悬挑式扣件钢管脚手架计算书

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)。计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。 双排脚手架，搭设高度 21.0 米，立杆采用单立管。立杆的纵距 1.50 米，立杆的横距 0.90 米，内排架距离结构 0.35 米，立杆的步距 2.00 米。 采用的钢管类型为© 48X 3.0 ,连墙件采用 2步 3跨，竖向间距 4.00 米，水平间距 4.50 米。施工活荷载为2.0kN/m2，同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片，荷载为0.10kN/m2，按照铺设10层计算。栏杆采用冲压钢板，荷载

2、为 0.16kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m2。 脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加一根大横杆。2基本风压0.50kN/m，高度变化系数0.9000，体型系数0.6000。卸荷钢丝绳采取 1 段卸荷，吊点卸荷水平距离 1 倍立杆间距。卸荷钢丝绳的换算系数为 0.85 ，安全系数 K=6 . 0 ，上吊点与下吊点距离 3.0m。 悬挑水平钢梁采用 10 号工字钢，建筑物外悬挑段长度 1.30 米，建筑物内锚固段长度 1.50 米 悬挑水平钢梁上面的联梁采用 16 号工字钢，相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置 2 根立杆。 悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.

3、20 m。拉杆采用钢丝绳。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面。按照大横杆上面的脚手板和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P 1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P 2=0.100X 0.900/2=0.045kN/m活荷载标准值Q=2.000X 0.900/2=0.900kN/ m静荷载的计算值q 1=1.2X 0.038+1.2 X 0.045=0.100kN/m活荷载的计算值q 2=1.4X 0.900=1.260kN/m大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）大横杆计算荷载组合简图2. 抗弯强度计

4、算最大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：= 0 08+0.10/跨中最大弯矩为2M i=(0.08 X 0.100+0.10 X 1.260) X 1.500 2=0.302kN.m支座最大弯矩计算公式如下：胚论=-0.10/-0417/'支座最大弯矩为2M 2=-（0.10 X 0.100+0.117 X 1.260） X 1.500 2=-0.354kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：（T =0.354 X 10 /4491.0=78.872N/mm大横杆的计算强度小于205.0N/mni,满足要求！3. 挠度计算最大挠度考虑为

5、三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下：V = 0.677 - + 0.990100£7100£Z静荷载标准值 q i=0.038+0.045=0.083kN/m活荷载标准值q 2=0.900kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度45V=(0.677 X 0.083+0.990 X 0.900) X 1500.0 4/(100 X 2.06 X 105x 107780.0)=2.160mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm满足要求！、小横杆的计算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，在最不利荷载布

6、置下计算小横杆的最大弯矩和变形1. 荷载值计算H2大横杆的自重标准值P 1=0.038 X 1.500=0.058kN脚手板的荷载标准值P 2=0.100 X 0.900 X 1.500/2=0.068kN活荷载标准值Q=2.000X 0.900 X 1.500/2=1.350kN何载的计算值P=1.2X 0.058+1.2 X 0.068+1.4 X 1.350=2.040kNP小横杆计算简图2. 抗弯强度计算最大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 均布荷载最大弯矩计算公式如下：集中荷载最大弯矩计算公式如下：詁=Pi2M=(1.2X 0.038) X 0.900 /

7、8+2.040 X 0.900/4=0.464kN.m(T =0.464 X 10 /4491.0=103.249N/mm小横杆的计算强度小于205.0N/mm,满足要求!3. 挠度计算最大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载最大挠度计算公式如下：集中荷载最大挠度计算公式如下小横杆自重均布荷载引起的最大挠度45V 1=5.0 X 0.038 X 900.00 4/(384 X 2.060 X 105x 107780.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.058+0.068+1.350=1.475kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度5V 2=1475.

