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1、普通型钢悬挑脚手架计算书11工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ130-2001) 、 建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、 钢结构设计规范(GB50017-2003) 、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99) 、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。一、参数信息:1. 脚手架参数双排脚手架搭设高
2、度为18 m ，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m,立杆的横距为1.05m,立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2 根；采用的钢管类型为 48X3.5横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m ,水平间距4.5 m,采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2. 活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000 ；脚手架用途: 结构脚手架；同时施工层数:2 层；3. 风荷载参数本工程地处重庆，基本风压0.4 kN/m 2；风荷载高度变化系数叫计算连墙件强度时取0.92 ,计算立杆稳定性时取0.74
3、 ,风荷载体型系数厚为0.214 ;4 .静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:0.1248 ;脚手板自重标准值（kN/m2）:0.300 ;栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:0.150 ;安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:0.005 ;脚手板铺设层数:2层；脚手板类别：竹笆片脚手板；栏杆挡板类别：竹笆片脚手板挡板；5 .水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度1.5 m o锚固压点压环钢筋直径（mm）:20.00 ;楼板混凝土标号：C30;6 .拉绳与支杆参数单位：mm；悬挑脚手架正立面国单位：mm；悬挑脚手架恻
4、面图1500 j 15M钢丝绳安全系数为：6.000 ;钢丝绳与墙距离为(m):3.300 ;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.2 m二、大横杆的计算：按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1 .均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P 1=0.038 kN/m ;脚手板的自重标准值：P2=0.3 X 1.05/(2+1)=0.105 kN/m ;活荷载标准值:Q=3 x 1.05/(2+1)
5、=1.05 kN/m ;静荷载的设计值:q 1=1.2 X 0.038+1.2 X 0.105=0.172 kN/m ;活荷载的设计值:q 2=1.4 X 1.05=1.47 kN/m ;II ">_1*_1_*_1_图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)1 口口 11 口 11 is>1-Jr图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2 .强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下：M 1max =0.08q i1 2 + 0.10q 刁 2跨中最大弯距为 M1max=0.08 X 0.172 X 1.52+0.10 X
6、1.47 X1.52 =0.362 kN m支座最大弯距计算公式如下：M 2max = -0.10q 1l 2 - 0.117q 2l 2支座最大弯距为 M2max= -0.10 X 0.172 X 1.52-0.117 X 1.47 X1.52 =-0.426 kN m选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：6=83.858 N/mm小于 大横杆的抗压强度设计值(T =Max(0.362 >?,00426 06)/5080=83.858 N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为 用=205 N/mm 2,满足要求!3 .挠度验算：最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下
7、：max = (0.677qil4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值:q 1= Pi+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m ;活荷载标准值:q 2= Q =1.05 kN/m ;最大挠度计算值为：丫 =0.677 0.143 15004/(100 2.06 005X121900)+0.990 忱5 ¥5004/(100 2.06 005M21900)= 2.291 mm；大横杆的最大挠度 2.291 mm小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm 满足要求！三、小横杆的计算：根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按
8、照简支梁进行强度和挠度计算，大横 杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷 载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1 .荷载值计算大横杆的自重标准值：P1= 0.038 X 1.5 = 0.058 kN ;脚手板的自重标准值：P2=0.3 X 1.05 X 1.5/(2+1)=0.158 kN ;活荷载标准值：Q=3X 1.05 X1.5/(2+1) =1.575 kN ;集中荷载的设计值:P=1.2 X (0.058+0.158)+1.4 X 1.575 = 2.463 kN ;小横杆计算简图2. 强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标
