懸挑式扣件腳手架計算

1、懸挑式扣件鋼管腳手架計算書鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011）。計算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為18.60m，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.20m，立桿的橫距1.05m，立桿的步距1.20m。采用的鋼管類型為48×3.5，連墻件采用2步2跨，豎向間距2.4m，水平間距2.4m。施工均布荷載為3kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設(shè)4層。懸挑水平鋼梁用16b號槽鋼口水平，其中建筑物外懸挑長度2.5m，建筑物內(nèi)錨固長度1.5m。懸挑水平鋼梁下面采用支桿、上面采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)。最外面支點距離建筑物2m，支桿采用鋼管100.

2、0×10.0mm,拉桿采用鋼管100.0×10.0mm。一、大橫桿的計算: 大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038kN/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05/3=0.053kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3×1.05/3=1.05kN/m 靜荷載的計算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.053=0.109kN/m 活荷載的計算值 q2=1.4×1.05=1.4

3、7kN/m大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度計算 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 M1=(0.08×0.109+0.10×1.47)×1.202=0.224kN.m 支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為M2=-(0.10×0.109+0.117×1.47)×1.202=-0.263kN.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：=0.263×106/5080=51.772N/mm2大橫桿的

4、計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算 最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度計算公式如下: 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.053=0.091kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.05kN/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度V=(0.677×0.091+0.990×1.05)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.909mm大橫桿的最大撓度小于1200/150與10mm, 滿足要求!二、小橫桿的計算: 小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 用大橫桿支座的最大反力計算

5、值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。 1.荷載值計算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 P1=0.038×1.20=0.046kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05×1.20/3=0.063kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3×1.05×1.20/3=1.26kN 荷載的計算值 P=1.2×0.046+1.2×0.063+1.4×1.26=1.895kN小橫桿計算簡圖2.強度計算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算公式如下:M=(

6、1.2×0.038)×1.052/8+1.895×1.05/3=0.67kN.m=0.67×106/5080=131.89N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=5.0×0.038×10504/(384×2.060×105×121900)=0.024mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P=0.046+0.063+1.2

7、6=1.369kN 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 V2=1369×1050×(3×1.052-4×1.052/9)/(72×2.06×105×121900)= 2.24mm 最大撓度和 V=V1+V2=2.264mm小橫桿的最大撓度小于1050/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計算: 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；1.荷載值計算 橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值

8、P1=0.038×1.05=0.04kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.15×1.05×1.20/2=0.095kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3×1.05×1.20/2=1.89kN 荷載的計算值 R=1.2×0.04+1.2×0.095+1.4×1.89=2.808kN單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN；四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 作用于腳手架的荷

9、載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例為0.1489 NG1 =0.1489×18.60=2.77kN (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG2 = 0.15×4×1.20×(1.05+1.55)/2=0.936kN (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG3 = 0.15×1.20×4/2=0.36kN (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0

10、.005 NG4 = 0.005×1.20×18.60= 0.112kN 經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.178kN。 活載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的0.5取值。 經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 3×2×1.20×1.05/2=3.78kN 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算 其中 W0 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0 = 0.35 Uz 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001

11、)的規(guī)定采用：Uz = 1.25 Us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us = 1.2 經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk = 0.7×0.35×1.25×1.2 = 0.368kN/m2。 考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ 風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。五、立桿的穩(wěn)定性計算: 不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計值，N=1

12、0.31kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.391； i 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.08m； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.5； A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經(jīng)計算得到 = 53.923 f 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值，f = 205.00N/mm2；不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 考慮風(fēng)荷載時,

13、立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設(shè)計值，N=9.512kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.391； i 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.08m； k 計算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定；u = 1.5 A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 計算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩，MW = 0.076kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經(jīng)計算得到 = 64.71

14、f 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值，f = 205.00N/mm2；考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!六、連墻件的計算: 連墻件的軸向力計算值應(yīng)按照下式計算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，應(yīng)按照下式計算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值，wk = 0.37kN/m2； Aw 每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積，Aw =2.4×2.4= 5.76m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 5經(jīng)計算得到 Nlw = 2.984kN，

15、連墻件軸向力計算值 Nl = 7.984kN 連墻件軸向力設(shè)計值 Nf = Af 其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 l/i=50/1.58的結(jié)果查表得到=0.915； A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。 經(jīng)過計算得到 Nf = 91.72kNNf>Nl，連墻件的設(shè)計計算滿足要求! 連墻件采用扣件與墻體連接。 經(jīng)過計算得到 Nl = 7.984kN小于扣件的抗滑力8kN，滿足要求!連墻件扣件連接示意圖七、懸挑梁的受力計算: 懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。 懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本工程腳手架排距為1050m

16、m，內(nèi)側(cè)腳手架距墻體500mm，支拉斜桿的支點距墻體2000mm， 水平支撐梁的截面慣性矩I = 935cm4，截面抵抗矩W = 117cm3，截面積A = 25.16cm2。 受腳手架集中荷載 P=1.2×4.178+1.4×3.78=9.85kN 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×25.16×0.0001×7.85×10=0.24kN/m懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖 經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN)懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 R1=9

17、.83,R2=12.49,R3=-1.66 最大彎矩 Mmax=2.872kN.m 截面應(yīng)力 =M/1.05W+N/A=2.872×106/(1.05×117000)+0×1000/2516=23.38N/mm2 水平支撐梁的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!八、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算: 水平鋼梁采用16b號槽鋼口水平,計算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：經(jīng)過計算得到 b=570×10×65×235/(2000×160×235.0)=1.16由于b大于0.6，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

18、規(guī)范(GB50017-2003)附錄B其值用b'查表得值為0.827 經(jīng)過計算得到強度 =2.872×106/(0.827×117000)=29.68N/mm2； 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 < f=205,滿足要求!九、拉桿與支桿的受力計算: 水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi、支桿的軸力RDi按照下面計算 其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力； RDicosi為支桿的頂力對水平桿產(chǎn)生的軸拉力。 當(dāng)RAH>0時，水平鋼梁受壓；當(dāng)RAH<0時，水平鋼梁受拉；當(dāng)RAH=0時，水平鋼梁不受力。 各支點的支撐力 RCi=RUisini+RD

19、isini 且有 RUicosi=RDicosi 可以得到 按照以上公式計算得到由左至右各桿件力分別為:RU1 =5.29kN RD1 =5.29kN十、拉桿與支桿的強度計算: 拉繩或拉桿的軸力RU與支桿的軸力RD我們均取最大值進行計算，分別為 RU=5.29kN RD=5.29kN 拉桿的強度計算： 上面拉桿以鋼管100.0×10.0mm計算，斜拉桿的容許壓力按照下式計算： =N/A < f 其中 N 斜拉桿的軸心壓力設(shè)計值，N = 5.29kN； A 斜拉桿凈截面面積，A =28.26cm2； 斜拉桿受拉強度計算值，經(jīng)計算得到結(jié)果是 1.87 N/mm2； f 斜拉桿抗拉強度設(shè)計值，f = 215N/mm2； 受拉斜桿的穩(wěn)定性計算 < f, 滿足要求! 斜撐桿的焊縫計算： 斜撐桿采用焊接方式與墻體預(yù)埋件連接，對接焊縫強度計算公式如下 其中 N為斜撐桿的軸向力，N=5.29kN； lw為斜撐桿件的周