8、100 X 900.0 X 900.0 X 900.0/(48 X 2.06 X 10 5 X 107780.0)=1.009mm最大挠度和V=V 1+V>=1.024mm小横杆的最大挠度小于 900.0/150与10mm满足要求!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 < Rc其中Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值P 1=0.038 X 0.900=0.035kN脚手板的荷载标准值 P 2=0.100 X 0.900 X 1.500/2=0.068

9、kN活荷载标准值Q=2.000X 0.900 X 1. 500/2=1.350kN荷载的计算值R=1.2X 0.035+1.2 X 0.068+1.4 X 1.350=2.012kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN ；双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN ；四、脚手架荷载标准值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/m);本例为0.1011N G1 = 0.101 X 21.000=2

10、.124kN 脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.10N G2 = 0.100 X 10X 1.500 X (0.900+0.350)/2=0.937kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.16N G3 = 0.160 X 1.500 X 10/2=1.200kN 吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2) ; 0.010N G4 = 0.010 X 1.500 X 21.000=0.315kN经计算得到，静荷载标准值 Ng = N g什N32+N33+N34 = 4.576kN。活荷载为施工荷载标准值产生的

11、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 = 2.000 X 2X 1.500 X 0.900/2=2.700kN风荷载标准值应按照以下公式计算2其中 W0基本风压(kN/m )，W = 0.500U z 风荷载高度变化系数，UZ = 0.900U s 风荷载体型系数：US = 0.600经计算得到，风荷载标准值W = 0.500 X 0.900 X 0.600 = 0.270kN/m考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N g + 0.9 X 1.4Nq考虑到分段卸荷作用，经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=(1.2X 4.

12、576+0.9 X 1.4X 2.700)/2 X 1.50=6.670kN不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N G + 1.4N Q考虑到分段卸荷作用，经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=(1.2X 4.576+1.4 X 2.700)/2 X 1.50=6.953kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw 计算公式M W = 0.9 X 1.4Wkl ah2/102其中 Wk 风荷载标准值 (kN/m2) ；l a 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：M w=0.9X 1.4X 0.270X 1.500X 2.000X

13、2.000/10=0.204kN.m五、立杆的稳定性计算0. 卸荷计算 规范外内容，供参考 卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内增加 1 吊点；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以吊点分段计 计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。计算公式:N为吊点水平距离內脚手架全高的鉴向荷载 用左卸荷段数疋加5不均匀系敢经过计算得到a i =arctg3.00/(0.90+0.35)=1.176a 2=arctg3.00/0.35=1.455最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为 6.670kN和6.670kN。最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为6.953kN和6.953kN。考虑荷载

14、组合，各吊点位置处内力计算为(kN)T1=7.53 T2=7.00 F1=2.90 F2=0.81其中T钢丝绳拉力，F钢丝绳水平分力。所有卸荷钢丝绳的最大拉力为 7.533kN。选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于 6.000 X 7.533/0.850=53.173kN 。选择6X 19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度 1400MPa直径14.0mm满足要求！吊环强度计算公式为a = T / A < f其中f 吊环钢筋抗拉强度，混凝土结构设计规范2010中9.7.6规定f = 65N/mmA 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算。经过计算得到，选择吊环的直径要至少 (15065.660 X4/

15、3.1416/65/2)1/2=12mm1. 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，N=6.953kN;i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm ;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=1.500;I 0 计算长度(m),由公式 I 0 = kuh 确定，I 0=1.155 X 1.500 X 2.000=3.465m；2A立杆净截面面积，A=4.239cm；W立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;入 由长细比，为3465/16=217;© 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l 0/i的结果查表得到0.155

16、 ;(T钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm 2;经计算得：(T =6953/(0.16 X 424)=106.056N/mm2;不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算(7 < 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，N=6.670kN;i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm ;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=1.500;l 0 计算长度(m),由公式 I 0 = kuh 确定，l°=1.155X 1.500 X 2.000=3.465m ;

17、A立杆净截面面积，A=4.239cnf ;W立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3 ;入 由长细比，为3465/16=217 ;© 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l 0/i的结果查表得到0.155;MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩， MW=0.204kN.m； (T钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);2f 钢管立杆抗压强度设计值， f=205.00N/mm 2； 经计算得到2(T =6670/(0.16 X 424)+204000/4491=147.183N/mm ;考虑风荷载时，立杆的稳定性计算(7 < f,满足要求！六、连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应

18、按照下式计算：N l = N lw + N o其中 N lw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 (kN) ，应按照下式计算：Nlw = 1.4 X wk X Aw2w k 风荷载标准值， wk = 0.270kN/m 2；A w 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 :2Aw = 4.00 X 4.50 = 18.000m 2；N o 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 (kN) ； No = 3.000经计算得到 Nlw = 6.804kN ，连墙件轴向力计算值 Nl = 9.804kN 根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值 Nf1 = 0.85Acf 根据连墙件杆件稳定性要求，轴

