懸挑腳手架計算書

1、型鋼懸挑鋼管外腳手架計算書 型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范編制。 一、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 24.0 米，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.50米，立桿的橫距為1.05米，立桿的步距為1.50 米；內(nèi)排架距離墻長度為0.30米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150 米；采用的鋼管類型為 48×3.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載

2、力系數(shù) 0.80；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距 3.00 米，水平間距3.00 米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件連接；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處福建省廈門市，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.800，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z為0.740，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為0.645；計算中考慮風(fēng)荷載作用；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.1394；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.0

3、05；腳手板鋪設(shè)層數(shù):16 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁1 / 17懸挑水平鋼梁采用16號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長度 2.30 米。與樓板連接的螺栓直徑(mm):20.00；樓板混凝土標(biāo)號:C30；6.拉繩與支桿參數(shù)支撐數(shù)量為:1； 鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.000；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.20 m。 二、大橫桿的計算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度

4、計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工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=0.038 kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.300×1.050/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050 kN/m；靜荷載的設(shè)計值: q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172 kN/m；活荷載的設(shè)計值: q2=1.4×1.050=1.470 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)

5、圖2 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦? 跨中最大彎距為M1max=0.08×0.172×1.5002+0.10×1.470×1.5002 =0.362 kN.m；支座最大彎距計算公式如下: 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.172×1.5002-0.117×1.470×1.5002 =-0.426 kN.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：=Max(0.362×106,0.426×106)

6、/5080.0=83.858 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 83.858 N/mm2 小于 大橫桿的抗壓強度設(shè)計值 f=205.0 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算: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： 其中： 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =1.050 kN/m；最大撓度計算值為：V= 0.677×0.143×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.050×1500.

7、04/(100×2.06×105×121900.0) = 2.291 mm；大橫桿的最大撓度 2.291 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500.0/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計算:根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，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值作為小橫桿集中荷載，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= 0.038×1.500 = 0.058 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.300×1.050

8、15;1.500/(2+1)=0.158 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3.000×1.050×1.500/(2+1) =1.575 kN；集中荷載的設(shè)計值: P=1.2×(0.058+0.158)+1.4 ×1.575 = 2.463 kN； 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: Mqmax = 1.2×0.038×1.0502/8 = 0.006 kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下: Mpmax = 2.463×1.050/3

9、= 0.862 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.868 kN.m；最大應(yīng)力計算值 = M / W = 0.868×106/5080.000=170.953 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =170.953 N/mm2 小于 小橫桿的抗壓強度設(shè)計值 205.000 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下: Vqmax=5×0.038×1050.04/(384×2.060×105×12190

10、0.000) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.575 = 1.790 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下: Vpmax = 1790.100×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9 ) /(72×2.060×105 ×121900.0) = 2.929 mm；最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.929 = 2.953 mm；小橫桿的最大撓度為 2.953 mm 小于 小橫桿的最大容

11、許撓度 1050.000/150=7.000與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN?？v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6.40 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.038×1.500×2/2=0.058 kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.038×1.050/

12、2=0.020 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.300×1.050×1.500/2=0.236 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 3.000×1.050×1.500 /2 = 2.363 kN；荷載的設(shè)計值: R=1.2×(0.0580.020+0.236)+1.4×2.363=3.684 kN；R < 6.40 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計算: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、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)，為0.1394 NG1

13、 = 0.1394+(1.50×2/2+1.50×2)×0.038/1.50×24.00 = 6.110；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.30 NG2= 0.300×16×1.500×(1.050+0.3)/2 = 4.860 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG3 = 0.150×16×1.500/2 = 1.800 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.

14、005×1.500×24.000 = 0.180 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 12.950 kN；活荷載為施工荷載標(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1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ= 3.000×1.050×1.500×2/2 = 4.725 kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計算 其中 Wo - 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： Wo = 0.800 kN/m2； 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

15、(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 0.740 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.645；經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 ×0.800×0.740×0.645 = 0.267 kN/m2；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×12.950+ 1.4×4.725= 22.155 kN；考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×12.950+ 0.85×1.4×4.725= 2

16、1.163 kN；風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.267×1.500× 1.5002/10 = 0.107 kN.m； 六、立桿的穩(wěn)定性計算: 不考慮風(fēng)荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計值 ：N = 22.155 kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.500 ；計算長度 ,由公式 lo = k×

17、×h 確定 ：l0 = 2.599 m；長細比 Lo/i = 164.000 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的計算結(jié)果查表得到 ：= 0.262 ；立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：f =205.000 N/mm2； = 22155.000/(0.262×489.000)=172.930 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 172.930 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設(shè)計值 f = 205.000 N/mm2，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 立桿的軸心壓

18、力設(shè)計值 ：N = 21.163 kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.500 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 2.599 m；長細比: L0/i = 164.000 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.262立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：f =205.000 N/mm2； = 21163.230/

19、(0.262×489.000)+107349.543/5080.000 = 186.317 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 186.317 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設(shè)計值 f = 205.000 N/mm2，滿足要求！ 七、連墻件的計算: 連墻件的軸向力設(shè)計值應(yīng)按照下式計算： Nl = Nlw + N0風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.267 kN/m2；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 = 9.000 m2；按規(guī)范5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，按照下式計算：Nlw

20、= 1.4×Wk×Aw = 3.368 kN；連墻件的軸向力設(shè)計值 Nl = Nlw + N0= 8.368 kN；連墻件承載力設(shè)計值按下式計算： Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長細比 l0/i = 300.000/15.800的結(jié)果查表得到 =0.949，l為內(nèi)排架距離墻的長度；又： A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計值為 Nf = 0.949×4.890×10-4×205.000×103 = 95.133 kN；Nl = 8.368 <

21、Nf = 95.133,連墻件的設(shè)計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 8.368小于雙扣件的抗滑力 12.800 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖 八、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。懸臂部分受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體為 1200mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130.00 cm4，截面抵抗矩W = 141.00 cm3，截面積A = 26.10 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.2×12

22、.950 +1.4×4.725 = 22.155 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.100×0.0001×78.500 = 0.246 kN/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) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1 = 29.823 kN； R2 = 15.595 kN； R3 = -0.172 kN。 最大彎矩 Mmax= 3.400 kN.m；最大應(yīng)力 =M/1.05W+N/A= 3.400×106 /

23、( 1.05 ×141000.0 )+ 0.000×103 / 2610.0 = 22.966 N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計算值 22.966 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強度設(shè)計值 215.000 N/mm2,滿足要求！ 九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算: 水平鋼梁采用16號工字鋼,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： b = 570 ×9.9×88.0× 235 /( 1200.0×160.0×235.0) = 2.59由于b大于0.6，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003

24、)附表B，得到 b值為0.961。經(jīng)過計算得到最大應(yīng)力 = 3.400×106 /( 0.961×141000.00 )= 25.094 N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 = 25.094 小于 f = 215.000 N/mm2 ,滿足要求! 十、拉繩的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi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。各支點的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=32.120 kN； 十一、拉繩的強度計算: 鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計算：鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進

25、行計算，為RU=32.120 kN 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算： 其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)， 計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8； K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計算中Fg取32.120kN，=0.820，K=6.000，得到：經(jīng)計算，鋼絲繩最小直徑必須大于22.000mm才能滿足要求！ 鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強度計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=32.120kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強度計算公式為 其中 f 為拉環(huán)受力的單肢抗剪強度，取f = 125N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 D=(3212.003×4/3.142×125.000) 1/2 =19.000mm； 十二、錨固段與樓板連接的計算: 1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強度計算如下：水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力 R=