9、准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax = ql /8Mmax = 1.2 x 0.038 x 1.05 2/8 = 0.006 kN m集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3MPmax = 2.463 X 1.05/3 = 0.862 kN - m ;最大弯矩 M = M qmax + M pmax = 0.868 kN ' m最大应力计算值 (T = M / W = 0.8686/5080=170.953 N/mm2 ;小横杆的最大弯曲应力 (7 =170.953 N/mrn小于小横杆的抗压强度设计值205N/mmi,满足要求！3. 挠度验
10、算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax = 5ql4/384EIWmax=5>0.038 10504/(384 2(06 105X121900) = 0.024 mm ;大横杆传递荷载P = p 1 + p 2 + Q = 0.058+0.158+1.575 = 1.79 kN ；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:甲max = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI2max = 1790.1 1050X3 X0502-4 >10502/9 ) /(72 2.06 105
11、 M21900) = 2.929 mm；最大挠度和 V = qmax+ pmax = 0.024+2.929 = 2.953 mm；小横杆的最大挠度为2.953 mm 小于 小横杆的最大容许挠度1050/150=7 与 10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣彳承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):R< Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值, 取 8.00 kN ；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向
12、作用力设计值；大横杆的自重标准值:P 1 = 0.038 X 1.5 X 2/2=0.058 kN ;小横杆的自重标准值:P 2 = 0.038 X 1.05/2=0.02 kN ;脚手板的自重标准值:P 3 = 0.3 X 1.05 X 1.5/2=0.236 kN ;活荷载标准值:Q = 3 X 1.05 X 1.5 /2 = 2.362 kN ;荷载的设计值：R=1.2 X (0.058+0.02+0.236)+1.4 X 2.362=3.684 kN ;R < 8.00 kN ，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载的计算:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风
13、荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1) 每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/mN G1 = 0.1248+(1.50 X 2/2) X 0.038/1.80 X 18.00 = 2.822kN ;(2) 脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2N G2= 0.3 X 2 X 1.5 X (1.05+0.3)/2 = 0.608 kN ;(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mN G3 = 0.15 X2X 1.5/2 = 0.225 kN ;(4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m 2N G4 =
14、0.005 X 1.5 X18 = 0.135 kN ;经计算得到，静荷载标准值N G = N G1+NG2+NG3+NG4 = 3.79 kN ；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值N q = 3 X 1.05 X 1.5 X 2/2 = 4.725 kN ;考虑风荷载时, 立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 N g+0.85X1.4Nq = 1.2 X3.79+ 0.85 X 1.4 X4.725= 10.171 kN ;不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为N'=1.2N g+1.4Nq=1.2 X 3.79+
15、1.4 X4.725=11.163kN ;六、钢丝绳卸荷计算（因此内容在规范以外，故仅供参考）钢丝纯卸荷按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内卸荷2次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以 卸荷吊点分段计算。第1次卸荷净高度为5m;第2次卸荷净高度为6m;经过计算得到a1=arctg3.000/(1.050+0.300)=65.772度a2=arctg3.000/0.300=84.289度第1次卸荷处立杆轴向力为：Pi = P2 = 1.5 X 10.171 X5/18 =4.238 kN ;kx为不均匀系数，取1.5各吊点位置处内力计算为(kN)：Ti = P 1/sina 1 =
16、 4.238/0.912 = 4.647 kNT2 = P 2/sina 2 = 4.238/0.995 = 4.259 kNG = P 1/tana 1 = 4.238/2.222 = 1.907 kNG> = P 2/tana 2 = 4.238/10.000 = 0.424 kN其中T钢丝绳轴向拉力，除冈丝纯水平分力。卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为Fg= T 1 =4.647 kN 。钢丝绳的容许拉力按照下式计算：F g=aFg/K其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN) ；Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN) ，计算中可以近似计算Fg=0.5d2, d为钢丝绳直径(mm);民一钢丝
17、绳之间的荷载不均匀系数，取 0.82;K - 钢丝绳使用安全系数。计算中F g取 4.647kN , a =0.82 K=6,得到：选择卸荷钢丝纯白最小直径为：d =(2 X 4.647 X 6.000/0.820) 0.5 = 8.2 mm。吊环强度计算公式为：(T = N / A < f其中 f- 吊环钢筋抗拉强度，混凝土结构设计规范规定f = 50 N/mm2；N - 吊环上承受的荷载等于Fg ；A - 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5冗2;选择吊环的最小直径要为：d =(2 X Fg/f/ 冗干=(2X4.647 X 103/50/3.142 ) 0.5 = 7.