19、向力设计值Nf2 = 0.85 © Af连墙件轴向力设计值Nf = 0.85 © Af其中 © 轴心受压立杆的稳定系数 , 由长细比 l/i=35.00/1.60 的结果查表得到 © =0.94；2 2 2 净截面面积 Ac = 4.24cm 2；毛截面面积 A = 18.10cm 2； f = 205.00N/mm 2。经过计算得到 Nf1 = 73.865kNNf1 >Nl ，连墙件的设计计算满足强度设计要求 ！经过计算得到 Nf2 = 297.693kNNf2 >Nl ，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求焊缝连接预埋钢筋连墙件拉结楼板焊

20、接钢管示意图扣件七、联梁的计算按照集中荷载作用下的简支梁计算集中荷载P传递力，P=6.95kN计算简图如下其中 n=3.00/1.50=2经过简支梁的计算得到支座反力（考虑到支撑的自重）Ra = R b=（2- 1）/2 X 6.95+6.95+3.00 X 0.20/2=10.73kN通过传递到支座的最大力为（考虑到支撑的自重）2 X 3.48+6.95+3.00 X 0.20=14.51kN最大弯矩（考虑到支撑的自重）Mma尸2/8 X6.95 X 3.00+0.20 X 3.00 X 3.00/8=5.44kN.m抗弯计算强度 f=5.44 X 106/141000.0=38.59N/m

21、m2水平支撑梁的抗弯计算强度小于 215.0N/mm,满足要求！八、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900mm内侧脚手架距离墙体350mm 支拉斜杆的支点距离墙体=1200mm,432水平支撑梁的截面惯性矩I = 245.00cm ，截面抵抗矩 W = 49.00cm，截面积A = 14.30cm受脚手架作用的联梁传递集中力 N=14.51kN悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到3.890.000.011445223.770.930.7210.74 10.78悬挑脚手架支撑梁剪力

22、图（kN）悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为R =18.411kN,R2=11.708kN,R3=-0.723kN最大弯矩 Mmax=2.530kN.m抗弯计算强f=M/1.05W+N/A=2.530X 10 /(1.05 X 49000.0)+7.364 X 1000/1430.0=54.321N/mm水平支撑梁的抗弯计算强度小于 215.0N/mm,满足要求！九、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用10号工字钢，计算公式如下其中 © b均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2011)附

23、录得到:© b=2.00由于 © b大于0.6 ,按照钢结构设计规范(GB50017-2011)附录B其值© b =1.07-0.282/ © b=0.929经过计算得到强度(T =2.53 X 106/(0.929 X 49000.00)=55.58N/mm2;水平钢梁的稳定性计算(7 < f,满足要求！十、拉杆的受力计算水平钢梁的轴力Rah和拉钢绳的轴力Rji按照下面计算g 血cos屍其中Rjicos 9 i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 Rci=RjiSin 9 i按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为R U1=19.

24、829kN十一、拉杆的强度计算拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为 Rj=19.829kN拉绳的强度计算：如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：其中Fg钢丝绳的容许拉力(kN);F g 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);a 钢丝绳之间的荷载不均匀系数， 对6X19、6X 37、6X 61钢丝绳分别取0.85、0.82和 0.8 ;K 钢丝绳使用安全系数。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于 8.000 X 19.829/0.850=186.626kN选择6X 19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度 1400MPa直径20.0mm钢丝拉绳的吊环强度计算：钢丝拉绳的轴力Ru我们均取最大值

25、进行计算作为吊环的拉力N,为N=R=19.829kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为其中f为吊环抗拉强度，取f = 50N/mm 2,每个吊环按照两个截面计算；所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=19829X 4/(3.1416 X 50X 2) 1/2=14mm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=11.708kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为</9.7.6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f = 65N/mm压点处采用2个U形钢筋拉环连接，承载能力乘以0.85的折减系数；钢筋拉环抗拉强度为2110.50N/mm;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=11708X 4/(3.1416 X 110.50 X 2) 1/2=9mm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