悬挑脚手架验算

1、悬挑式脚手架工程方案计算书工 程 名 称： 德州五二村17#楼 施 工 单 位： 山东德建集团有限公司 编 制 人： 审 核 人： 日 期： 目 录一、脚手架计算书的编制依据3二、工程参数3三、横向水平杆（小横杆）验算4四、纵向水平杆(大横杆)验算5五、扣件抗滑承载力验算6六、计算立杆段轴向力设计值N6七、立杆的稳定性计算6八、连墙件计算8九、悬挑梁计算9十、悬挑梁的整体稳定性计算10十一、悬挑梁钢丝绳计算11十二、悬挑梁锚固段与楼板连接计算13十三、转角联梁的受力计算15联梁钢丝绳计算17转角型钢悬挑梁的受力计算18悬挑梁钢丝绳计算20悬挑梁锚固段与楼板连接计算20十四、支承多立杆型钢悬挑梁

2、的受力计算22钢丝绳计算23悬挑梁锚固段与楼板连接计算24十五、加长型钢悬挑梁的受力计算26加长悬挑梁的整体稳定性计算27加长悬挑梁钢丝绳计算28加长悬挑梁锚固段与楼板连接计算29一、 脚手架计算书的编制依据1、工程施工图纸及现场概况2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20113、建筑施工安全检查标准JGJ59-20114、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（2011版）5、混凝土结构设计规范GB50010-20106、建筑施工现场管理标准DBJ14-033-20057、建筑结构荷载规范GB50009-20128、建筑地基基础设计规范GB50007-201

3、19、建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-9110、危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号文二、 工程参数搭设参数搭设高度19m水平杆步距1.8m立杆纵距1.5m立杆横距1.05m连墙件方式二步三跨连墙件扣件双扣件悬挑水平钢梁16号工字钢钢梁外挑长度1.5m钢梁锚固长度2.5m钢梁与楼板锚固钢筋16圆钢吊拉钢丝绳采用14mm钢丝绳！荷载参数（荷载标准值）永久荷载立杆承受结构自重0.1086kN/m安全网0.01kN/m2脚手板类型木脚手板,2层自重标准值0.35kN/m2栏杆挡脚板竹串片脚手板自重标准值0.17kN/m2可变荷载施工均布活荷载2kN/m2同时施工层数1层风荷

4、载地区山东德州市基本风压0.45kN/m2考虑到钢管锈蚀弯曲等因素，按483钢管计算。三、 横向水平杆（小横杆）验算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定: “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。”施工荷载的传递路线是：脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆，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。（一）抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值：qk=(QK+QP1)S=(2+0.35)1.5=3.53 kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4QKS+1.2QP1S=

5、1.421.5+1.20.351.5=4.83 kN/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：Mmax=qlb2=4.831.052=0.666kNm884、钢管载面模量W=4.49cm35、Q235钢抗弯强度设计值，f=205N/mm26、计算抗弯强度=Mmax=0.666106=148.33N/mm2205N/mm2W4.491037、结论：满足要求（二）变形计算1、钢材弹性模量E2.06105N/mm22、钢管惯性矩I10.78cm43、容许挠度 =l/150与10mm4、验算挠度=5qklb4=53.

6、5310504=2.5mm10507与10mm384EI3842.0610510.781041505、结论：满足要求四、 纵向水平杆(大横杆)验算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图： 不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：F=0.5qlb(1+a1)2=0.54.831.05(1+0.15)2=3.31kNlb1.05由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1)2=0.53.531.05(1+0.15)2=2.42kNlb1.05五、 扣件抗滑承载力验算水平杆与立杆连接方式采用单扣件，抗滑承载力Rc= 8kN。纵向水平杆通过扣件传

7、给立杆竖向力设计值=3.31kNRc=8kN结论：扣件抗滑承载力满足要求六、 计算立杆段轴向力设计值N立杆稳定性计算部位取脚手架底部。1、脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=190.1086=2.06kNHs脚手架高度gk每米立杆承受的结构自重2、构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5(lb+a1)laQp1+Qp2la+laHQp3=0.5(1.05+0.15)1.520.35+0.171.52+1.5190.01=1.425kNlb立杆横距；a1小横杆外伸长度；la立杆纵距；Qp1脚手板自重标准值；Qp2脚手板挡板自重标准值；Qp3密目式安全立网自重标准值；H脚手架高

