悬挑式扣件钢管脚手架计算书

1、安全设施计算软件 (2012) PKPM 软件出品悬挑式扣件钢管脚手架计算书依据规范 :建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130-2011建筑结构荷载规范 GB50009-2012钢结构设计规范 GB50017-2003混凝土结构设计规范 GB50010-2010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 13.3 米，立杆采用单立管。立杆的纵距 1.50 米，立杆的横距 0.84 米，内排架距离结构 0.30 米，立杆的步距 1.80 米。采用的钢管类型为© 48 X 3.5 ,连墙件采用 2步 2跨，竖向间距 3.60

2、米，水平间距 3.00 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4层计算。2栏杆采用冲压钢板，荷载为 0.16kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m 。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0.30kN/m，高度变化系数1.2500，体型系数0.6000。悬挑水平钢梁采用20a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1.70米。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1.20 m。拉杆采用钢丝绳。钢管惯性矩计算采用 匸n (D4-d4)/64 ,抵抗距计算采用 W=

3、n (D4-d 4)/32D。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. 均布荷载值计算活荷载标准值Q=2.000X 0.840/2=0.840kN/m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=0.100 X 0.840/2=0.042kN/m安全设施计算软件(2012) PKPM软件岀品静荷载的计算值活荷载的计算值2=1.4 X 0.840=1.176kN/m.I. i大横杆计算荷载组合简图tt（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）1=1.2 X 0.038+1.

4、2 X 0.042=0.096kN/m./,/. i ,大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）2. 抗弯强度计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：眄峽=0脚岸十og畀跨中最大弯矩为2M 1=(0.08 X 0.096+0.10 X 1.176) X 1.500 =0.282kN.m支座最大弯矩计算公式如下：g =710気F-CUI花F支座最大弯矩为2M 2=- (0.10 X 0.096+0.117 X 1.176) X 1.500 =-0.331kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:6 2(T =0.331 X 10 /5080.0=6

5、5.215N/mm大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三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下:% -0.677静荷载标准值q i=0.038+0.042=0.080kN/m活荷载标准值q 2=0.840kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度45V=(0.677 X 0.080+0.990 X 0.840) X 1500.0 /(100 X 2.06 X 10 X 121900.0)=1.786mm大横杆的最大挠度小于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，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的

6、最大反力计算值，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P 1=0.038 X 1.500=0.058kN脚手板的荷载标准值P 2=0.100 X 0.840 X 1.500/2=0.063kN活荷载标准值Q=2.000X 0.840 X 1.500/2=1.260kN荷载的计算值P=1.2 X 0.058+1.2 X 0.063+1.4 X 1.260=1.909kN小横杆计算简图P2.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： g =畀冷集中荷载最大弯矩计算公式如下：2M=(1.2X 0.

7、038) X 0.840 /8+1.909 X 0.840/4=0.405kN.m6 2(T =0.405 X 10 /5080.0=79.704N/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：充4贞集中荷载最大挠度计算公式如下：4 8 57小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V 1=5.0 X 0.038 X 840.00 4/(384 X 2.060 X 105X 121900.000)=0.01mm集中荷载标准值P=0.058+0.063+1.260=1.381kN集中荷载标

8、准值最不利分配引起的最大挠度V 2=1380.600 X 840.0 X 840.0 X 840.0/(48 X 2.06 X 10 5 X 121900.0)=0.679mm最大挠度和V=V i+V2=0.689mm小横杆的最大挠度小于 840.0/150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):其中Rc扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN;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 0.840=0.032kN脚手板的荷载标准值 P 2=0.100 X 0.840 X 1.500

9、/2=0.063kN活荷载标准值Q=2.000X 0.840 X 1.500/2=1.260kN荷载的计算值R=1.2X 0.032+1.2 X 0.063+1.4 X 1.260=1.878kN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0.1251N G1 = 0.125 X

10、13.300=1.664kN 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 4X 1.500 X (0.840+0.300)/2=0.342kN(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 4/2=0.480kN 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 13.300=0.199kN经计算得到，静荷载标准值 Ng = Ng什N32+N33+N34 = 2.686kN 。活荷载为施工荷载

11、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 = 2.000 X 2X 1.500 X 0.840/2=2.520kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W02基本风压(kN/m )，W = 0.300风荷载高度变化系数，UZ = 1.250风荷载体型系数：US = 0.600经计算得到，风荷载标准值 W = 0.300 X 1.250 X 0.600 = 0.225kN/m 2。安全设施计算软件（2012） PKPM软件岀品考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2N G + 0.9 X 1.4Nq经过计算得到，底部立杆的最

