普通型鋼懸挑腳手架計算書定稿

1、普通型鋼懸挑腳手架計算書 大城郡一期二標(biāo)段工程； 工程建設(shè)地點:蘇州市木瀆鎮(zhèn)金楓路與蘇福路交界處；屬于框剪結(jié)構(gòu)； 地上26層； 地下1層；建筑高度：76.9m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：2.9m ；總建筑面積：49705平方米；總工期：480天。本工程由蘇州永新置地有限公司投資建設(shè)，中國建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司設(shè)計，蘇州市城市建筑設(shè)計院有限公司地質(zhì)勘察，蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司監(jiān)理，蘇州順龍建設(shè)工程有限公司組織施工；由高曰龍擔(dān)任項目經(jīng)理，榮上宏擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。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)、

2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)、建筑施工安全檢查評分標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-99)、建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91) 以及本工程的施工圖紙。 一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 18 m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.7m，立桿的橫距為1m，立桿的步距為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長度為0.25 m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；采用的鋼管類型為 48×3.0； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距 3.6 m，水平間距3.4 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載

3、(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)本工程地處江蘇蘇州市，基本風(fēng)壓0.45kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z，計算連墻件強(qiáng)度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.214；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/m):0.1307；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/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):4 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16a號槽鋼，其中

4、建筑物外懸挑段長度1.5m，建筑物內(nèi)錨固段長度 2.3 m。錨固壓點螺栓直徑(mm):20.00；樓板混凝土標(biāo)號:C30；6.拉繩與支桿參數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.300；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 1.2 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)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，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=0.033kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0

5、.3×1/(2+1)=0.1kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=3×1/(2+1)=1kN/m；靜荷載的設(shè)計值: q1=1.2×0.033+1.2×0.1=0.16kN/m；活荷載的設(shè)計值: q2=1.4×1=1.4kN/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) 圖2 大橫桿設(shè)計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計算公式如下: M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.08×0.16×1.72+0.10

6、15;1.4×1.72 =0.442kN·m；支座最大彎距計算公式如下: M2max=-0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.16×1.72-0.117×1.4×1.72 =-0.52kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗算： =Max(0.442×106,0.52×106)/4490=115.813N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 =115.813N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考

7、慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： max=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.033+0.1=0.133kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =1kN/m； 最大撓度計算值為：=0.677×0.133×17004/(100×2.06×105×107800)+0.990×1×17004/(100×2.06×105×107800)=4.063 mm；大橫桿的最大撓度 4.063 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度

8、1700/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計算根據(jù)JGJ130-2001第條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)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= 0.033×1.7=0.057kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3×1×1.7/(2+1)=0.170kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3×1×1.7/(2+1) =1.700kN；集中荷載的設(shè)計值: P=1.2×(0.057+0.17)+1.4 

9、15;1.7=2.652kN； 小橫桿計算簡圖2.強(qiáng)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=ql2/8Mqmax=1.2×0.033×12/8=0.005kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.652×1/3=0.884kN·m ；最大彎矩 M=Mqmax + Mpmax=0.889kN·m；最大應(yīng)力計算值 =M / W=0.889×106/4490=197.989N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =19

10、7.989N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 205N/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:qmax=5ql4/384EIqmax=5×0.033×10004/(384×2.06×105×107800)=0.02 mm ；大橫桿傳遞荷載 P=p1 + p2 + Q=0.057+0.17+1.7=1.927kN；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:pmax=Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax=19

11、26.61×1000×(3×10002-4×10002/9 ) /(72×2.06×105×107800)=3.079 mm；最大撓度和 =qmax + pmax=0.02+3.079=3.099 mm；小橫桿的最大撓度為 3.099 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1000/150=6.667與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？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(建筑施工扣件式鋼管腳手架安

12、全技術(shù)規(guī)范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.00kN；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=0.033×1.7×2/2=0.057kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2=0.033×1/2=0.017kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3=0.3×1×1.7/2=0.255kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=3×1×1.7 /2=2.55kN；荷載的設(shè)計值: R=1.2×(0.057+0.017+0.255)+1.4×2.55=3.964kN；R < 8

13、.00kN，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，為0.1307kN/m NG1=0.1307+(1.70×2/2)×0.033/1.80×18.00=2.919kN；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2 NG2= 0.3×4×1.7×(1+0.2)/2=1.275kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15kN/m NG3=0.15

14、5;4×1.7/2=0.51kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005kN/m2 NG4=0.005×1.7×18=0.153kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.857kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，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=3×1×1.7×2/2=5.1kN；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=1.2×4.857+ 0.85×1.4×5.1=

15、11.897kN；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值為 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.857+1.4×5.1=12.968kN；六、鋼絲繩卸荷計算(因此內(nèi)容在規(guī)范以外，故僅供參考)鋼絲繩卸荷按照完全卸荷計算方法。在腳手架全高范圍內(nèi)卸荷2次；吊點選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點位置；以卸荷吊點分段計算。第1 次卸荷凈高度為6m;第2 次卸荷凈高度為5m; 經(jīng)過計算得到a1=arctg3.000/(1.000+0.250)=67.380度a2=arctg3.000/0.250=85.236度第1次卸荷處立桿軸向力為：P1=P2=1.5×11.89