8、度；3、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+0.15)1.521=1.80kNQk施工均布荷载标准值；4、组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(NG1K+NG2K)+0.91.4NQk=1.2(2.06+1.425)+0.91.41.80=6.45kN5、不组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQk=1.2(2.06+1.425)+1.41.80=6.70kN七、 立杆的稳定性计算组合风荷载时，由下式计算立杆稳定性N+Mwf jAWN计算立杆段的轴向力设计值；A立杆的截面面积；j轴心受压构件的稳定系数， W

9、截面模量；f钢管的抗压强度设计值；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；Mw=0.91.4Mwk=0.91.4klah210其中，la立杆纵距；h步距；风荷载标准值k=0.7zs00基本风压，取山东德州市50年一遇值，0=0.45kN/m2z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范规定采用,地面粗糙度类别为地面粗糙度B类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。脚手架立杆稳定性计算部位选择立杆底部，计算高度取距地面11.9m, z取1.05；s脚手架风荷载体型系数,s=1.3f=1.30.8=1.040 ，值大于1.0时，取1.0。风荷载产生的弯曲压应力：w=Mw=0.

10、91.40.7zs0lah2W10Ww=0.91.40.7 1.051.00.451.51.82106=45.1 N/mm2104.49103计算长细比：=l0il0计算长度，l0=kh；i截面回转半径；k计算长度附加系数，其值取1.155；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范表5.2.8采用；立杆横距lb=1.05m，连墙件布置二步三跨，查规范表5.2.8得=1.5.h步距,1.8m=kh=1.1551.5180.0=196i1.59根据的值，查规范得轴心受压构件的稳定系数j=0.188。组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.2.6-2验算：N+Mw=6.45103+45

11、.1=126.016N/mm2 f=205N/mm2jAW0.188424结论:满足要求!不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.2.6-1验算:N=6.70103=84.05N/mm2 f=205N/mm2jA0.188424结论:满足要求!八、 连墙件计算（一）脚手架上水平风荷载标准值k连墙件均匀布置，取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算，高度按25.9m，地面粗糙度B类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。风压高度变化系数z=1.32脚手架风荷载体型系数s=1.3j=1.30.8=1.04 ，取值大于1.0时，取1.0。基本风压取山东德州市50年一遇值，0=0.

12、45kN/m2k=0.7z s 0=0.7 1.321.00.45=0.42kN/m2（二）求连墙件轴向力设计值N每个连墙件作用面积Aw=21.831.5=16.20m2N=Nlw+N0=1.4wkAw+3=1.40.4216.20+3=12.53kNNlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值；N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架N0=3kN；（三）连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时，杆件两端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=lH=30.0=19 =150i1.59根据值，查规范附录表C，j=

13、0.949,N=12.53103=31.14N/mm2 205N/mm2jA0.949424满足要求!。抗滑承载力计算连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力取16kN。Nl=12.53kN 16kN 连墙件扣件抗滑承载力满足要求!九、 悬挑梁计算悬挑水平梁按照单跨外伸梁计算，外伸端承受上部脚手架立杆传递的集中荷载P作用，支座B为悬挑水平梁与楼板的内锚固点，支座A为建筑物梁板外边缘支承点。进行型钢悬挑梁强度计算时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件！单跨外伸梁计算简图上图中，m =1.5m，l = 2.3m，m1 =0.3m，m2 =1.35m；悬挑水平梁采用16号工字钢，截面惯性矩I = 1130.

14、0cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141.0cm3，截面积A=26.1cm2；脚手架立杆传递的集中荷载P=6.70kN；悬挑水平梁自重荷载q1.226.110-478.5 =0.246kN/m；支座反力计算公式支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式 其中 k=m/l=1.5/2.3=0.652，kl=ml/l=0.3/2.3=0.13，k2=m2/l=1.35/2.3=0.587经计算，支座反力 RA = 18.976kN，支座反力 RB = -4.641kN，最大弯矩 Mmax = 11.332kN.m （一）悬挑梁抗弯强度计算Mmax=11.332106=76.542 205 N/mm2

