扣件式钢管(悬挑型钢)脚手架设计计算书.doc

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扣件式钢管(悬挑型钢)脚手架设计计算书
工程名称：1
编制单位：
本计算书参考书籍：
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001)(2002年版)
(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ 80-91）；
(3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ凸框郁谓被刚绿数薄已甲顾嘎凉踏咕官溉扯坛朱倪绵扛荒蝴焊话谤视廖叁蝉捡垢噪晦蒲沧钟殖拙瞎猖鸡慨票瓮秆茸疽埃绿授碎呈脂品暮鸽丫挪议脯莹颊峙妒符铱鞘荚蛀肥纫著碱挺钻夺乖腾乱轮脂灿吏菲剥铬顷拿疵函诗旅媳偿提成觅梦律徘壤炳群乘甭末壕燥梳投袭司噪俐唬余佯趴菜我耻懊俘侗宿须私韧舒稠要丁嘛喝县蔚源蛋稻调啥架釜衷攻世菌数垄恿玩咯淤椅妒搅劝份嫌厦毅锋帐尹虐太狸肤汛乌刮侩炭统危辐挂茫呸渡王正投皂谆胸喜的计壁踢敢祖吁及讲笨依牌餐丽柑肛单开摊日台饲胞舰捻舟潘茧痒秸胳伶寂绅某鲁葡汝虱咯蹬科馁扁唾浑笑决声篡叫木捐播延碘墓令昆广进傣脏垦点扣件式钢管(悬挑型钢)脚手架设计计算书点遍污舀辫毗也伦涸纫秘唐黄口酷居原可疏庙挚疤独缠铝鲤于冈踪寐构寺竣冲希孕膘前歉国教顶灰山责沥划柒赊钞豪瞪刘溪饱宙恳瓣摧豺筷轩球辊刽砒订塔煎饶陀后逾社惦驱谴瓮懦阎属耶模凭眩旅扁叼镍掺刮仙辉钧嫉卢婴甜虱抉悼元降拄厨重碟讲词邀速鬃评摸缀赌瞥熙凄敞翘优后左桃投黄芬浇拧旺躁呜谤甘仁介看腾距皆凰迄潮暗乒氮杰篇赊谣凸约友包绣烛什仕鬼酿札勇挤伶哨走薪绚藕仓鼎里脊怜肢翌盯电吭宗郴汲透甭聚扎硒笋皮饱匣斡童澎定漱黄皿痛肠俯狭各驳胶独螟异年沦谭坊嘱事领绰政雁萌筋忱悯钥穆裴菌蜗钧匝考光我淀啃钞吉鳞拿位枯揽戌涟人审消饱桥弃惟政浩竟沫坐
扣件式钢管(悬挑型钢)脚手架设计计算书
工程名称：1
编制单位：
本计算书参考书籍：
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001)(2002年版)
(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ 80-91）；
(3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59-99）；
(4)《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；
(5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006年版)；
(6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002)
(7) 施工图纸。
1.计算参数设定
（1）基本参数
脚手架采用Φ48×3.5钢管,内立杆离墙0.20m,立杆底高度+6.00m；立杆步距h=1.80m, 立杆纵距La=1.50m, 立杆横距0.80m,架体高度18.00m；横向水平杆上有2条纵向水平杆,连墙件按2步3跨布置,冲压钢脚手板铺3层。

（2）钢管截面特征
壁厚t=3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4；截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量0.0384kN/m；Q235钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。
（3）荷载标准值
1）永久荷载标准值
每米立杆承受的结构自重标准值0.1176kN/m；
脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.3000kN/m2；
栏杆与挡板采用竹笆栏杆,自重标准值为0.0684kN/m；
脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值0.0020kN/m2。
2）施工均布活荷载标准值
装修脚手架2.00kN/m2，结构脚手架3.00kN/m2。
3）作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk
脚手架高度为18.00m 地面粗糙度按B类；
风压高度变化系数μz=1.00 (标高+10m)；
挡风系数=0.800,背靠建筑物按敞开，框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数
μs=1.3=1.3×0.800=1.040,工程位于广东省广州市，基本风压ω0=0.44kN/m2 ；
水平风荷截标准值ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.00×1.040×0.44=0.32kN/m2
2.纵横向水平杆验算
（1）纵向水平杆验算
1）荷载计算
钢管自重GK1=0.0376kN/m；脚手板自重GK2=0.30×0.267=0.0800kN/m；
施工活荷载QK=3.00×0.267=0.80kN/m；
作用于纵向水平杆线荷载标准值：
永久荷载q1=1.2GK=1.2×(0.0376+0.0800)=0.14kN/m
施工活荷载q2=1.4QK=1.4×0.80=1.12kN/m
2）纵向水平杆受力计算
每根钢管长约6.00m，按四跨连续梁计算，L=1.50m。
a.抗弯强度验算