18、7 mm 。第1次卸荷钢丝绳最小直径为8.2mm， 必须拉紧至4.647kN，吊环直径为8.0mm。根据各次卸荷高度得：第2次卸荷钢丝绳最小直径为9.0mm， 必须拉紧至5.576kN， 吊环直径为10.0mm。七、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7 生 sW 03其中 必-基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定 2木用：cj0 = 0.4 kN/m ;比-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：生=0.74;内-风荷载体型系数：取值为0.214;经计算得到，风荷载标准值为:Wk = 0.7
19、 X 0.4 X 0.74 X0.214 = 0.044 kN/m 2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 为 :Mw = 0.85 X 1.4WkLah2/10 = 0.85 X 1.4 X 0.044 X 1.5 X 1.8 2/10 = 0.026 kN -m；考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式(T = N/(6 A) W/W < f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.171 X7/18 =3.955 kN ;不考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式(T = N/( ()f立杆的轴心压力设计值： N = N'= 11.163kN ；计算立杆的截面回转半径： i = 1.58
20、 cm ；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表 5.3.3 得 ： k = 1.155；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3 得：仙=1.5 ;计算长度, 由公式 l 0 = kuh 确定： l 0 = 3.118 m ；长细比 : L 0/i = 197；轴心受压立杆的稳定系数 小由长细比l o/i的结果查表得到：小=0.186立杆净截面面积： A = 4.89 cm 2；立杆净截面模量(抵抗矩 ) ： W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值： f =205 N/mm 2；考虑风荷
21、载时(T = 3955.245/(0.186 义 489)+25644.058/5080 = 48.53彳 N/mm立杆稳定性计算(7 = 48.534 N/mrm小于 立杆的抗压强度设计值 用=205N/mr2i,满足要求！不考虑风荷载时(T = 11162.88/(0.186 X489)=122.7312N/mm立杆稳定性计算(7 = 122.731 N/mm小于 立杆的抗压强度设计值f = 205N/mr2i,满足要求！八、连墙件的计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = N lw + N 0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算生=0.92,啰=0.214, g=0.4,2W
22、 = 0.7 也 s区 0=0.7 %92 0.214 0.4 = 0.055 kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw = 16.2 m 2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1 条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N 0= 5.000 kN ；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN) ，按照下式计算：Nw = 1.4 X WX Aw = 1.25 kN ;连墙件的轴向力设计值Nl = N lw + N0= 6.25 kN ；连墙件承载力设计值按下式计算：N =6 A f其中小-轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l/i =
23、 300/15.8的结果查表得到 小=0.949 l为内排架距离墙的长度；A = 4.89 cm2； f=205 N/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949 X4.89 X10-4X205X 103 = 95.133 kN ;Nl = 6.25 < N f = 95.133, 连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl = 6.25 小于双扣件的抗滑力12 kN ，满足要求！连墙件扣件连接示意图九、悬挑梁的受力计算：悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载 N勺作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本方案中，脚手
24、架排距为1050mm内排脚手架距离墙体300mm支拉斜杆的支点距 离墙体为1200mm水平支撑梁的截面惯性矩I = 712 cm 4,截面抵抗矩W = 102 cm3,截面积A = 21.5 cm?。受脚手架集中荷载 P=(1.2 X3.79 +1.4 X4.725) X 7/18= 4.341 kN ;水平钢梁自重荷载 q=1.2 X 21.5 X 0.0001 X 78.5 = 0.203 kN/m ;4.341 kNC.203kN?mO2O3kN/m90012004.341 kN0.203kN/m|3)1500悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到1.5293001-3.06270,03
25、5-4 37 4.402悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN m）悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1 = 5.925 kN ;R2 = 3.401 kN ;R3 = -0.035 kN 。最大弯矩 Mmax= 0.66 kN - m最大应力（T =M/1.05W+N/A= 0.66 乂 彳0（ 1.05 102000 ）+ 3.232 103 / 2150 = 7.6682N/mm ;水平支撑梁的最大应力计算值 7.668 N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215 N/mn2,满足要求！十、悬挑梁的整体稳定性计算：水平钢梁采用
26、14号工字钢，计算公式如下=M/ ibWx < f其中如-均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表钢结构设计规范（GB50017-2003）得，加=1.3由于拈大于0.6 ,根据钢结构设计规范（GB50017-2003）附表B,得到 加值为0.85 经过计算得到最大应力（T = 0.66义/（00.85 102000尸7.588 N/mm2;水平钢梁的稳定性计算（T = 7.588小于用=215 N/mm 2 ,满足要求！十一、拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAh和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算R AH = 2 RUiCOS 0其中Rjicos 8为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的
27、支撑力 R Ci=RUiSin 6按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：RU1=6.305 kN ；十二、拉绳的强度计算:钢丝拉绳（支杆）的内力计算：钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力Rj均取最大值进行计算，为RU=6.305 kN选择6X 19钢丝绳,钢丝纯公称抗拉强度1700MPa直径14mmF g= aF g/K其中F g- 钢丝绳的容许拉力（kN） ；F g -钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）,查表得Fg=123KNa- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对 6X19、6X37、6X61钢丝绳分 别取 0.85、0.82 和 0.8。a= 0.85;K -钢丝绳使用安全系数。K= 6。得到：F
28、g=17.425KN>Ru = 6.305KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环强度计算钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力Rj的最大值进行计算作为拉环的拉力 N,为N=RU=6.305kN钢丝拉绳( 斜拉杆 ) 的拉环的强度计算公式为(T = N/A < f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D二(6305 X 4/(3.142 X 50 X 2) 1/2 =9mm；实际拉环选用直径D=10mmHPB23的钢筋制作即可。十三、锚固段与楼板连接
29、的计算:水平钢梁与楼板压点如果采用压环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.035 kN ；压环钢筋的设计直径D=20m；m水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:(T = N/2A < f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环按 2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；A=Tt 12/4=3.142 202/4=314.159mm2(T =N/2A=35.127/314.159 乂 2=0.056N2mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cmX上搭接长度。拉环所受应力小于50N/mrm,满足要求！