15、1.05W1.05141.0103结论：抗弯强度满足要求!（二）悬挑梁挠度计算计算最大挠度 Vmax =8.519mm，容许挠度15002/250=12mm。Vmax 8.519mm0.6的时候，根据钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B.12式jb =1.070.282=0.929jb最终取jb0.929（二）整体稳定验算根据钢结构设计规范(GB50017-2003)4.2.2式，整体稳定验算应按下式计算：=11.332106=86.511 205N/mm20.929141.0103M绕强轴作用的最大弯矩，W梁截面模量结论：满足要求!十一、 悬挑梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算将

16、钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件，其计算简图如下：计算简图(kN)弯矩图(kN.m)剪力图(kN)经计算,从左到右各支座力分别为：Ra=7.579kN，Rb=6.786kN，Rc=-0.03kN钢丝绳的轴力按下式计算：sina=3/3.31=0.906Ru=RA=7.579=8.365KNsina0.906（二）选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力安全系数，取安全系数为8，则钢丝绳最小破断拉力=8.3658=66.9KN依据规范GB/T 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于12mm,其破断拉力为：73.8KN。（三）钢丝绳

17、的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N，为8.365KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中， f为吊环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。钢丝绳拉环最小直径d=N4=8365.0004=9mm2f23.141565钢丝绳拉环最小直径为9mm, 按构造要求直径不低于20mm。十二、 悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图：（一）预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件，经计算RC=

18、4.641kN； 按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。锚固拉钢筋直径16mm，强度计算如下：=NN=4641.000=11.54 f=65N/mm2A2d223.14216244满足要求!（二）预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-2010表4.1.4，计算中取1.27N/mm2；hN=4641.000=72.69mmdft3.142161.27经计算，预埋拉环锚固深度必须大于72.69mm

19、。另外必须满足构造要求，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，锚入砼的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋的直径。压板厚度应大于10mm，由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定，螺杆露出螺母不应小于3扣。十三、 转角联梁的受力计算 转角联梁的截面惯性矩I = 1130.0cm4，截面抵抗矩W =141.0cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架集中荷载 P=6.70kN；联梁自重荷载 q=1.226.10.000178.500 = 0.246 kN/m； 计算简图(kN) 联梁弯矩图(kN.m) 联梁剪力图(kN)经过计算得到：支座反力从

20、左到右各支座力分别为：N1=10.174kNN2=5.365kNN3=-1.143kN最大弯矩 Mmax=3.512kN.m；最大变形 Vmax=0.665mm,在第1跨.（一）抗弯强度计算:联梁的抗弯强度设计值f (N/mm2) = 205N/mm2；联梁的弯曲应力按下式计算：MmaxN=3.5121068.648103=27.035 205 N/mm2x WA1.05141.010326.1102 其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05；结论：满足要求!联梁钢丝绳计算（一）钢丝绳的轴力计算sina=3/3.56=0.843钢丝绳的轴力按下式计算：Ru=RA=10.174=12.069K

21、Nsina0.843 （二）选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力安全系数，取安全系数为8，则钢丝绳最小破断拉力=12.0698=96.6KN依据规范GB/T 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于14mm,其破断拉力为：100.5KN。（三）钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N，为12.069KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中， f为吊环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不

22、应大于65N/mm2。钢丝绳拉环最小直径:d=N4=120694=11mm2f23.141565钢丝绳拉环最小直径为11mm。按构造要求直径不低于20mm。转角型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。本方案中，脚手架排距为1.05m，内立杆距离建筑物0.35m，钢丝绳拉结点距离建筑物为1.4m。水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.0cm4，截面抵抗矩W =141.0cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载 P=5.365+6.70=12.065kN；型钢悬挑梁自重荷载 q=1.226.10.000178.500 = 0.246 kN/m

23、；计算简图(kN)型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)型钢悬挑梁剪力图(kN)经过计算得到，从左到右各支座力分别为：N1=14.442kNN2=10.850kNN3=-0.227kN最大弯矩 Mmax=2.333kN.m；最大变形 Vmax=0.151mm,在第1跨.（一）抗弯强度计算：型钢悬挑梁的抗弯强度设计值f (N/mm2) = 205N/mm2；型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算：MmaxN=2.3331066.740103=18.341 205 N/mm2x WA1.05141.010326.1102 其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05；结论：满足要求!悬挑梁钢丝绳计算（一）钢丝绳的轴力

24、计算sina=3/3.31=0.906钢丝绳的轴力按下式计算：Ru=RA=14.442=15.940KNsina0.906 （二）选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力安全系数，取安全系数为8，则钢丝绳最小破断拉力=15.9408=127.5KN依据规范GB/T 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于16mm,其破断拉力为：131.2KN。（三）钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N，为15.940KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中， f为吊环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.

