三角形鋼管懸挑斜撐腳手架計(jì)算書

1、三角形鋼管懸挑斜撐腳手架計(jì)算書 計(jì)算依據(jù)： 1、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011 2、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012 3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003 4、施工技術(shù)2006.2期 由于國(guó)家未對(duì)鋼管懸挑腳手架作出相應(yīng)規(guī)定，故本計(jì)算書參考施工技術(shù)2006.2期編制，僅供參考。 一、參數(shù)信息 1.腳手架參數(shù) 雙排腳手架搭設(shè)高度為 5 m； 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5m，立桿的橫距為1.05m，立桿的步距為1.8 m； 內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.30m； 橫向水平桿在上，搭接在縱向水平桿上的橫向水平桿根數(shù)為 2 根； 三角形鋼管支撐點(diǎn)豎向距離為 3.60

2、 m； 采用的鋼管類型為 483； 橫桿與立桿連接方式為雙扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù) 0.80； 連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 3.6 m，水平間距4.5 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(kN/m2)：2.000；腳手架用途：結(jié)構(gòu)腳手架； 同時(shí)施工層數(shù)：2 層； 3.風(fēng)荷載參數(shù) 本工程地處浙江溫州市，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.350kN/m2，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z為0.920，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為1.254； 計(jì)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/m)：0.1250； 腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.350；

3、欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)：0.170； 安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.010；腳手板鋪設(shè)層數(shù)：2 層； 腳手板類別：竹串片腳手板；欄桿擋板類別：竹串片腳手板擋板； 二、橫向水平桿的計(jì)算 橫向水平桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，橫向水平桿在縱向水平桿的上面。按照上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算橫向水平桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計(jì)算 橫向水平桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1= 0.03kN/m ； 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2= 0.351.5/3=0.17kN/m ； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=21.5/3=1kN/m； 荷載的計(jì)算值：q=1.20.03+1.20.17+1.41=

4、1.65kN/m； 橫向水平桿計(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)算公式如下： Mqmax=ql2/8 最大彎矩 Mqmax =1.651.052/8=0.23kNm； 最大應(yīng)力計(jì)算值 =Mqmax/W =50.64N/mm2；橫向水平桿的最大彎曲應(yīng)力 =50.64N/mm2 小于 橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205N/mm2 橫向水平吧的彎曲應(yīng)力滿足要求！ 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=0.03+0.17+1=1.21kN/m ； qmax=5ql4/384EI 最大撓度 =5.01.2110504/(3842.0

5、6105107800)=0.86 mm；橫向水平桿的最大撓度 0.86 mm 小于 橫向水平桿的最大容許撓度 1050 / 150=7 與10 mm 橫向水平桿的撓度滿足要求！ 三、縱向水平桿的計(jì)算 縱向水平桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，橫向水平桿在縱向水平桿的上面。 1.荷載值計(jì)算 橫向水平桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1= 0.031.05=0.03kN； 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2= 0.351.051.5/3=0.18kN； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q= 21.051.5/3=1.05kN； 荷載的設(shè)計(jì)值：P=(1.20.03+1.20.18+1.41.05)/2=0.87kN； 縱向水平桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 2

6、.強(qiáng)度驗(yàn)算 最大彎矩考慮為縱向水平桿自重均布荷載與橫向水平桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的彎矩和。 Mmax=0.08ql2 均布荷載最大彎矩計(jì)算：M1max=0.080.031.51.5=0.01kNm； 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下： Mpmax=0.267Pl 集中荷載最大彎矩計(jì)算：M2max=0.2670.871.5= 0.35kNm； M=M1max + M2max=0.01+0.35=0.35kNm 最大應(yīng)力計(jì)算值 =0.35106/4490=78.6N/mm2；縱向水平桿的最大彎曲應(yīng)力計(jì)算值 =78.6N/mm2 小于 縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205N/mm2 縱向水平桿的

7、彎曲應(yīng)力滿足要求！ 3.撓度驗(yàn)算 最大撓度考慮為縱向水平桿自重均布荷載與橫向水平桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和； 均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下： max=0.677ql4/100EI 縱向水平桿自重均布荷載引起的最大撓度： max= 0.6770.0315004 /(1002.06105107800)=0.05 mm； 集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下： pmax=1.883Pl3/100EI 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度： 橫向水平桿傳遞荷載 P=(0.03+0.18+1.05)/2=0.63kN = 1.8830.6315003/ ( 100 2.06105107800)=1.

