悬挑脚手架计算书

悬挑脚手架计算书工程名称：烟台安德利果胶办公楼施工单位：烟台霖诚建筑工程有限企业编制人：贺传堂一、脚手架计算书的编制依据1、依据规范：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《木结构设计规范》（GB50005-2003）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)2、主要计算参照文件：《建筑施工扣件式钢管脚手架结构与计算》主编：刘群副主编：袁必勤二、参数信息1、脚手架参数脚手架排数：双排脚手架；钢管种类：48*3.5脚手架搭设高度H(m)：24脚手架步距h(m)：1.8；立杆纵距la(m)：1.5；立杆横距lb(m)：1.05脚手架内排距墙(m)：0.3；小横杆计算外伸长度a1(m)：0.3；小横杆间距S(m)：0.75大小横杆的布置方法：小横杆在大横杆上面横杆与立杆的连结方式：单扣件；连墙件布置：二步二跨；连结方式：单扣件2、永远荷载参数：每米立杆承受的结构自重标准值gk(kN/m2):0.1248；脚手板类型:木脚手板；脚手板自重标准值QP1(kN/m2):0.35；脚手板铺设层数:2层；栏杆挡板类型:木脚手板；栏杆挡脚板自重标准值QP2(kN/m2):0.14；安全设备与安全网QP3(kN/m2):0.005每米脚手架钢管自重标准值(kg/m):3.84；3、可变荷载参数：施工均布活荷载标准值QK(kN/m2):3；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:1层；4、风荷载参数：本工程地处山东省烟台市，基本风压wO(kN/m2):0.5三、横向水平杆（小横杆）计算《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第6.2.2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两头均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传达路线是：脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连结的扣件→立杆如图：横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1、抗弯强度验算：1、作用横向水平杆线荷载标准值：qk=(QK+QP1)×S=(3+0.35)×0.75=2.51kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4×QK×S+1.2×QP1×S=1.4×3×0.75+1.2×0.35×0.75=3.465kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载）。最大弯矩：qlb23.465×1.052M===0.478kN·mmax8834、钢管载面模量，查规范附录B表，得W=5.08cm25、Q235钢抗弯强度设计值，查规范表5.1.6得表f=205N/mm6、按规范中公式（5.2.1）计算抗弯强度Mmax0.478×106σ==2=94.09kN·m〈205N/mmW5.08×1037、结论：知足要求2、变形验算：1、钢材弹性模量：查规范表52得E＝2.06×10N/mm2、钢管惯性矩：查规范附录B表B，I＝12.19cm43、容许挠度：查规范表5.1.8，得[ν]=l/150与10mm4、按规范中公式（5.2.3）验算挠度5qklb45×2.51×105041050ν=384EI=384×2.06×105×12.19×104=1.6mm〈150与10＝7mm5、结论：知足要求四、纵向水平杆(大横杆)计算双排架纵向水平杆按三跨（每跨中部）均有集中活荷载散布计算，如下图：。1、抗弯强度验算：由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值a10.3F=0.5qlb(1+)2=0.5×3.465×1.05(1+)2=3.01kNlb1.05最大弯矩Mmax=0.175Fla=0.175×3.01×1.5=0.79kN·m抗弯强度Mmax0.79×106σ==22=155.51N/mm〈f=205N/mmW5.08×103结论：知足要求2、挠度验算：由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值a10.3Fk=0.5qklb(1+)2=0.5×2.51×1.05(1+)2=2.18kNlb1.05挠度v=1.146F3=33=3.36mm〈10mmkla1.146×2.18×10×1500100EI100×2.06×105×12.19×104结论：知足要求五、扣件的抗滑承载力验算直角扣件，旋转扣件抗滑承载力设计值：查规范中表5.1.7Rc=8kN纵向水平杆经过扣件传给立杆竖向力设计值：R=2.15F=2.15×3.01=6.47kN〈Rc结论：知足要求六、立杆的稳定性验算1、剖析立杆稳定性计算部位：密目式安全立网全关闭双排脚手架应考虑风荷载对脚手架的作用。组合风荷载时，由规范公式NMw+≤f验算立杆稳定性AW把规范公式5.3.4，0.85×1.4wklah2Mw=0.85×1.4Mwk=10规范公式4.2.3，wk=0.7μz·μs·w0，规范公式

N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85

×1.4

∑NQk

代入规范公式

化简为：1.2Hsgk

0.85×1.4×0.7μz·μs·w0l

ah2

1.2NG2k

0.85×1.4∑NQk+

+

+

≤fA

10W

A

A令脚手架结构自重产生的轴压应力1.2Hsgkg=A风荷载产生的弯曲压应力：zs0ah2σw=0.85×1.4×0.7μμwl10W构配件(安全网除外，但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用地点相对不变，其值不虽高度变化而变化。风荷载随脚手架高度增大而增大，脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加(计算中应考虑的架高范围增大)，因此，取σ=σg+σW最大时作用部位验算立杆稳定性。2、计算风荷载产生的弯曲压应力：根据规范4.2.4条，建筑物结构型式为框架结构。风荷载体型系数μs=1=1×0.8=0.80000.85×1.4×0.7μz×0.8000×0.55×1.5×1.82×106σw=