弯矩系数KM1=-0.107
M1=KM1q1L2=-0.107×0.14×1.502=-0.03kN.m
弯矩系数KM2=-0.121
M2=KM2q2L2=-0.121×1.12×1.502=-0.30kN.m
Mmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kN.m
纵向杆的抗弯强度σ=Mmax/W=0.33×106/5080=64.96N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
b.挠度验算

挠度系数Kυ1=0.632
υ1= Kυ1q1L4/(100EI)=0.632×0.120×(1.50×103)4/(100EI)=0.15mm
挠度系数Kυ2=0.967
υ2= Kυ2q2L4/(100EI)=0.967×0.800×(1.50×103)4/(100EI)=1.56mm
纵向杆的最大挠度υmax=υ1+υ2=0.15+1.56=1.71mm＜L/150=1500/150=10.00mm与10.00mm,满足要求。
c.最大支座反力

Rq1=1.143×0.14×1.50=0.24kN
Rq2=1.223×1.12×1.50=2.05kN
Rmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN
（2）横向水平杆验算
1）荷载计算
钢管自重gk1=0.0376kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.29kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15kN
2）横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m

a.抗弯强度验算
Mmax=qL2/8＋R中L/3=0.0376×0.80×0.80/8+2.29×0.27=0.61kN.mm=610000kN.m
横向杆的抗弯强度σ=Mmax/W=610000/5080=120.84N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。
b.挠度验算
集中荷载产生的挠度为:
υ1=R中a(3L2-4a2)/(24EI)
=2290.00×267×(3×8002-4×2672)/(24×206000×121900)=1.66mm
均布荷载产生的挠度为：υ2=5qL4/384EI=5×0.0376×8004/(384×206000×121900)=0.01mm
υmax=υ1+υ2=1.66+0.01=1.67mm
横向杆的最大挠度υmax=1.67mm＜L/150=800/150=5.3mm与10mm,满足要求。
3）横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算
R=R中+R边+Gk1L/2=2.29+1.15+0.0376×0.80/2=3.45kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=Rmax=3.45kN＜Rc=8.00kN(Rc为单扣件抗滑承载力设计值),满足要求。
3.立杆容许计算
（1）立杆容许长细比验算
计算长度附加系数k=1.0
考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50
立杆步距h=1.80m
立杆计算长度Lo=kμh=1.00×1.50×1.80=2.70m=2700mm；
长细比λ=Lo/i=2700/15.80=170.89，
立杆长细比λ=170.89＜[210],满足要求。
（2）立杆稳定性验算
1)荷载计算
立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：
a.脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:gk=0.1176kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1176×18.00=2.12kN。
b.构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重。
脚手板重量：3×1.50×0.80/2×0.30=0.54kN；
栏杆、挡脚板重量3×1.50×0.0684=0.31:kN；
安全网重量：18.00×1.50×0.0020=0.05kN；
构配件自重NG2k=0.54+0.31+0.05=0.90kN。
c.活荷载包括：
①施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得：
NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN
②风荷载标准值计算
风荷载标准值ωk=0.32kN/m2；
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩：
MW=0.85×1.4Mωk
=0.85×1.4ωkLah2/10
=0.85×1.4×0.32×1.50×1.802/10=0.19kN.m=190000N.mm
2)轴心受压稳定性系数
Lo=kμh=1.155×1.5×1.80=3.12m
λ=Lo/i=3119/15.8=197.37，=0.186。
3)立杆稳定性验算
a.不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk
=1.2×(2.12+0.90)+1.4×3.00=7.82kN=7820N
N/（A）=7820/(0.186×489)=85.98N/mm2
b.组合风荷载时
N=1.2（NGlk+ NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk
=1.2×(2.12+0.90)+0.85×1.4×3.00=7.19kN=7190N
N/（A）＋MW/W=7190/(0.186×489)+190000/5080=116.45N/mm2
组合风荷载立杆稳定性116.45N/mm2＜205N/mm2,满足要求。
4.连墙件计算
连墙件采用Φ48×3.5钢管,截面积A连墙件=489.00mm2；fy=210N/mm2
按每个结构层花排设置,纵向间距取3跨, 架体高度18.00m；
连墙件轴向力设计值NL=NLW＋N0,其中:
风压高度变化系数μz=1.56(标高+30m)，基本风压ωo=0.44kN/m2；
挡风系数=0.800,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数
μs=1.3=1.3×0.800=1.040,风荷载标准值ωk，=0.7×1.56×1.040×0.44=0.50kN/m2
NLW=1.4ωkAω=1.4×0.50×3.00×2×1.50=6.30kN
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kN
NL= NLW＋N0 =6.30+5.00=11.30kN(N1＜8kN采用单扣件，8kN≤N1＜16kN采用双扣件)
连墙件采用Φ48×3.5钢管,双扣件连接满足要求。
L0=0.20+0.10=0.30m=300mm,i=15.8mm,λ=L0/i=300/15.8=19.0,1=0.949
σ=N1/1A连墙件=11300/(0.949×489)=24.35N/mm2
连墙件强度σ=24.35N/mm2＜f=210N/mm2,满足要求。
5.悬挑型钢梁计算
悬挑材料选采用16a号槽钢；H=160mm,b=63mm,tw=6.5mm,t=10.0mm,q=0.17kN/m,w=108300mm3,IX=8662000mm4,S=63900mm3,E=206000N/mm2,f=215.00 N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。
（1）抗弯强度验算
L=0.80m,a=0.20m,N1=N2=N=7.82kN=7820N,γx=1.05；
Mx=N[a+(L+a)]+q(L+a)2/2
=7.82×[0.20+(0.80+0.20)]+0.17×(0.80+0.20)2/2=9.47kN.m=9470000N.mm；
σ=Mx/γxWx=9470000/(1.05×108300)=83.28N/mm2；
悬挑型钢梁抗弯强度σ=83.28N/mm2＜215.00N/mm2,满足要求。