8、82 mm； 最大撓度和：= max + pmax=0.05+1.82=1.87 mm；縱向水平桿的最大撓度 1.87 mm 小于 縱向水平桿的最大容許撓度 1500 / 150=10與10 mm 縱向水平桿的撓度滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計(jì)算 雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取12.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為9.60kN 。 縱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(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.2.5)： R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，取9.60kN； R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；

9、橫向水平桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.031.052/2=0.035kN； 縱向水平桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.031.5=0.05kN； 腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P3=0.351.051.5/2=0.28kN； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=21.051.5 /2=1.58kN； 荷載的設(shè)計(jì)值：R=1.2(0.035+0.05+0.276)+1.41.58=2.64kN； R 9.6kN,所以雙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0.1248kN/m NG1=0.1248+(1

10、.052/2)0.033/1.805.00=0.721kN； (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2 NG2= 0.3521.5(1.05+0.3)/2=0.71kN； (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹串片擋腳板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.17kN/m NG3=0.1721.5/2=0.26kN； (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)：0.01kN/m2 NG4=0.011.55=0.08kN； 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=1.76kN； 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

11、載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ=21.051.52/2=3.15kN； 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+0.91.4NQ=1.21.76+ 0.91.43.15= 6.08kN； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N=1.2NG+1.4NQ=1.21.76+1.43.15=6.52kN； 六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 k=zs0 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=0.35kN/m2； z - 風(fēng)壓高度變化系數(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

12、- 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為1.25； 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： k=0.350.741.25=0.23kN/m2； 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為： Mw=0.9 1.4kLah2/10=0.9 1.40.231.51.82/10=0.13kNm； 考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 =N/(A) + MW/W f 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=6.081kN； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 =N/(A) f 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=N= 6.52kN； 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)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2

13、011)第5.2.8條得：k=1.155，長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算時(shí)，k=1； 計(jì)算長(zhǎng)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(JGJ130-2011)表5.2.8得 ：=1.5 ； 長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算： 計(jì)算長(zhǎng)度，由公式 l0=kuh 確定：l0=2.7 m； 長(zhǎng)細(xì)比：L0/i=170 ； 立桿穩(wěn)定性計(jì)滿足要求！ 軸心受壓桿件穩(wěn)定性驗(yàn)算： 計(jì)算長(zhǎng)度，由公式 l0=kuh 確定：l0=3.12 m； 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 ：= 0.19 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 =205N/

14、mm2； 考慮風(fēng)荷載時(shí) =6080.85/(0.19424)+131485.71/4490=105.57N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 =105.57N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205N/mm2 立桿穩(wěn)定性計(jì)滿足要求！ 不考慮風(fēng)荷載時(shí) =6521.85/(0.19424)=81.82N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 =81.82N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205N/mm2 立桿穩(wěn)定性滿足要求！ 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 連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算z0.92，s1.25，00.35， k=zs0=0.921.