=35.1μz10×5.08×103地基粗拙程度

A类

近海海面和海岛海岸湖岸及荒漠地域。(3)计算σg：计算长细比：立杆横距lb=1.05m，连墙件布置二步二跨，查规范表5.3.3得μ=1.5，h=1.8m1.155×1.5×180.0λ==1971.58查规范附录C表C得=0.186立杆纵距la=1.5m，查规范附录A表A-1得gk=0.1248kN/m1.2Hsgk1.2Hs×0.1248×1032g==sσ=1.65HN/mmA0.186×489.00求σ=σw+σg：列表如下：高度(m)μzσw=35.1μz对应风荷载作用计算σg=1.65Hsσ=σw+σg2段高度取值g22(N/mm)H(m)(N/mm)(N/mm)51.1741.072439.6080.67240046.606.60剖析说明：全关闭脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大，但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小，σw+σg相对较小，5米高度处的风荷载产生的压应力虽较小，但脚手架自重产生的轴压应力靠近最大σ=σw+g最大，因此全闭脚手架立杆稳定性验算部位取底部。验算长细比：由规范式，且K=1，得l0kμh1.5×180λ====171<210ii1.58结论:知足要求!。(6)计算立杆段轴向力设计值N：脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=24×0.1248=3.00kN构配件自重标准值产生的轴向力N=0.5(l+a)l∑Q+Ql+l[H]Qp3=0.5×(1.05+0.3)×1.5×2×G2Kb1ap1p2aa0.35+0.14×1.5+1.5×24×0.005=1.099kN施工荷载标准值产生的轴向力总和NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5×(1.05+0.3)×1.5×3×1=3.04kN组合风荷载时N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQk=1.2×(3.00+1.099)+0.85×1.4×3.04=8.54kN验算立杆稳定性：按规范公式

验算立杆稳定性，即：N

Mw

8.54×103+

=

+35.1=93.89+35.1=128.99N/mm2

<f=205N/mm2A

W

0.186×489结论:知足要求!。不组合风荷载时：N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4∑NQk=1.2×(3.00+1.099)+1.4×3.04=9.17kN按规范公式验算立杆稳定性：N9.17×10322==100.82N/mm<f=205N/mmA0.186×489结论:知足要求!。［说明：考虑不组合风荷载计算是因为在施工荷载作用较大的情况下。可能出现N(不组合风荷载

N(组合风荷载

)

Mw>

+

现象，本例没有出现］A

A

W七、脚手架搭设高度计算1、验算长细比：由规范公式式得l0kμh1.5×180λ====171<210ii1.58(k=1，μ查规范表5.3.3μ=1.5)结论：知足要求!。2、确定轴心受压构件稳定系数：kμh1.155×1.5×180.0k=1.155,λ===197i1.58查规范附录C表C得=0.186，查规范附录A表A-1，gk=0.1248kN/m23、确定构配件自重标准值产生的轴心力NG2KNG2K=0.5(l

b+a1)l

a∑

Qp1+l

a

∑

Qp2+[H]Qp3l

a=0.5

×

(1.05+0.3)

×

1.5

×2×0.35+1.5×2×0.14+24×1.5×0.005=1.309kN([H]脚手架搭设高度限值，取最大，即［H］=24m)4、求施工荷载标准值产生的轴向力总和∑NQk：∑NQk=0.5(lb+a1)la∑Qk=0.5(1.05+0.3)×1.5×1×3=3.04kN5、求风荷载标准值产生的弯矩：由规范公式4.2.3、5.3.4式得wklah20.7μzμsw0lah2Mwk==1010建筑物为框架结构，风荷载体型系数μs=1=1×0.8=0.8000地基粗拙程度A类近海海面和海岛海岸湖岸及荒漠地域。立杆计算段取底部，风压高度变化系数μz=1.17M=0.7×1.17×0.8000×0.55×1.5×1.82=0.175kN·mwk10确定按稳定计算的搭设高度Hs:组合风荷载时由规范公式式计算Hs即MAf-{1.2N+0.85×1.4[∑N+wkA]}G2KQkH=w=s1.2gk0.186×489×205×10-3-{1.2×1.309+0.85×1.4[3.04+0.175×0.186×489]}5.08=65m1.2×0.1248不组合风荷载时Af-(1.2NG2K+1.4∑NQk)Hs＝1.2gk0.186×489×205×10-3-(1.2×1.309+1.4×3.04)==86m1.2×0.1248s取65m时，HHs65[H]===61m1+0.001Hs1+0.001×65脚手架搭设高度限值为61m。八、连墙件计算1、脚手架上水平风荷载标准值wk：由规范公式得wk=0.7μz·μs·w0连墙件平均布置，受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位，计算按24m考虑，地基粗拙程度A类近海海面和海岛海岸湖岸及荒漠地域。，风压高度变化系数μz=0脚手架风荷载体型系数μs=1=1×0.8=0.8000wk=0.7×0×0.8000×0.55=0kN/m22、求Nl：双排脚手架N0=5kN(N0为连墙件拘束脚手架平面外变形所产生的轴向力)Nl=Nlw+N0=1.4wkAw+5=1.4×0×2×1.8×2×1.5+5=5.00kN3、扣件连结抗滑承载力验算：检规范表，5.1.7一个直角扣件抗滑承载力计值Rc=8kN连墙件连结方式为单扣件,1*Rc=8kN。Nl=5.00kN<8知足要求!4、连墙件稳定验算：连墙杆采用钢管时，杆件两头均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lH=0.3m，因此长细比lH30.0λ===19<[λ]=150i1.58Nl5.00×103=0.949,=22=10.77N/mm<205N/mmA0.949×489知足要求!。九、立杆地基承载力计算1、计算立杆段轴力设计值N：由已知条件可知，不组合风荷载。N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk由已知条件la=1.5m，h=1.8m查规范附录A表A-1得gk=0.1248kN/m脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1kNG1k=Hsgk=24×0.1248=3.00kN构配件自重标准值产生的轴向力NG2kNG2k=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la=0.5(1.05+0.3)×1.5×2×0.35+0.14×1.5=0.92kN施工荷载标准值产生的