16、7×6/18 =5.949kN；kx為不均勻系數(shù)，取1.5 各吊點位置處內(nèi)力計算為(kN)：T1=P1/sina1=5.949/0.923=6.444kNT2=P2/sina2=5.949/0.997=5.969kNG1=P1/tana1=5.949/2.400=2.479kNG2=P2/tana2=5.949/12.000=0.496kN其中T鋼絲繩軸向拉力，G鋼絲繩水平分力。卸荷鋼絲繩的最大軸向拉力為Fg= T1 =6.444kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計算：Fg=aFg/K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

17、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)，取0.82； K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計算中Fg取 6.444kN，=0.82，K=6，得到：選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為：d =(2×6.444×6.000/0.820)0.5=9.7 mm。吊環(huán)強(qiáng)度計算公式為：=N / A f其中 f - 吊環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定f=50N/mm2； N - 吊環(huán)上承受的荷載等于Fg； A - 吊環(huán)截面積，每個吊環(huán)按照兩個截面計算,A=0.5d2；選擇吊環(huán)的最小直徑要為：d =(2×Fg/f/)0.5 =(2×6.444&#

18、215;103/50/3.142)0.5=9.1 mm。第1次卸荷鋼絲繩最小直徑為 9.7 mm，必須拉緊至 6.444kN，吊環(huán)直徑為 10.0 mm。根據(jù)各次卸荷高度得：第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為 8.9 mm，必須拉緊至 5.370kN，吊環(huán)直徑為 10.0 mm。七、立桿的穩(wěn)定性計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 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：0=0.45kN/m2； z - 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)的規(guī)定采用：z= 0.74； s -

19、 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk=0.7 ×0.45×0.74×0.214=0.05kN/m2；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=0.85 ×1.4×0.05×1.7×1.82/10=0.033kN·m；考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式=N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N=11.897×7/18 =4.627kN；不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式=N/(A) f立桿的軸心壓力設(shè)計值

20、 ：N=12.968×7/18 =5.043kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i=1.59 cm；計算長度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表得 ： k=1.155 ；計算長度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表得 ：=1.5 ；計算長度 ,由公式 l0=kuh 確定：l0=3.118 m；長細(xì)比: L0/i=196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.188立桿凈截面面積 ： A=4.24 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W=4.49 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 ：

21、f =205N/mm2；考慮風(fēng)荷載時=4626.627/(0.188×424)+32696.174/4490=65.324N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 =65.324N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f=205N/mm2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時=5043.127/(0.188×424)=63.267N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 =63.267N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 f=205N/mm2，滿足要求！八、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連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計算z0.92，s0.214，00.45，Wk=0.

22、7z·s·0=0.7 ×0.92×0.214×0.45=0.062kN/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=12.24 m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000kN；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=1.4×Wk×Aw=1.063kN；連墻件的軸向力設(shè)計值 Nl=Nlw + N0= 6.063kN；連墻件承載力設(shè)計值按下式計算：Nf=·A·f其中 - 軸心受

23、壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長細(xì)比 l/i=250/15.9的結(jié)果查表得到 =0.958，l為內(nèi)排架距離墻的長度； A=4.24 cm2；f=205N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計值為 Nf=0.958×4.24×10-4×205×103=83.269kN；Nl=6.063 < Nf=83.269,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=6.063小于雙扣件的抗滑力 12kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖九、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

24、點，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為1000mm，內(nèi)排腳手架距離墻體250mm，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=866.2cm4，截面抵抗矩W=108.3cm3，截面積A=21.95cm2。受腳手架集中荷載 P=(1.2×4.857 +1.4×5.1)×7/18= 5.043kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×21.95×0.0001×78.5=0.207kN/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

25、) 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：R2=6.193kN；R3=4.6kN；R4=0.08kN。最大彎矩Mmax=0.679kN·m；最大應(yīng)力=M/1.05W+N/A=0.679×106/( 1.05 ×108300)+ 3.378×103/2195=7.507N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計算值7.507N/mm2小于水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 215N/mm2,滿足要求！十、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算水平鋼梁采用16a號槽鋼,計算公式如下 =M/bWx f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：

26、b=(570tb/lh)×(235/fy)經(jīng)過計算得到最大應(yīng)力b=(570tb/lh)×(235/fy)=570 ×10×63× 235 /( 3000×160×235)=0.75由于b大于0.6，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.69。經(jīng)過計算得到最大應(yīng)力 =0.679×106 /( 0.69×108300 )= 9.041N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 =9.041 小于 f=215N/mm2 ,滿足要求！十一、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 RAH=RUicosi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=6.59kN；十二、拉繩的強(qiáng)度計算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計算鋼絲拉繩(斜拉桿)