15、250.35=0.4kN/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=2.7 m2； 按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)5.2.12條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)，N0=3 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=1.4kAw=1.53kN； 連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl=Nlw + N0= 4.53kN； 連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： Nf=A0.85*f 其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長(zhǎng)細(xì)比 l/i=300/15.9=18.87；查表得到 =0.95，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度； A=4.24

16、 cm2；f=205N/mm2； 連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf=0.954.2410-40.85205103=70.11kN；Nl=4.53kN Nf=70.11kN 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=4.53kN，小于雙扣件的抗滑力 9.6kN 雙扣件抗滑承載滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖 八、三角形鋼管懸挑支撐計(jì)算 在豎向荷載作用下，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下立面圖 1、上圖所示豎向荷載P1、P2由腳手架立桿所傳，作用在三角形鋼管懸支撐上各個(gè)桿件內(nèi)力和各個(gè)支點(diǎn)的支座反力計(jì)算如下： (1)三角形鋼管懸支撐的各桿件軸力： NBD 6.081(0.402+3.6

17、02)0.5/3.606.118kN； NCD 6.081(0.40+1.05)2+3.6020.5/3.606.556kN； NBC 6.081(0.40+1.05)/ 3.602.449kN； NAB 6.0810.40/3.60 +2.4493.125kN； (2)三角形鋼管懸支撐的各支點(diǎn)的支座反力： RAH(拉力)3.125kN； RDH(壓力)3.125kN； RDVP1+P212.162kN。 2、三角形鋼管懸支撐中水平桿ABC中的力，除由P1、P2產(chǎn)生的軸力NAB外，還有P1、P2產(chǎn)生的壓屈剪力NV和風(fēng)荷載引起的水平力NW。 (1)由P1、P2產(chǎn)生的壓屈剪力NV： Nv=Pi/(

18、85) Nv=Pi/(85)=12.162/(850.14 )= 1.022kN； =(3600.0002+400.0002)0.5/(1.59010)=228； 式中 為立桿穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)查表得 =0.140 。 (2)風(fēng)荷載引起的NW： 計(jì)算風(fēng)荷載 qw=1.4(0.7UzUs0)La qw=1.4(0.7zs0)La =1.4(0.70.9201.2540.350)4.500 =1.781kN/m La-連墻件橫向距離，取4.50 m； 以連墻桿作為支點(diǎn)，在風(fēng)荷載作用下，按四跨連續(xù)梁計(jì)算，邊支座反力： R =0.393qwL=0.3931.7813.60= 2.519kN； L-連墻件豎

19、向距離，取 3.60 m； 風(fēng)荷載給三角懸挑腳手架水平桿的力NW計(jì)算： NW2R=5.039kN。 3、三角懸挑的桿件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) (1)水平桿AB 軸拉力NABNAB+NV+NW= 3.125+1.022+5.039= 9.186kN； 鋼管的拉應(yīng)力： NAB /A= 9.186103/(4.240100) =21.664N/mm2； AB桿的拉應(yīng)力21.66N/mm2 小于 205N/mm2 滿足要求！ (2)BD桿 NBD6.118kN，BD的長(zhǎng)度3.622 m，在BD桿中點(diǎn)設(shè)EF支撐，則BD的計(jì)算長(zhǎng)度l0計(jì)算如下： l0= 3.622103/21.1552091.794 mm； l0/i

20、2091.794/15.900 132； 根據(jù)值查表的0.386； M=NBDe； 其中依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范：e53mm。 M=6.11810353=324268.361 Nmm ； 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定m取1； NEX=2EA(1.12) NEX=2EA(1.12) =22.060105424.000/(1.11322)= 44977.185 N ； BD桿壓彎穩(wěn)定性按下式計(jì)算： =N/A + mM/W(1-N/NEX) 6.118103/(0.386424.000)+1324268.361/(4490.000(1- 6.1181030.386 /44977.185) =113.606N/mm2； BD桿的壓應(yīng)力113.61N/mm2 小于 205N/mm2 滿足要求！ (3)CD桿 NCD6.556kN，CD的長(zhǎng)度3.881 m，在CD桿中點(diǎn)設(shè)EF支撐，則CD的計(jì)算長(zhǎng)度l0計(jì)算如下： l0= 3.881103/21.1552241.303 mm； l0/i2241.303/15.900 141； 根據(jù)值查表的0.344； M=NCDe； 其中依據(jù)建