普通型钢悬挑脚手架有斜撑

1、普通型钢悬挑脚手架(有斜撑)计算书型钢悬: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 24 米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5 米，立杆的横距为 1.05 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 100 米；采用的钢管类型为 48 X 3.2横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载

2、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，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件连接；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000 ;脚手架用途：结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处上海省上海，查荷载规范基本风压为 0.550，风荷载高度变化系数低为1.140，风荷载体型系数客为0.550;计算中考虑风荷载作用；4.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):0.050 ;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.090 ;安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.0

3、05 ;脚手板铺设层数:8 层；脚手板类别：竹笆片脚手板；栏杆挡板类别：栏杆、竹夹板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用 14a 号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度 1.4 米，建筑物内锚固段 长度 1.6 米。与楼板连接的螺栓直径(mm):18.00;楼板混凝土标号：C30;6.拉绳与支杆参数支撑数量为：1 ;、大横杆的计算单位：mm悬挑脚手架侧面图支杆与与梁火角为（度）:55 ;最里面支点距离建筑物 1.2 m,支杆采用 10 号槽钢悬挑架正立面图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

4、。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:P1=0.035 kN/m ;脚手板的自重标准值:P2=0.05 X 1.05/(2+1)=0.018 kN/m ;活荷载标准值：Q=3 x 1.05/(2+1)=1.05 kN/m ;静荷载的设计值:q1=1.2 X 0.035+1.2 X 0.018=0.063 kN/m ;活荷载的设计值：q2=1.4 X 1.05=1.47 kN/m ;I I I l I i I I I口I I f I I -J*- - -Jt -4*- - - -图 1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最

5、大弯矩和跨中最大挠度)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:此住=00切01晚尸跨中最大弯距为 Mma0.08 X 0.063 X 1.5 2+0.10X1.47 X 1.52=0.342 kN.m ;三、小横杆的计算支座最大弯距计算公式如下:州哽。州哽。0,10 幻幻户户- -011 如尸如尸支座最大弯距为 M2ma= -0.10 X 0.063 X 1.52-0.117 X 1.47X1.52=-0.401 kN.m ;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：b =Max(0.342X106,0

6、.401 106)/4730=84.778 N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为。=84.778 N/mm2小丁 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：=0.677+ 0 990-100；10。成其中：静荷载标准值:q1=PI+P2=0.035+0.018=0.053kN/m ;活荷载标准值：q2= Q =1.05 kN/m ;最大挠度计算值为：V= 0.677 X 0.053 X 15004/(100X2.06X105X 113600)+0.990X1.05X15004/(100X2.06 X 105X

7、 113600) = 2.326 mm ;大横杆的最大挠度 2.326 mm 小丁 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm 与 10 mm 满足要求!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：pi= 0.035 X 1.5 = 0.053 kN ;脚手板的自重标准值： B=0.05 X 1.05 X 1.5/(2+1)=0.026 kN ;活荷载标准值：Q=3 1.05 X 1.5/(2+

8、1) =1.575 kN ;集中荷载的设计值：P=1.2 X (0.053+0.026)+1.4 X 1.575 = 2.3 kN ;PPL/3L/3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:Mmax= 1.2 X 0.035 X 1.052/8 = 0.006 kN.m ;集中荷载最大弯矩计算公式如下Pwxx. Mmax= 2.3 x 1.05/3 = 0.805 kN.m ;最大弯矩 M= MUax+ Mpmax= 0.811 kN.m ;最大应力计算值 b = M / W = 0.811X610730

9、=171.444 N/mm2;小横杆的最大弯曲应力b =171.444 N/mm2小丁 小横杆的抗压强度设计值 205N/mrh,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：-皿* 384；VUx=5 X 0.035 X 10504/(384X2.06X105X 113600) = 0.024 mm ;大横杆传递荷载 P = p1+ p2+ Q = 0.053+0.026+1.575 = 1.654 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:=P3 9)g=12EI一VPmax

10、= 1654.35X1050X(3X10502-4X10502/9 )/(72X2.06X105X113600) = 2.905 mm ;最大挠度和 V = Vqmax+ Vpmax= 0.024+2.905 = 2.929 mm小横杆的最大挠度为 2.929 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7 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 0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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

11、Rc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：P1= 0.035 X 1.5 X 2/2=0.053 kN ;小横杆的自重标准值：P2= 0.035 X 1.05/2=0.019 kN ;脚手板的自重标准值：P3= 0.05 X 1.05 X 1.5/2=0.039 kN ;活荷载标准值:Q = 3 X 1.05 X 1.5 /2 = 2.362 kN :荷载的设计值：R=1.2 X (0.053+0.019+0.039)+1.4 X 2.362=3.441 kN ;R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计

12、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 0.1248NG1= 0.1248+(1.50 X 2/2) X 0.035/1.80 X 24.00 = 3.703 ;(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板，标准值为 0.05NG2=0.05X8 X 1.5X(1.05+0.3)/2 = 0.405 kN ;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹夹板挡板，标准值为 0.09NG3= 0.09X8X 1.5/2 = 0.54 kN ;吊挂的安全设施

13、荷载，包括安全网(kN/m2); 0.005NG4= 0.005X1.5X24 = 0.18 kN ;经计算得到，静荷载标准值NG=NGI+N32+N3+N34= 4.828 kN ;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总 和的 1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ= 3 X 1.05 X 1.5 X 2/2 = 4.725 kN风荷载标准值按照以下公式计算Wk= O 7E7X口 炎其中 Wo-基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规 定采用：W o = 0.55 kN/m2;Uz-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范

