组合扣件式钢管脚手架设计计算书1

1、组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书1.计算参数设定（1）脚手架基本参数建筑物最大标高+57.20m，脚手架起搭标高为+14.60m,脚手架最大标高+57.40m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设2个拉吊段分别是+25.20+39.60m,+39.60+57.40m。拉吊卸荷采用14mm钢丝绳1.50m,吊环20mm。脚手架采用48×3.0钢管，内立杆离墙0.20m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有2根纵向水平杆；连墙件按2步3跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。脚手架不完全卸荷采用：立杆向下传递20%

2、荷载。（2）钢管截面特征 钢管48×3.0mm，截面积A=424mm2，惯性矩I=107800mm4，截面模量W=4490mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0326kN/m，Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。（3）荷载标准值1）永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值为0.1069kN/m采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m，脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00

3、kN/m2 ,结构脚手架为3.00kN/m2 3）风荷载风压高度变化系数z=0.74；地面粗糙度按C类挡风系数=0.80 ,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数s=1.3=1.3×0.80=1.04,工程位于广东省广州市,基本风压0=0.30kN/m22.纵向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重GK1=0.0326kN/m，脚手板自重GK2=0.30×0.27=0.08；施工活荷载QK=3.00×0.27=0.80作用于纵向水平杆线荷载标准值永久荷载q1=1.2×(0.0326+0.08)=0.14kN/m;施工活荷载q2=1.4

4、15;0.80=1.12kN/m（2）纵向水平杆验算每根钢管长约6.00m,按四连续梁计算，L=1.501) 抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107，M1=KM1q1L2=-0.107×0.14×1.502=-0.03kN·m弯矩系数KM2=-0.121，M2=KM2q2L2=-0.121×1.12×1.502=-0.30kN·mMmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kN·m=Mmax/W=0.33×106/4490=73.50N/mm2纵向杆的抗弯强度=73.50N/mm2f=205N/mm2,满足

5、要求。2) 挠度验算2) 挠度验算挠度系数K1=0.632，1=K1q1L4/(100EI)=0.632×(0.14/1.2)×(1500)4/(100EI)=0.17mm挠度系数K2=0.967，2=K2q2L4/(100EI)=0.967×(1.12/1.4)×(1500)4/(100EI)=1.76mmmax=1+2=0.17+1.76=1.93mm纵向杆的max=1.93mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.143×0.14×1.50=0.24kN，Rq2=1.223×1.12&

6、#215;1.50=2.05kNRmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN3.横向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重gk1=0.0326kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.29kN旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15kN（2）横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=qL2/8R中L/3=0.0326×0.80×0.80/82.29×0.80/3=613275N·m=0.61kN·m=Mmax/W=613275/4490=136.59N/mm2横向水平杆

7、的抗弯强度=136.59N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为1=Pa(3L24a2)/(24EI)=2290×267(3×80024×2672)/(24EI)=1.87mm均布荷载产生的挠度为2=5qL4/384EI=5×0.0326×8004/(384EI)=0.01mmmax=12=1.87+0.01=1.88mm横向水平杆的max=1.88mm=L/150=5mm与10mm,满足要求。4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算R=R中R边Gk1L/2=2.291.150.0326×0.40=3.

8、45kN横向水平杆与立杆连接扣件R=3.45kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。 5.立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo=kh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm长细比=Lo/i=2700/15.9=169.81 立杆长细比=169.81210,满足要求。轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mm=Lo/i=3119/15.9=196，查得=0.188。6.落地段立杆

9、计算净高度10.60m, 落地段计算高度为10.60m, 脚手板铺8层。(1）荷载计算1)脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1069×10.60=1.13kN2)构配件自重： NG2k=1.44+1.92+0.16=3.52kN其中：脚手板重量：8×1.50×0.40×0.30=1.44kN栏杆、挡脚板重量：8×1.50×0.16=1.92kN安全网重量：10.60×1.50×0.010=0.16kN3)活荷包括：a.施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：NQk=1.50×0.

10、80/2×(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算风荷载标准值k=0.74×1.04×0.30=0.23kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4kLah2/10=0.9×1.4×0.23×1.50×1.80×1.80/10=0.14kN·m=140000N.mm(2）立杆稳定性验算 序号 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载)上层立杆传递力验算作用力1+39.60+57.40m11.34011.342+25.20+39.60m10

11、.3411.34×0.20=2.2710.34+2.27=12.613落地段14.60+25.209.7812.61×0.20=2.529.78+2.52=12.30序号 各标高段 立杆作用力（组合风荷载）上层立杆传递力验算作用力1+39.60+57.40m10.92010.922+25.20+39.60m9.9210.92×0.20=2.189.92+2.18=12.103落地段14.60+25.209.3612.10×0.20=2.429.36+2.42=11.781)不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2×(

12、1.13+3.52)+1.4×3.00=9.78kN上层立杆传递作用力:N2=12.61×0.20=2.52,N=N1+N2=9.78+2.52=12.30kNN/（A）=12.30×1000/(0.188×424)=154.31N/mm2 2)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+ NG2k）0.9×1.4NQk=1.2×(1.13+3.52)+0.9×1.4×3.00=9.36kN 上层立杆传递作用力:N2=12.10×0.20=2.42,N=N1+N2=9.36+2.42=11.78kNN/（A）MW

