普通型钢悬挑脚手架计算书

1、普通型钢悬挑脚手架计算书环球海港花园（国航三期） 工程工程； 工程建设地点 : ；属于结构； 地上 0层； 地下 0层；建筑高度： 0m；标准层层高： 0m ；总建筑面积： 0平方米；总工期： 0天。本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。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) 、建筑施工安全检查评分标准 (JGJ59-99) 、建筑施工高处作业安全技术规范 (JGJ80-91) 以及本工程的

2、施工图纸。一、参数信息1. 脚手架参数双排脚手架搭设高度为19.8 m ，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.2m ，立杆的横距为 1.2m，立杆的步距为 1.8 m ；内排架距离墙长度为 0.25 m ；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6 m ，水平间距 2.4 m ，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；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浙江宁波市，基本风压0.44k

3、N/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92 ，计算立杆稳定性时取 0.74 ，风荷载体型系数 s 为0.214 ；4. 静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1161 ；脚手板自重标准值 (kN/m2):0.300 ；栏杆挡脚板自重标准值 (kN/m):0.150 ；安全设施与安全网自重标准值 (kN/m2):0.005 ；脚手板铺设层数 :4 层；脚手板类别 : 竹笆片脚手板；栏杆挡板类别 : 竹笆片脚手板挡板；5. 水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用 12.6 号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度2m，建筑物内锚固段长度 2.3 m 。锚固压点压环钢筋直径(m

4、m):20.00 ；楼板混凝土标号 :C35；6. 拉绳与支杆参数支杆与墙支点距离为 (m):3.000 ；最里面支点距离建筑物1.2 m, 支杆采用 75 × 3mm。二、大横杆的计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001) 第条规定，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。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 :P 1=0.038kN/m ；脚手板的自重标准值 :P 2=0.3 ×1.2/(2+1)=0.12kN/m；活荷载标准值 : Q=3 ×

5、;1.2/(2+1)=1.2kN/m；静荷载的设计值 : q 1=1.2 ×0.038+1.2 ×0.12=0.19kN/m ；活荷载的设计值 : q 2=1.4 ×1.2=1.68kN/m ；图1 大横杆设计荷载组合简图( 跨中最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:22跨中最大弯距为M1max=0.08 × 0.19 ×1.2 2+0.10 ×1.68 ×1.2 2 =0.264kN ·m；支座最大

6、弯距计算公式如下 :M 2max=-0.10q 1l 2 - 0.117q2l 2支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.19 × 1.2 2-0.117 ×1.68 ×1.2 2 =-0.31kN ·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：662 =Max(0.264 ×,010.31 10×)/5080=61.024N/mm ；大横杆的最大弯曲应力为2=61.024N/mm 小于 大横杆的抗弯强度设计值f=205N/mm 2，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

7、：max=(0.677q1l 4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值 : q 1= P1+P2=0.038+0.12=0.158kN/m ；活荷载标准值 : q 2= Q =1.2kN/m ；最大挠度计算值为： =0.677 × 0.158 ×41200/(100 ×2.06 ×105×121900)+0.990 1×.2 ×12004/(100 ×2.06 ×105×121900)=1.07 mm；大横杆的最大挠度1.07 mm 小于 大横杆的最大容许挠度1200/150

8、mm与10 mm，满足要求！三、小横杆的计算根据 JGJ130-2001第条规定，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：p1= 0.038× 1.2=0.046kN ；脚手板的自重标准值：P2=0.3 × 1.2 ×1.2/(2+1)=0.144kN；活荷载标准值：Q=3×1.2 ×1.2/(2+1) =1.440kN；集中荷载的设计值: P=1.2×(0.046+0.144)+1.4&

9、#215;1.44=2.244kN ；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:Mqmax=ql 2/8Mqmax=1.2 ×0.038 × 1.2 2/8=0.008kN ·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.244 ×1.2/3=0.898kN ·m ；最大弯矩 M=Mqmax + M pmax=0.906kN·m；62；最大应力计算值 =M / W=0.906 ×10/5080=178.333N

10、/mm小横杆的最大弯曲应力2 =178.333N/mm 小于 小横杆的抗弯强度设计值2205N/mm，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:qmax=5ql4/384EIqmax=5×0.038 ×12004/(384 ×2.06 ×105×121900)=0.041 mm ；大横杆传递荷载P=p1 + p 2 + Q=0.046+0.144+1.44=1.63kN ；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:pmax=Pl(3

11、l2 - 4l2/9)/72EIpmax=1630.08 ×1200×(3 ×12002-4 ×12002/9 ) /(722.06× ×105×121900)=3.981 mm；最大挠度和=qmax + pmax=0.041+3.981=4.023 mm；小横杆的最大挠度为4.023 mm 小于 小横杆的最大容许挠度1200/150=8 与 10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为 8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承

12、载力按照下式计算( 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范RR c其中Rc -扣件抗滑承载力设计值, 取 8.00kN；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 : P 1=0.038 ×1.2 ×2/2=0.046kN ；小横杆的自重标准值 : P 2=0.038 ×1.2/2=0.023kN ；脚手板的自重标准值 : P 3=0.3 × 1.2 ×1.2/2=0.216kN ；活荷载标准值 : Q=3 ×1.2 ×1.2 /2=2.16kN ；荷载的设计值 : R=1.2 ×(0.04

13、6+0.023+0.216)+1.4× 2.16=3.366kN ；R < 8.00kN ，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！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，为 0.1161kN/mN G1=0.1161+(1.20 ×2/2) ×0.038/1.80×19.80=2.806kN ；(2) 脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2N G2= 0.3 ×4×1.2 ×(1.2+0.2)/2=1.0