12、大轴向压力N=1.2X2.686+0.9 X 1.4 X2.520=6.398kN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经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2X 2.686+1.4 X 2.520=6.751kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 Mw计算公式W = 0.9 X 1.4Wklah计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm ； 计算长度附加系数，取1.155 ;计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500;计算长度(m),由公式 l0 = kuh 确定，I 0=1.155 X 1.500 X 1.800=3.118m； 立杆净截面面

13、积，A=4.890cm ;立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3;/10其中Wk2风荷载标准值（kN/m ）；立杆的纵距（m）；立杆的步距（m）。经过计算得到风荷载产生的弯矩：M w=0.9 X 1.4 X 0.225 X 1.500 X 1.800 X 1.800/10=0.138kN.m五、立杆的稳定性计算卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。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，N=6.751kN;安全设施计算软件(2012) PKPM软件岀品轴心受压立杆的稳定系数，由长细比I o/i的结果查表得到0.186 ;(T钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);2f

14、钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm ;经计算得:2(T =6751/(0.19 X 489)=74.310N/mm ;不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算(T < 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=6.398kN;计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm ； 计算长度附加系数，取1.155 ;计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500;计算长度(m),由公式 Io = kuh 确定，I 0=1.155 X 1.500 X 1.800=3.118m；2立杆净截面面积，A=4.890cm ;3立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08

15、0cm ;由长细比，为3118/16=197;轴心受压立杆的稳定系数，由长细比I 0/i的结果查表得到0.186 ;Mw 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，M=0.138kN.m；(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;经计算得到2(T =6398/(0.19 X 489)+138000/5080=97.549N/mm ;考虑风荷载时，立杆的稳定性计算C < f,满足要求!六、连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:N l = N lw + N o其中 N iw风荷载产生的连墙件轴向力设计值 (kN) ，应按照下式计算

16、：iw = 1.4 X wk X Aw风荷载标准值， wk = 0.225kN/m 2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积w = 3.60 X 3.00 = 10.800m 2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 = 3.402kN ，连墙件轴向力计算值 Nl = 6.402kN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/

17、i=30.00/1.58 的结果查表得到 © =0.95；净截面面积 Ac = 4.89cm 2；毛截面面积 A = 18.10cm 2；f = 205.00N/mm 2。经过计算得到 Nf1 = 85.208kNNf1 >Nl ，连墙件的设计计算满足强度设计要求 !经过计算得到 Nf2 = 300.110kNNf2 >Nl ，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到：Ni=6.402kN小于扣件的抗滑力8.0kN，连墙件扣件满足要求！立杆竖向短钢管冰平短钢管直角扣件预留5 OOm.穿墻孔连墙件扣件连接示意图大橫沪、 小橫杆七、悬挑梁的受力

18、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840mm内侧脚手架距离墙体300mm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 = 2370.00cm ，截面抵抗矩 W = 237.00cm，截面积 A = 35.50cm 。受脚手架集中荷载P=6.75kN水平钢梁自重荷载 q=1.2 X 35.50 X 0.0001 X 7.85 X 10=0.33kN/m安全设施计算软件(2012) PKPM软件岀品悬挑脚手架示意图6.75kNB悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到77708

19、0.0塑0.030.710.146.11 6.21悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为R1 =7.729kN,R2=6.920kN,R3=-0.145kN最大弯矩 Mmax=1.118kN.m f=M/1.05W+N/A=1.118X 106/(1.05 X237000.0)+1.546 X 1000/3550.0=4.929N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于 215.0N/mm,满足要求!八、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用20a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

20、设计规范(GB50017-2011)附录得到:(1)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 =1.12 X 106/(0.929 X 237000.00)=5.08N/mm2;水平钢梁的稳定性计算(T < f,满足要求!九、拉杆的受力计算水平钢梁的轴力Rah和拉钢绳的轴力Rji按照下面计算其中Rjicos 0 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 0 i按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

21、R ui=7.882kN十、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=7.882kN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);钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);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 ;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 7.882/0.850=74.183kN 。选择6X 19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度 1400MPa直径12.5mm钢丝拉绳的吊环强度计算: 钢丝拉绳的轴力Ru我们均取最大值进行

22、计算作为吊环的拉力 N,为N=R=7.882kN钢丝拉绳的吊环强度计算公式为=?5了其中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;1/2所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=7882X 4/(3.1416 X 50X 2)=9mm卜一、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=6.920kN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9.7.6f = 65N/mm 2;压点处采用3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2165.75N/mm;1/2所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=6920X 4/(3.1416 X 165.75 X 2) =6mm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30cm以上搭接长度。2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下:锚固深度计算公式h 1g其中N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 6.92