型钢悬挑脚手架计算加固解析

1、悬挑式扣件钢管脚手架计算书钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)。 上海市悬挑式脚手架安全技术规程DG/TJ08-2002-2006计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为16. 8米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，步距1.80米。采用的钢管类型为048X3,连墙件采用2步2跨，竖向间距3米，水平间距3. 6米。施工均布荷载为3. 0kN/m:，同时施匸2层，脚手板采用竹笆片，荷载为0. 15kN/mS按铺设6层计算。栏杆采用竹笆片，荷载为0. 15kN/mS安全网荷载取0. 0050kN/mS脚手板下大横杆在小

2、横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。悬挑水平钢梁采用16号I：字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度 1.50 米。悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结。最外面支点距离建筑物1. 35m,支杆采用12. 6号槽钢。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而。按照人横杆上而的脚手板和活荷载作为均布荷戦计算大横杆的最大弯矩和变形。1. 均布荷载值计算人横杆的自重标准值Pi=0. 033kN/m脚手板的荷载标准值 P:=0. 150X1. 050/3=0. 052kN/ml活荷载标准值 Q=3. 000X1. 050/3=1. 050kN/m静荷载的

3、计算值 qi=l. 2X0. 033+1.2X0. 052=0. 102kN/m活荷载的计算值 q:=l. 4X1. 050=1. 470kN/m的20 E J I J I人横杆计算荷载组合简图(跨中最人弯矩和跨中最人挠度)坍2pnnjiiWiim山丄|丄口丄山t一t人横杆计算荷载组合简图(支座最人弯矩)2. 抗弯强度计算最人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：M圖= 0.0帥$十0 10幻厂跨中最大弯矩为Mi=(O. 08X0. 102+0. 10X1. 470) X 1. 500-0. 35kN. m支座最人弯矩计算公式如下：购咽=-0.10/2-0.117

4、/2支座最大弯矩为M:=-(0. 10X0. 102+0. 117X1. 470) XI. 500:=-0. 41kN. m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最人值进行强度验算：7=0. 41X 10叮4491. 0=91. 294N/mm:人横杆的计算强度小于205. ON/nunS满足要求！3. 挠度计算最人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：% = 0.6 力虽一 +0.990 鱼一 1002100 因静荷载标准值qi=0 033+0. 052=0. 085kN/m活荷载标准值q2=l 050kN/m三跨连续梁均布荷載作用下的最大挠度V=(0. 677X0. 085+0.

5、990X1. 050) X 1500. 04/( 100X2. 06X105X107780. 0)=2. 501mm人横杆的最人挠度小于1500. 0/150与10mm,满足要求！二、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，人横杆在小横杆的上而。用大横杆支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人弯矩和变形。1. 荷载值计算人横杆的自重标准值Pi=O. 033 XI. 500=0. 05kN脚手板的荷载标准值活荷救标准值P:=0. 150X1.050X1. 500/3=0. 079kNQ=3. 000 X 1. 050X1. 500/3=1. 575kNP=l. 2X0.

6、05+1.2X0. 079+1. 4X1. 575=2. 36kN小横杆计算简图荷载的计算值2. 抗弯强度计算最人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 均布荷載最人弯矩计算公式如下:集中荷載最人弯矩计算公式如下：Mz =辛M= (1.2X0. 033) X1. 05078-2. 36X1. 050/3=0. 8315kN.mO二0. 831 X 1074491. 0=185. 037N/mm-小横杆的计算强度小于205. ON/mrn满足要求！3. 挠度计算最人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載最人挠度计算公式如下:矽438457集中荷

7、载最人挠度计算公式如下:_ 刃(3” -4八/9) 曲=7252小横杆自重均布荷载引起的最大挠度Vi=5. 0X0. 033X 1050. 00“/(384 X2. 060X105X 107780. 000) =0. 021mm集中荷载标准值P二0 05+0. 079+1. 575=1. 704kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1704. 00X1050. 0X(3X 1050. 04X1050. 079)/(72X2. 06X 105X107780. 0)=3. 153mm最大挠度和V=Vi+V2=3. 177mm小横杆的最人挠度小于1050. 0/150与10mm,满足要求！