25、6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。钢丝绳拉环最小直径:d=N4=159404=12mm2f23.141565钢丝绳拉环最小直径为12mm。按构造要求直径不低于20mm。悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图：（一）预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件，经计算RC=9.018kN； 按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65

26、N/mm2。锚固拉钢筋直径16mm，强度计算如下：=NN=9018.000=22.42 f=65N/mm2A2d223.14216244满足要求!（二）预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-2010表4.1.4，计算中取1.27N/mm2；hN=9018.000=141.25mmdft3.142161.27经计算，预埋拉环锚固深度必须大于141.25mm。另外必须满足构造要求，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，锚入砼的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋的直径。压板厚度应大于10m

27、m，由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定，螺杆露出螺母不应小于3扣。十四、 支承多立杆型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。内立杆距离建筑物0.3m，第2根立杆与内立杆间距0.9m，第3根立杆与第2根立杆间距0.6m，第4根立杆与第3根立杆间距0.9m。水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.0cm4，截面抵抗矩W =141.0cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载 P=6.70kN；型钢悬挑梁自重荷载 q=1.226.10.000178.500 = 0.246 kN/m；计算简图(kN)型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)型钢悬挑梁剪力图

28、(kN)经过计算得到，从左到右各支座力分别为：N1=14.742kNN2=14.030kNN3=0.242kN最大弯矩 Mmax=6.170kN.m；最大变形 Vmax=1.670mm,在第1跨.（一）抗弯强度计算：型钢悬挑梁的抗弯强度设计值f (N/mm2) = 205N/mm2；型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算：MmaxN=6.17010612.776103=46.570 205 N/mm2x WA1.05141.010326.1102 其中 x - 截面塑性发展系数，取1.05；结论：满足要求!钢丝绳计算（一）钢丝绳的轴力计算sina=3/3.97=0.756钢丝绳的轴力按下式计算：Ru=

29、RA=14.742=19.500KNsina0.756 （二）选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力安全系数，取安全系数为8，则钢丝绳最小破断拉力=19.5008=156.0KN依据规范GB/T 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于18mm,其破断拉力为：166.1KN。（三）钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N，为19.500KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中， f为吊环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下

30、，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。钢丝绳拉环最小直径:d=N4=195004=14mm2f23.141565钢丝绳拉环最小直径为14mm。按构造要求直径不低于20mm。悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图：（一）预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件，经计算RC=6.147kN； 按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。锚固拉钢筋直径16mm，强度计算如下：=NN=6147.

31、000=15.28 f=65N/mm2A2d223.14216244满足要求!（二）预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-2010表4.1.4，计算中取1.27N/mm2；hN=6147.000=96.28mmdft3.142161.27经计算，预埋拉环锚固深度必须大于96.28mm。另外必须满足构造要求，按照混凝土结构设计规范GB50010-20109.7.6条规定，锚入砼的深度不应小于30d并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，d为吊环钢筋的直径。压板厚度应大于10mm，由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定，螺杆露出螺母不应小于3扣。

32、十五、 加长型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。本方案中，脚手架排距为1.05m，内立杆距离建筑物1.8m，钢丝绳拉结点距离建筑物为2.9m。水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.0cm4，截面抵抗矩W =141.0cm3，截面积A = 26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载 P=6.70kN；型钢悬挑梁自重荷载 q=1.226.10.000178.500 = 0.246 kN/m；计算简图(kN)型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)型钢悬挑梁剪力图(kN)经过计算得到，从左到右各支座力分别为：N1=10.476kNN2=4.701kNN3=0.389kN最大弯矩 Mmax=4.311kN.m；最大变形 Vmax=1.103mm,在第1跨.（一）抗弯强度计算：型钢悬挑梁的抗弯强度设计值f (N/mm2) = 205N/mm2；型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算：MmaxN=4.31110610.127103=32.999 0.6的时候，根据钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B.12式jb =1.070.282=0