型钢悬挑脚手架计算书.docx

型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书
计算依据：
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架
脚手板设计荷载(kN/m2)
3
同时施工作业层数
1
卸荷设置
无
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
19
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
172
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.8
内立杆离建筑物距离a(m)
0.2
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
钢筋网脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.032
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
木挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.11
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.1
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
新疆乌鲁木齐市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.4
风荷载体型系数μs
0.911
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.79，1.79
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.652，0.652
计算简图：

立面图

侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
1
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
107800
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4490

纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.032×0.8/(1+1))+1.4×3×0.8/(1+1)=1.735kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.032×0.8/(1+1))+3×0.8/(1+1)=1.246kN/m
计算简图如下：

1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.735×1.52=0.39kN·m
σ=Mmax/W=0.39×106/4490=86.959N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.246×15004/(100×206000×107800)=1.923mm
νmax＝1.923mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.735×1.5=2.863kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.246×1.5=2.056kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.863kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.056kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：

弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.576×106/4490=128.241N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：

变形图(mm)
νmax＝0.995mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.447kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：Rmax=2.863/2=1.432kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆：Rmax=1.447kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
19
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.1
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆：NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.1+1.5×1/2×0.033/1.8)×19=2.164kN
单内立杆：NG1k=2.164kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(19/1.8+1)×1.5×0.8×0.032×1/2/2=0.111kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：NG2k1=0.111kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(19/1.8+1)×1.5×0.11×1/2=0.953kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×19=0.285kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.111+0.953+0.285=1.349kN
单内立杆：NG2k=NG2k1=0.111kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.8×(1×3)/2=1.8kN
内立杆：NQ1k=1.8kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力：
单外立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.164+1.349)+ 0.9×1.4×1.8=6.483kN
单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.164+0.111)+ 0.9×1.4×1.8=4.997kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
19
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
连墙件布置方式
两步一跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210
轴心受压构件的稳定系数计算：
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132
查《规范》表A得，φ=0.188
满足要求！
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.164+1.349+1.8=5.313kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.164+1.349)+1.4×1.8=6.735kN
σ=N/(φA)=6735.47/(0.188×424)=84.498N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.164+1.349+1.8=5.313kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.164+1.349)+0.9×1.4×1.8=6.483kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.652×1.5×1.82/10=0.399kN·m
σ=N/(φA)+ Mw/W=6483.47/(0.188×424)+399258.72/4490=170.258N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步一跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
3
连墙件计算长度l0(mm)
1500
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)
424
连墙件截面回转半径i(mm)
15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×1×la=1.4×0.652×2×1.8×1×1.5=4.929kN
长细比λ=l0/i=1500/15.9=94.34，查《规范》表A.0.6得，φ=0.634
(Nlw+N0)/(φAc)=(4.929+3)×103/(0.634×424)=29.496N/mm2≤0.85 ×[f]=0.85 ×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=4.929+3=7.929kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
138
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1500
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
锚固螺栓直径d(mm)
16
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1300
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
200
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1400
梁/楼板混凝土强度等级
C35
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
50
二、荷载布置参数
作用点号
各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)
各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)
各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
1
5.31
6.74
400
1500
2
5.31
6.74
1200
1500
附图如下：

平面图

立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.205=0.205kN/m
第1排：F'1=F1'/nz=5.31/1=5.31kN
第2排：F'2=F2'/nz=5.31/1=5.31kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：F1=F1/nz=6.74/1=6.74kN
第2排：F2=F2/nz=6.74/1=6.74kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=10.994×106/141000=77.971N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=13.8×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=16.309N/mm2
τmax=16.309N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=3.962mm≤[ν]=2×lx/250=2×1300/250=10.4mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-7.681kN,R2=21.825kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=10.994×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=74.258N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 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，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=10.994×106/(0.929×141×103)=83.93N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
五、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
U型锚固螺栓直径d(mm)
16
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1400
梁/楼板混凝土强度等级
C35
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
50

锚固螺栓1

锚固螺栓2
1、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固点锚固螺栓受力：N/2 =3.84kN
螺栓锚固深度:h ≥ N/(4×π×d×[τb])=7.681×103/(4×3.14×16×2.5)=15.28mm
螺栓验算：
σ=N/(4×π×d2/4)=7.681×103/(4×π×162/4)=9.55kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2
符合要求！
2、混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值：
fcc=0.95×fc=0.95×16.7=15.865N/mm2
N/2 =3.84kN ≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(802-3.14×162/4)×15.865/1000=196.692kN
注：锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×16=80mm
符合要求！
六、阳角型钢计算

立面图
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
18号工字钢
主梁截面积A(cm2)
30.6
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1660
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
185
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.241
主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.241=0.241kN/m
第1排：F'1=F1'/nz=7.57/1=7.57kN
第2排：F'2=F2'/nz=7.57/1=7.57kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.241=0.289kN/m
第1排：F1=F1/nz=9.77/1=9.77kN
第2排：F2=F2/nz=9.77/1=9.77kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=23.449×106/185000=126.752N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=20.075×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=19.643N/mm2
τmax=19.643N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=12.667mm≤[ν]=2×lx/250=2×1850/250=14.8mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-9.639kN,R2=30.393kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=23.449×106/(1.05×185×103)+0×103/3060=120.716N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 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，φb=1.3
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.85。
σ = Mmax/(φbWx)=23.449×106/(0.853×185×103)=148.582N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
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