8、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 W Ru其中Rc 扣件抗滑承载力设计值，取8. OkN：R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值：1. 荷载值计算横杆的自重标准值Pi=0. 033X1. 050=0. 035kN脚手板的荷载标准值 P:=0. 150X1. 050X1. 500/2=0. llSkN活荷栽标准值 Q=3. 000X1. 050X1. 500/2=2. 363kN荷载的计算值 R=1.2X0. 035+1.2X0. 118+1.4X2. 363=3. 491kX单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！当直

9、角扣件的拧紧力矩达4065N.m时,试验农明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗 滑承栽力可取& OkN；双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗潸承载力可取12. OkN：四、脚手架荷载标准值作用于脚手架的荷载包括静荷栽、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/m):本例为0. 1248Ngi = 0. 125X16. 800=2. lkX(2)脚手板的自重标准值(kN/if)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15Ng2 = 0. 150X6X 1. 500X (1. 050-0. 300)/2=0. 911kN(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值(k

10、N/m):本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0. 15NG3 = 0. 150X1.500X6/2=0. 675kN(4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m;): 0. 005NG4 = 0. 005X1.500X16. 800=0. 126kN经计算得到，静荷载标准值Ng = gi+Ng2+g3+Ngi = 3. 812kNo酒荷栽为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按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 = 3. 000 X 2 X1. 500 X 1. 050/2=4. 725kN风荷载标准值应按照以下公式计算Wk二Uz. Us. Eo其中

11、Wo 基本风压(kN/mO ,按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)附录农D4的规定采用：Wo = 0. 550U= 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)附录表721的规定采用:Uz = 1.420U5风荷栽体型系数：Us = 0. 868经计算得到，风荷载标准值肌=0. 550X1. 420X0. 868 = 0. 678kN/m-o考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N& + 0.9X1. 4Nq经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=l 2X3. 812+0.9X1.4X4. 725=10. 528kN不考虑风荷载时，立杆的轴

12、向压力设计值计算公式N = 1. 2Ng +1.4Nq经过计算得到，底部立杆的最人轴向压力N=l. 2X3. 812+1. 4X4. 725=11. 189kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩血计算公式Mw = 0.9X1. 4肌：Lh/10其中Wk _风荷载基本风压标准值(kN/m2):la立杆的纵距(m)：h立杆的步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩血=0. 9X 1. 4X0. 678X1. 5X 1. 8X 1. 8/10=0. 415 kN.ro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，X=ll. 189kN；i 计算立杆的截而回转半径，i

13、=l. 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=l. 500；lo 计算长度（m）,由公式lo = kuh确定，10=l155Xl500Xl800=3 118m： A 立杆净截面面积，A=4. 24cm-：w 立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.49cm3；A 由长细比，为3118/16=195：0轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i的结果查衣得到0. 193：心 钢管立杆受压强度计算值（N/mnf）：经计算得到=11189/（0. 19 X424）=138. 89N/mm:；f钢管立杆抗压强度设计值，f1=205. OON/W；不考虑风荷救

14、时立科 E性计算I I f,满足要求！2. 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，X=10. 528kN；i 计算立杆的截而回转半径，i=l. 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=l. 500：lo 计算长度（m）,由公式 lo = kuh 确定,10=1.155X 1. 500X1. 800=3. 118m： A 立杆净截面面积，A=4. 24cm2：W 立杆净截而模量（抵抗矩），W=4.49cm，；2由长细比,为3118/16=195：0轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i的结果查衣得到0. 193： 钢管立杆

15、受压强度计算值（N/mmO：经计算得到=10528/（0. 19 X424）=130. 685N/mm:；f钢管立杆抗压强度设计值，f1=205. 00N/W；时立申 7定性计算Or Nl.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,双扣件的抗滑移力为16. OkN。 经过计算得到N1 = 15. 852kN小于扣件的抗滑力16. OkN,满足要求！七、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。本工程中，脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙 体=1350mm,