14、44kN；(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mN G3=0.15 ×4×1.2/2=0.36kN ；(4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网 :0.005kN/m 2N G4=0.005× 1.2 ×19.8=0.119kN ；经计算得到，静荷载标准值N G=NG1+NG2+NG3+NG4=4.328kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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N Q=3× 1.2 ×1.2 ×2/2=4.32kN ；考虑风荷载时 ,

15、立杆的轴向压力设计值为N=1.2 N G+0.85 × 1.4NQ=1.2 × 4.328+ 0.85 ×1.4 × 4.32= 10.335kN ；不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值为N'=1.2N G+1.4NQ=1.2 ×4.328+1.4 ×4.32=11.242kN ；六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7 z·s·0其中 0 - 基本风压 (kN/m2) ，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 的规定采用： 0=0.44kN/m 2；z -风荷载高度变化系

16、数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： z= 0.74；s -风荷载体型系数：取值为0.214 ；经计算得到，风荷载标准值为:W k=0.7 ×0.44 ×0.74 ×0.214=0.049kN/m 2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 为:M w =0.85 ×1.4WkLah2/10=0.85×1.4 × 0.049 ×1.2 × 1.8 2/10=0.023kN ·m；考虑风荷载时 , 立杆的稳定性计算公式 =N/( A) + WM/W f立杆的轴心压力设计值： N=10.

17、335kN；不考虑风荷载时 , 立杆的稳定性计算公式 =N/( A) f立杆的轴心压力设计值： N=N'= 11.242kN ；计算立杆的截面回转半径：i=1.58 cm ；计算长度附加系数参照 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表 5.3.3 得 ： k=1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001) 表5.3.3 得 ： =1.53；计算长度 , 由公式 l 0=kuh 确定： l 0=3.181 m；长细比 : L 0/i=201 ；轴心受压立杆的稳定系数 ,由长细比 l o/i的结果查表得到：= 0.17

18、9立杆净截面面积 ： A=4.89 cm 2；立杆净截面模量 ( 抵抗矩 )：W=5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f =205N/mm2；考虑风荷载时2 =10334.952/(0.179 × 489)+22566.771/5080=122.514N/mm；22立杆稳定性计算 =122.514N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值f=205N/mm ，满足要求！不考虑风荷载时2 =11242.152/(0.179× 489)=128.436N/mm；立杆稳定性计算22=128.436N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值f=205N/mm ，满足要求！七、连墙件的计算

19、连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+ N 0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z 0.92， s0.214， 00.44 ，W=0.7 ··× ××2；kz s 0=0.70.92 0.214 0.44=0.061kN/m每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积A w =8.64 m 2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)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), N 0= 5.000kN ；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN) ，按照下式计算：Nlw =1.4 

20、5;Wk×Aw =0.733kN；连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw + N 0= 5.733kN ；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=· A·f其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i=250/15.8的结果查表得到=0.958，l 为内排架距离墙的长度；A=4.89 cm2； f=205N/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为N f=0.958 ×4.89 ×10-4×205× 103=96.035kN；Nl=5.733 < N f=96.035, 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。由以

21、上计算得到Nl=5.733 小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图八、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。本方案中，脚手架排距为1200mm，内排脚手架距离墙体 250mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm，水平支撑梁的截面惯性矩I=488.59cm432，截面抵抗矩 W=77.53cm，截面积 A=18.1cm 。受脚手架集中荷载 N=1.2×4.328 +1.4×4.32=11.242kN ；水平钢梁自重荷载 q=1.2×18.1 ×

22、;0.0001 ×78.5=0.171kN/m ；悬挑脚手架示意图悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到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)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：R2=15.973kN；R3=7.17kN；R4=0.076kN。最大弯矩 Mmax=2.861kN·m；6××32最大应力 =M/1.05W+N/A=2.861×10；/( 1.0577529)+ 0 10 /1810=35.142N/mm2水平支撑梁的最大应力计算值35.142N/mm小于水平支撑

23、梁的抗压强度设计值2215N/mm, 满足要求！九、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用 12.6 号工字钢 , 计算公式如下=M/bW x f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(GB50017-2003)得， b=2由于 b大于 0.6 ，根据钢结构设计规范 (GB50017-2003)附表 B，得到b值为 0.93 。经过计算得到最大应力6×2=2.861×10；/( 0.93 77529 )= 39.719N/mm水平钢梁的稳定性计算=39.719小于 f=215N/mm2 , 满足要求！十、支杆的受力计算水平钢梁的轴力 RAH 和支杆的轴力

24、 RDi 按照下面计算RAH =RDicos i其中 RDi cosi为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。各支点的支撑力R Ci =RDi sin i按照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为：RD1=17.203kN。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 RD 我们均取最大值进行计算，为RD =17.203kN下面压杆以 75 ×3mm钢管计算，斜压杆的容许压力按照下式计算： =N/A f其中 N-受压斜杆的轴心压力设计值， N=17.203kN；- 轴心受压斜杆的稳定系数 , 由长细比 l/i 查表得到 = 0.417；i -计算受压斜杆的截面回转半

25、径， i =2.548cm；l -受最大压力斜杆计算长度， l=3.231m ；A -受压斜杆净截面面积， A =6.786cm2；- 受压斜杆受压应力计算值，经计算得到结果是2；60.795N/mmf -2受压斜杆抗压强度设计值， f=215N/mm；受压斜杆的稳定性计算 < f，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 =N/lwt f c 或 f t其中 N为斜撑支杆的轴向力，N=17.203kN；lw 为斜撑支杆件的周长，取235.619mm；t 为斜撑支杆焊缝的厚度， t=3mm；ft 或f c为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取2185N/mm；2经过计算得到焊缝最大应力= 17203.133/(235.619×3)=24.337N/mm。对接焊缝的最大应力22