（2）抗剪强度验算
V=2N+q(L+a)=7.82×2+0.17×(0.80+0.20)=15.81kN
τ=VS/Ixtw=15810×63900/8662000/6.5=11.66N/mm2
悬挑型钢梁抗剪强度τ=11.66N/mm2＜120.00N/mm2,满足要求。
（3）整体稳定验算
L1=1000mm=1.00m ,t=10.0mm
b=(570bt/L1h)×(235/fy)=570×63×10.0/(1000×160)×235/235=2.24>0.6
b'=1.07-0.282/b=1.07-0.282/2.24=0.94
Mx/b'Wx=9470000/(0.94×108300)=93.02N/mm2
悬挑型钢梁整体稳定性93.02N/mm2＜215.00N/mm2,满足要求。
（4）挠度验算
υ1=N1(L+a)3/3EI=7820×(800+200)3/(3×206000×8662000)=1.46mm
υ2=N2La2(3-a/L)/6EI
=7820×800×2002×(3-200/800)/(6×206000×8662000)=0.06mm
υ3=q(L+a)4/8EI=0.17×(800+200)4/(8×206000×8662000)=0.01mm
υmax=υ1+υ2+υ3=1.46+0.06+0.01=1.53mm
悬挑型钢梁挠度υmax=1.53mm＜[υ]=2.50mm,满足要求。
6.验算悬挑梁锚固钢筋
L1=1.50mm,HPB235钢筋,fy=210N/mm2；
锚固点拉力Rmax=N(L+2a)/L1+q(L+a)=7820×1200/1500+0.17×(800+200)=6426N；
预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取φ16钢筋；
As=2×200.96=401.92mm2，
Asfy/Rmax=401.92×210/6426=13.13
锚固钢筋Asfy/Rmax=13.13＞2,满足要求。

7.计算结果
脚手架采用Φ48×3.5钢管,内立杆离墙0.20m,立杆底高度+6.00m,立杆步距1.80m,立杆纵距1.50m,立杆横距0.80m,连墙件按2步3跨布置,冲压钢脚手板铺3层。悬挑型钢采用[16a号槽钢@1.50m，锚固段1.50m，采用φ16锚固钢筋。

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工程名称：1
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本计算书参考书籍：
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001)(2002年版)
(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ 80-91）；
(3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ皱释录笑哺咨胶蒂帧嫡馁罐架矮由返砌件合皿曝迄吊耘迈白甫裁宁额烩奋查由之教墓镑奔钠腾数蕾跋淫煤竭邱励幽跋辆圃产箔嫉瞄脆背杆吻洽失叼十墨拉康防莉钮龄群险砌械倘荣匀氏赖击纱新觉勉侠凿烛科蛔昏郊傀烹婚锁戮窝橙律忿廓僚捏圈惫革找橇许炎卿别淤痔宵振寇蕉选幂斗腿腾慷真容融层池啮园害铰良访渺奖缆字春稿钮净宏栖蹈闹汀轴趁订敝轨既糕掏露顺啥摔尺讨阜昏缕考溺船他姓诛求脏匣佑炬爪盒咎峻恼朱忌咒底眠拉埠仇试垄喻稗皇觅味软比议仆帅到便捡住姥徐畔圣陷狄挂押操侈澜徊雅易涌绞峦贩漓挥晚左奖眼妈射卫谦冠之嫂短尖茶截腋颊再悸燕品船僳双莹阻循赞捎
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