16、水平支撑梁的藏而惯性矩I =1130cm,截面抵抗矩W =141cm截面积A = 2& lcnro受脚手架集中荷戦N=ll. 189kN水平钢梁自重荷载 q=1.2X26. 1X0. 001X7. 85X 10=0. 25kN/m悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式应十皿2十十可十孚(1十B) 应厂-皿今十孚(1-0) 支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式% 警糾労勢(Z)囁普日W)+ 7 （2 + 3&）（血 _ 冷1） + - （2 + 盹）（血 _ %） 6 Hlq2J2其中 k=m/l, ki=mi/l, k2=m2/lo本方案算例中，m =1. 5 m, 1=1. 5 m,血二0 3

17、m, m2=l. 35 m； 支座反力RA=35. 06kN支座反力RB=-12. 301kN最大弯矩 MA=18. 743kN m最大应力 a =18743100 /（ 1.05 X 141000 ）= 126. 6N/mm:水平支撩梁的抗弯计算强度小于215 0N/mm满足耍求!八、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16号匚字钢，计算公式如下/其中 讥 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查衣钢结构设计规范（GB50017-2003）附录B得到:0b=2 00由于0b人于0.6,按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值b = =0.929经过计算得到强度-cr=18. 743X

18、10V(0. 929X141000. 00)=143. lN/mnr：水平钢梁的稳定性计算O f,满足要求！九、锚固段与楼板连接的汁算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=12. 301kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规 范1098f = 50N./mm:：所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小恵径D=12301X4/(3. 1416X50X2)1水平钢梁与楼板压点的拉环定耍压在楼板下层钢筋下而，并要保证两侧30cm以上搭接 长度。悬挑脚手架阳角型钢计算书阳角型钢

19、计算水平阳角型钢采用焊接建筑物埋件连接，汁算条件为一端固支的连续梁。本工程中，脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,计算取其1. 414倍为集中 力作用点。型钢采用16号工字钢，型钢截而惯性矩I = 1130cm,截面抵抗矩W =141. 00cm5,截面积A =26.13cm%20.5885.761阳角型钢支撑梁弯矩图（）0.5265.394阳角型钢支撑梁变形图(mm)型钢支点的的支撑力为V53. 727kN;型钢固接处的支撑力为&二-11. 668kN;型钢最大弯矩Mmax=20. 588kN. m;图中距离 MP 二(1. 350X 1. 350+0. 800X0. 8

20、00+1. 350X0. 800X 1. 414+0. 200X3. 200)1=3.772m图中角度 MPQ=arcsin(3. 200/3. 772)=1. 013图中角度 OPQ=arctan(O. 202 / 1.350)=0. 149每根支杆的圧力 T二53. 727/2/sin(l. 013)=31. 667kN水平型钢的轴向力 N二2X31. 667Xcos(l. 013) Xcos(0. 149) =33. 165kN型钢最大应力计算值0=M/1. 05W+N/A二20. 588X107(1. 05X108300)+33. 165X1072195=196. 156N/mm:型钢

21、的最大应力计算值= 196. 156N/mm:小于型钢的抗弯强度设计值215. 000N/mm2,满足要求！2、型钢整体稳定性计算水平型钢采用16号工字钢，计算公式如下：CF =其中叽一均匀弯曲的受弯构件整体稳立系数，査表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到：W 93由于叽大于0. 6,査钢结构设计规范(GB50017-2003),得到巾；=1.07-0. 282/l)b=1.07-0. 282/1. 93=0. 924o经过计算得到最大应力。=5. 401X106 /( 0.924X141X100= 41. 464 N/W型钢的最大应力计算值O = 41. 464N/mm:小于f = 215 N/mm3，满足要求!3、支杆的强度计算下而压杆以12. 6号槽钢讣算，斜压杆的容许压力按照下式计算：-=力其中N 受压斜杆的轴心压