普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算1

1、普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書(shū)龍湖鎮(zhèn)龍香苑工程；屬于結(jié)構(gòu);地上0層;地下0層；建筑高度：0m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：0m ；總建筑面積：0平方米；總工期：0天；施工單位：。本工程由投資建設(shè)，設(shè)計(jì)，地質(zhì)勘察，監(jiān)理，組織施工；由擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，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(jì)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(jì)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 20 米，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為0.9米，立桿的步距為1.8 米；

2、內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.30米；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長(zhǎng)度為 150.00 米；采用的鋼管類(lèi)型為 48×3.0； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù) 1.00；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 3.6 米，水平間距4.5 米，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(kN/m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處河南省鄭州市，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.450，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z為1.000，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為1.130；計(jì)算中考慮風(fēng)荷載作用；4.靜荷載參數(shù)每米

3、立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.1248；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):3 層；腳手板類(lèi)別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類(lèi)別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.3米，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度 2 米。與樓板連接的螺栓直徑(mm):16.00；樓板混凝土標(biāo)號(hào):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:8.000；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)

4、，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、小橫桿的計(jì)算:小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1= 0.033 kN/m ；腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P2= 0.3×1.5/3=0.15 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×1.5/3=1 kN/m；荷載的計(jì)算值: q=1.2×0.033+1.2×0.15+1.4×1 = 1.62 kN/m； 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩，計(jì)算

5、公式如下: 最大彎矩 Mqmax =1.62×0.92/8 = 0.164 kN.m；最大應(yīng)力計(jì)算值 = Mqmax/W =36.53 N/mm2；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =36.53 N/mm2 小于 小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度計(jì)算:最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=0.033+0.15+1 = 1.183 kN/m ； 最大撓度 V = 5.0×1.183×9004/(384×2.06×105×107800)=0.455 mm；小橫桿的最大撓度 0.455 mm 小于 小橫

6、桿的最大容許撓度 900 / 150=6 與10 mm，滿足要求！ 三、大橫桿的計(jì)算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。1.荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1= 0.033×0.9=0.03 kN；腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P2= 0.3×0.9×1.5/3=0.135 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q= 2×0.9×1.5/3=0.9 kN；荷載的設(shè)計(jì)值: P=(1.2×0.03+1.2×0.135+1.4×0.9)/2=0.729 kN； 大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布

7、荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的彎矩和。 均布荷載最大彎矩計(jì)算:M1max=0.08×0.033×1.5×1.5=0.006 kN.m； 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: 集中荷載最大彎矩計(jì)算:M2max=0.267×0.729×1.5= 0.292 kN.m；M = M1max + M2max = 0.006+0.292=0.298 kN.m最大應(yīng)力計(jì)算值 = 0.298×106/4490=66.359 N/mm2；大橫桿的最大應(yīng)力計(jì)算值 = 66.359 N/mm2 小于 大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2，滿足

8、要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和,單位:mm；均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度： Vmax= 0.677×0.033×15004 /(100×2.06×105×107800) = 0.051 mm；集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度：小橫桿傳遞荷載 P=（0.03+0.135+0.9）/2=0.532kN V= 1.883×0.532×15003/ ( 100 ×2.06×105

9、×107800) = 1.524 mm；最大撓度和：V= Vmax + Vpmax = 0.051+1.524=1.575 mm；大橫桿的最大撓度 1.575 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500 / 150=10與10 mm，滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計(jì)算:按規(guī)范表,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)1.00，該工程實(shí)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(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；小

10、橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.033×0.9×2/2=0.03 kN；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.033×1.5=0.05 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.3×0.9×1.5/2=0.202 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 2×0.9×1.5 /2 = 1.35 kN；荷載的設(shè)計(jì)值: R=1.2×(0.03+0.05+0.202)+1.4×1.35=2.229 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計(jì)算: 作用于腳手架的荷載包括靜

11、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0.1248 NG1 = 0.1248+(0.90×2/2)×0.033/1.80×20.00 = 2.829；(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0.3 NG2= 0.3×3×1.5×(0.9+0.3)/2 = 0.81 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 = 0.15×3×1.5/2 = 0.337 kN；(4)吊掛的安

12、全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.5×20 = 0.15 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.126 kN；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(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ= 2×0.9×1.5×2/2 = 2.7 kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)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 = 0.45 kN/m2； Uz - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)

13、，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 1 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為1.13；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 ×0.45×1×1.13 = 0.356 kN/m2；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×4.126+ 1.4×2.7= 8.732 kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.126+ 0.85×1.4×2.7= 8.165 kN

14、；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.356×1.5× 1.82/10 = 0.206 kN.m；六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算: 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 8.732 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ：k = 1.155 ；當(dāng)驗(yàn)算桿件長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，取塊1.0；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 lo = k××h 確定

15、 ：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比 Lo/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的計(jì)算結(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(jì)值 ：f =205 N/mm2； = 8732/(0.188×424)=109.542 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 109.542 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 8.165 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑

16、：i = 1.59 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比: L0/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)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(jì)值 ：f =205 N/mm2； = 8164.8/(0.188×424)+205860.123/4490 = 148.277 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)

17、算 = 148.277 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！七、連墻件的計(jì)算: 連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + N0風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.356 kN/m2；每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積 Aw = 16.2 m2；按規(guī)范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(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 8.073 kN；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 13.073 kN；連墻件承載

18、力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i = 300/15.9的結(jié)果查表得到 =0.949，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度；又： A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf = 0.949×4.24×10-4×205×103 = 82.487 kN；Nl = 13.073 < Nf = 82.487,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計(jì)算得到 Nl = 13.073小于雙扣件的抗滑力 16 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連

19、接示意圖八、懸挑梁的受力計(jì)算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)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(diǎn)，A為墻支點(diǎn)。 本方案中，腳手架排距為900mm，內(nèi)排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體為 1200mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面積A = 26.1 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.2×4.126 +1.4×2.7 = 8.732 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m； 懸挑腳手架示意圖

20、 懸挑腳手架計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)過(guò)連續(xù)梁的計(jì)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(mm) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1 = 10.473 kN； R2 = 7.925 kN； R3 = -0.123 kN。 最大彎矩 Mmax= 1.444 kN.m；最大應(yīng)力 =M/1.05W+N/A= 1.444×106 /( 1.05 ×141000 )+ 0×103 / 2610 = 9.754 N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 9.754 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 215 N/mm2

21、,滿足要求！九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算: 水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼,計(jì)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(jì)算： b = 570 ×9.9×88× 235 /( 1200×160×235) = 2.59由于b大于0.6，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.961。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到最大應(yīng)力 = 1.444×106 /( 0.961×141000 )= 10.658 N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 = 10.658 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求!十、拉繩的

22、受力計(jì)算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計(jì)算 其中RUicosi為鋼繩的 拉力對(duì)水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=11.28 kN；十一、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算:鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算：鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為RU=11.28 kN 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)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(jì)算中可以近似計(jì)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(duì)6×

23、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(jì)算中Fg取11.28kN，=0.82，K=8，得到：經(jīng)計(jì)算，鋼絲繩最小直徑必須大于15mm才能滿足要求！ 鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=11.28kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為 其中 f 為拉環(huán)受力的單肢抗剪強(qiáng)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=(1127.958×4/3.142×125) 1/2 =11mm；十二、錨固段與樓板連接的計(jì)算: 1.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算如下：水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)受力