13、/W=11.78×1000/(0.188×424)140000/4490=178.96N/mm2 立杆稳定性为178.96N/mm2f=205N/mm2,满足要求。7.支撑支承面验算钢管立杆高配套底座150×150mm,支承面为混凝土板（按C45考虑）支承板厚=180mm上部荷载为：F=11.78kN（1）支承面受冲切承载力验算s=2.00,ft=1.90N/mm2,h0=165mm,h=1.00=0.4+1.2/s=1.00,pc,m=0N/mm2,um=2×(150+165)+2×(150+165)=1260mm(0.7hft+0.25pc

14、,m)umh0=(0.7×1.0×1.90+0.25×0)×1.00×1260×165=276.51kN受冲切承载力276.51kNF=11.78kN,满足要求。 (2)支承面局部受压承载力验算Ab=(0.15+2×0.15)×(0.15×3)=0.20m2,Al=0.15×0.15=0.02m2l=(Ab/Al)0.5=3.16，fcc=0.85×21100=17935kN/m2，=0.75lfccAl=0.75×3×17935×0.02=807.08k

15、N 支承面局部受压承载力807.08kNF=11.78kN,满足要求。8.拉吊卸荷段立杆8.1+39.60+57.40m,拉吊段净高度为17.80m,拉吊段计算高度为17.80m,拉吊段底标高为+39.60m,脚手板铺9层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×17.80=1.90kN2)构配件自重：NG2k=1.62+2.16+0.27=4.05kN其中：脚手板重量：9×1.50×0.40×0.30=1.62kN 栏杆、挡脚板重量：9×1.50×0.16=2.16kN 安全网重量：17.80×1

16、.50×0.010=0.27kN3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+39.60m,z=1.13;水平风荷载标准值k=1.13×1.04×0.30=0.35kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4kLah2/10=0.9×1.4×0.35×1.50×1.80×1.80/10=0.22kN·m=220000N·mm（2

17、）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2×(1.90+4.05)+1.4×3.00=11.34kNN/（A）=11.34×1000/(0.188×424)=142.26N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.9×1.4NQk=1.2×(1.90+4.05)+0.9×1.4×3.00=10.92kNN/（A）MW/W=10.92×1000/(0.188×424)220000/4490=185.99N/mm2立杆稳定性为185.

18、99N/mm2f=205N/mm2,满足要求。8.2+25.20+39.60m,拉吊段净高度为14.40m,拉吊段计算高度为14.40m,拉吊段底标高为+25.20m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×14.40=1.54kN2)构配件自重：NG2k=1.44+1.92+0.22=3.58kN其中：脚手板重量：8×1.50×0.40×0.30=1.44kN 栏杆、挡脚板重量：8×1.50×0.16=1.92kN 安全网重量：14.40×1.50×0.010=0.22kN

19、3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+25.20m,z=1.00;水平风荷载标准值k=1.00×1.04×0.30=0.31kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4kLah2/10=0.9×1.4×0.31×1.50×1.80×1.80/10=0.19kN·m=190000N·mm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1

20、.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2×(1.54+3.58)+1.4×3.00=10.34kN上层立杆传递作用力:N2=11.34×0.20=2.27,N=N1+N2=10.34+2.27=12.61kNN/（A）=12.61×1000/(0.188×424)=158.19N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.9×1.4NQk=1.2×(1.54+3.58)+0.9×1.4×3.00=9.92kN上层立杆传递作用力:N2=10.92×0.20=2.18,N=N

21、1+N2=9.92+2.18=12.10kNN/（A）MW/W=12.10×1000/(0.188×424)190000/4490=194.11N/mm2立杆稳定性为194.11N/mm2f=205N/mm2,满足要求。9.钢丝绳和吊环验算通过比较，以+25.20+39.60m拉吊段的钢丝绳受力最大，故以此进行钢丝绳和吊环验算。（1）钢丝绳验算h=3.00m,La=0.80m,离墙距离=0.20m,N=12.61kN钢丝绳采用=14mm,=0.85,K=6,K,=0.356,Ro=1570kN/mm2破断拉力总和F破=K,D2Ro=0.356×142×1

22、570=109.55kN钢丝绳允许拉力P=F破/K=109.55×0.85/6.00=15.52kNToa=12.61×(1.002+3.002)0.5/3.00=13.29kN,Tob=12.61×(0.202+3.002)0.5/3.00=12.64kN。钢丝绳承受拉力Toa=13.29kN<P=15.54kN,Tob=12.64kN<P=15.54kN，钢丝绳强度满足要求。（2）吊环验算吊环采用20mm光面圆钢，As=3.14×(20/2)2=314mm2，f=65N/mm2fAs=2×65×314=40820N=40.82kN每个吊环承受的拉力为：N拉=Toa+Tob=13.29+12.64=25.93kN吊环允许拉力40.82kNN拉=25.93kN，满足要求。10.连墙件计算连墙件采用48×3.0钢管,截面积为424mm2；f=205N/mm2按每个结构层花排设置,连墙件按2步3跨布置,脚