14、(GB50009-2001)的规 定采用：Uz= 1.14 ;Us-风荷载体型系数：取值为 0.55;经计算得到，风荷载标准值2W k = 0.7 X 0.55 X 1.14 X 0.55 = 0.241 kN/m2;不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2NG+1.4NQ=1.2 X 4.828+ 1.4 X 4.725= 12.409 kN ;考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 NG+0.85X1.4NQ= 1.2 X 4.828+ 0.85X1.4 X 4.725= 11.417 kN ;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为Mw= 0.85 X 1.4Wk

15、Lah2/10 =0.850X1.4 X 0.241 X 1.5 X1.82/10 = 0.14 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 = 12.409 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 细比时，取块 1.0 ;计算长度系数参照扣件式规范表 5.3.3 得：= 1.5 ;长细比 Lo/i = 196轴心受压立杆的稳定系数4由长细比1 立杆净截面面积：A = 4.5 cm2; 3cm ；钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2;一

16、 _ _ _， _ .2b = 12409/(0.188X 450)=146.677 N/n2m立杆稳定性计算 。=146.677 N/mm2小丁 立杆的抗压强度设计值f = 205N/mrh,满足要求！考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式洲W J立杆的轴心压力设计值：N = 11.417 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;计算长度系数参照扣件式规范表 5.3.3 得：= 1.5 ;当验算杆件长计算长度，由公式 l= kxMx碗定10= 3.118 m ;o/i 的计算结果查表得到立杆净截面模量(抵抗矩

17、)：W = 4.73计算长度，由公式 1。= kuh 确定：10= 3.118 m ;长细比：L0/i = 196;轴心受压立杆的稳定系数 4 出长细比 l 炳 的结果查表得到：4 = 0.188立杆净截面面积：A = 4.5 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 4.73 cm3;钢管立杆抗压强度设计值：f =205 N/mm2;2b = 11416.59/(0.188 450)+139608.384/4730 = 164.463 N/mm2;立杆稳定性计算b = 164.463 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值f = 205N/mr2i,满足要求！七、连墙件的计算连墙件的轴向力设

18、计值应按照下式计算：Ni= Niw+ N风荷载标准值W= 0.241 kN/m2;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;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),ND=5.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算：Nw= 1.4 X WX Aw= 3.65 kN ;连墙件的轴向力设计值 Ni= Nw+ N0= 8.65 kN ;连墙件承载力设计值按下式计算:其中 4 -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 4 =0.949, l 为内排架距离墙 的长度；乂： A =

19、4.5 cm2;f=205 N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 Nf= 0.949 X 4.5 X 10-4X 205X 103= 87.545 kN ;N = 8.65 58 X 235 /( 1200 140 X235) = 1.87由丁树大丁 0.6，查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表 B,得到 姻值为 0.919。经过计算得到最大应力 b = 1.865 X60( 0.919 80500 )= 25.203 N/mm2;水平钢梁的稳定性计算b = 25.203 小丁 f = 215 N/mm2,满足要求!十、支杆的受力计算水平钢梁的轴力 FA麻日支杆的轴力 Ri 按照下

20、面计算RAHCOSOj其中RiCOSai为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。各支点的支撑力 R0i=R）iSinai按照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为：RDI=19.2kN。十一、支杆的强度计算：钢丝拉绳（支杆）的内力计算：斜压支杆的轴力 R 我们均取最大值进行计算，为R=19.2kN下面压杆以 10 号槽钢计算，斜压杆的容许压力按照下式计算:其中 N -受压斜杆的轴心压力设计值，N = 19.2kN ;4-轴心受压斜杆的稳定系数，由长细比 l/i 查表得到 4 = 0.53;i -计算受压斜杆的截面回转半径，i =3.95cm ；l -受最大压力斜杆计算长度，l = 4.272m ;A

21、 -受压斜杆净截面面积，A =12.74cm2;b -受压斜杆受压应力计算值，经计算得到结果是28.434 N/mm2;f-受压斜杆抗压强度设计值，f = 215N/mm2;受压斜杆的稳定性计算 b 国满足要求！斜撑支杆的焊缝计算：斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下7=77-/ /渤渤其中 N 为斜撑支杆的轴向力，N=19.2kN;lw为斜撑支杆件的周长，取 381.4mmt为斜撑支杆焊缝的厚度，t=5.3mm；ft或 fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185N/mrh经过计算得到焊缝最大应力 =19199.528/(381.4 X 5.3) = 9.498N/m

22、m2。对接焊缝的最大应力 9.498 N/mm2小丁 185 N/mm2，满足要求！十二、锚固段与楼板连接的计算：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=0.293 kN ;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，按照混凝土结构设计规范10.9.8 条f=250N/mm；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=293.463 X 4/(3.142 X 50X2)1/2 =1.933 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30cni 上搭接长度2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺

23、栓粘结力锚固强度计算如下:锚固深度计算公式：成】其中 N -锚固力，即作用丁楼板螺栓的轴向拉力，N = 0.293kN ;d -楼板螺栓的直径，d = 18mm；fb-楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取 1.43N/mn2;f-钢材强度设计值，取 215N/mrhh -楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h 要大丁293.463/(3.142X 18X 1.43)=3.629mm。螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4 X 3.14 X 182X 215X 10-3=54.68kN螺栓的轴向拉力 N=0.293kN 小丁螺栓所能承受的最大拉力 F=54.683kN,满足要 求！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：M 或手)兀其中 N -锚固力，即作用丁楼板螺栓的轴向压力，N = 9.007kN ;d -楼板螺栓的直径，d = 18mm；b -楼板内的螺栓锚板边长，b=5X d=90mmfcc-混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取