠度 = 5.01.44810504/(3842.0610512.19104=0.913 mm；小横杆的最大挠度 0.913 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7.000 与10 mm，满足要求！三、恒智天成安全计算软件大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0381.05=0.040 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.051.2/2=0.221 kN；活荷载标准值: Q= 21.051.2/2=1.260 kN；荷载的设计值: P=(1.20.040+1.20.221+1.41.260/2=1.038 kN；大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。Mmax = 0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.21.2=0.004 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = 0.213Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2131.0381.2= 0.265 kNm；M = M1max + M2max = 0.004+0.265=0.270 kNm最大应力计算值 = 0.270106/5080=53.122 N/mm2；大横杆的最大应力计算值 = 53.122 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大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下:Vmax = 0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：max= 0.6770.03812004 /(1002.06105121900 = 0.021 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下:Vpmax = 1.615Pl3/100EI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.040+0.221+1.260）/2=0.760kN = 1.6150.76010312003/ ( 100 2.06105121900 = 0.845 mm；最大挠度和：= max + pmax = 0.021+0.845=0.867 mm；大横杆的最大挠度 0.867 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1200 / 150=8.000与10 mm，满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.90，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为7.20kN。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7.20 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.051/2=0.02 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.2=0.046 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.2/2=0.189 kN；活荷载标准值: Q = 21.051.2 /2 = 1.260 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.02+0.046+0.189+1.41.260=2.07 kN；R 7.20 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载计算:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值计算：(1每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1291kN/mNG1 = 0.1291+(1.051/20.038/1.5012.00 = 1.710kN；(2脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.4kN/m2NG2= 0.441.2(1.05+0.3/2 = 1.134 kN；(3栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/mNG3 = 0.1441.2/2 = 0.336 kN；(4吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.050 kN/m2NG4 = 0.0501.212 = 0.720 kN；经计算得到，静荷载标准值NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.900 kN；2.活荷载标准值计算：活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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 = 21.051.22/2 = 2.52 kN；3.风荷载标准值计算：Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001的规定采用：0 = 0.5 kN/m2；s - 风荷载体型系数：取值为1.236；z - 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：脚手架底部z= 2.73，脚手架顶部z= 1.54； 经计算得到，风荷载标准值为:脚手架底部Wk = 0.7 0.52.731.236 = 1.063 kN/m2；脚手架顶部Wk = 0.7 0.51.541.236 = 0.600 kN/m2； 六、立杆的稳定性计算:1.组合风荷载时,立杆的稳定性计算 = N/(A + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N =1.23.900+ 0.851.42.52= 7.679 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.50；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.599 m；长细比: L0/i = 164 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.262立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩 ：W = 5.08 cm3；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.41.0631.21.52/10 = 0.342 kNm；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 7679.376/(0.262489+341509.192/5080 = 127.166 N/mm2；立杆稳定性计算 = 127.166 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 2.不组合风荷载时,立杆的稳定性计算 = N/(A f立杆的轴心压力设计值 ：N =1.23.900+ 1.42.52= 8.209 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.50 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 2.599 m；长细比 Lo/i = 164 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.262立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩 ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 8208.576/(0.262489=64.070 N/mm2；立杆稳定性计算 = 64.070 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 七、连墙件的稳定性计算: 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 9.077 kN；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 14.077 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.136 kN；Nl = 14.077 Nf = 95.136,连墙件的设计计算满足要求！ 连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 14.077小于双扣件的抗滑力 14.400 kN，满足要求！ 八、三角形钢管悬挑支撑计算: 在竖向荷载作用下，计算简图如下1、上图所示竖向荷载P1、P2由脚手架立杆所传，作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下：（1）三角形钢管悬支撑的各杆件轴力：N = 1.2NG+1.4NQ= 1.23.900+1.42.520= 8.209 kN；NBD 8.209(0.502+3.3020.5/3.308.302 kN；NCD 8.209(0.50+1.052+3.3020.5/3.309.069 kN；NBC 8.209(0.00+1.05/ 3.303.856 kN；NAB 8.2090.00/3.30 +3.8565.099 kN；（2）三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力：RAH(拉力5.099 kN；RDH(压力5.099 kN；RDVP1+P216.417 kN。2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力，除由P1、P2产生的轴力NAB外，还有P1、P2产生的压屈剪力NV和风荷载引起的水平力NW。（1）由P1、P2产生的压屈剪力NV：Nv = Pi/(85Nv=Pi/(85=16.417/(850.163 = 1.188 kN；=(3300.0002+500.00020.5/(11.58010=211；式中 为立杆稳定系数，根据查表得 = 0.163 。 （2）风荷载引起的NW：计算风荷载qw = 1.4(0.7UzUsWoLaqw=1.4(0.7zsWoLa =1.4(0.72.7301.2360.4503.600 =5.357 kN/mLa-连墙件横向距离,取3.600 m；以连墙杆作为支点，在风荷载作用下，按四跨连续梁计算，边支座反力：R =0.393qwL=0.3935.3573.000= 6.316 kN；L-连墙件竖向距离,取 3.000 m；风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算：NW2R=12.632 kN。3、三角悬挑的杆件和节点设计（1）水平杆AB 轴拉力NABNAB+NV+NW= 5.099+1.188+12.632= 18.920 kN；钢管的拉应力： NAB /A= 18.920103/(4.89100 =38.690 N/mm2；AB杆的拉应力38.690N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求！ （2）BD杆NBD8.302 kN，BD的长度3.338 m,在BD杆中间设 1 根水平构造撑杆，则BD的计算长度l0计算如下：l0= 3.338103/21.1551927.501 mm；l0/i1927.501/（1.58010） 122；根据查表得 = 0.440 ；M=NBDe；其中依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：e53mm。M = 8.30210353 = 440019.931 N.mm ；根据钢结构规范规定m取1； NEX=2EA(1.12NEX=2EA(1.12 =22.0601054.89102/(1.11222 = 60730.678 N ；BD杆压弯稳定性按下式计算： = N/A + mM/W(1-N/NEX 8.302103/(0.4404.89102+1440019.931/(5.08103(1- 8.3021030.440 /60730.678 =130.745 N/mm2；BD杆的压应力1