型钢悬挑脚手架计算书.doc

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)
146
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)
0.3
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)
0.05
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)
0.11
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
1.188
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
0.938，0.938
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.446，0.446
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+0.05×0.8/(1+1))+1.4×3×0.8/(1+1)=1.744kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.05×0.8/(1+1))+3×0.8/(1+1)=1.253kN/m
计算简图如下：

1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.744×1.52=0.392kN·m
σ=Mmax/W=0.392×106/4490=87.392N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.253×15004/(100×206000×107800)=1.934mm
νmax＝1.934mm≤[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=1.1×1.744×1.5=2.878kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.253×1.5=2.068kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.878kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.068kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：

弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.579×106/4490=128.909N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：

变形图(mm)
νmax＝1.001mm≤[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=1.455kN
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=2.878/2=1.439kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆：Rmax=1.455kN≤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)
0.11
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=(0.11+1.5×1/2×0.033/1.8)×19=2.354kN
单内立杆：NG1k=2.354kN
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)×1.5×0.8×0.05×1/2/2=0.173kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：NG2k1=0.173kN
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=0.173+0.953+0.285=1.412kN
单内立杆：NG2k=NG2k1=0.173kN
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×(2.354+1.412)+ 0.9×1.4×1.8=6.786kN
单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.354+0.173)+ 0.9×1.4×1.8=5.3kN
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
两步两跨
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=2.354+1.412+1.8=5.565kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.354+1.412)+1.4×1.8=7.038kN
σ=N/(φA)=7038.35/(0.188×424)=88.297N/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=2.354+1.412+1.8=5.565kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.354+1.412)+0.9×1.4×1.8=6.786kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.446×1.5×1.82/10=0.273kN·m
σ=N/(φA)+ Mw/W=6786.35/(0.188×424)+273112.56/4490=145.963N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
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)
1400
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×2×la=1.4×0.446×2×1.8×2×1.5=6.744kN
长细比λ=l0/i=1400/15.9=88.05，查《规范》表A.0.6得，φ=0.673
(Nlw+N0)/(φAc)=(6.744+3)×103/(0.673×424)=34.147N/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=6.744+3=9.744kN≤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)
84
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
压环钢筋
压环钢筋直径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)
100
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1400
梁/楼板混凝土强度等级
C35
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
5.57
7.04
400
1500
2
5.57
7.04
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=5.57/1=5.57kN
第2排：F'2=F2'/nz=5.57/1=5.57kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：F1=F1/nz=7.04/1=7.04kN
第2排：F2=F2/nz=7.04/1=7.04kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=11.474×106/141000=81.376N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=14.4×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=17.018N/mm2
τmax=17.018N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=4.154mm≤[ν]=2×lx/250=2×1300/250=10.4mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-8.024kN,R2=22.768kN
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=11.474×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=77.501N/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)=11.474×106/(0.929×141×103)=87.595N/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
压环钢筋
压环钢筋直径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

压环钢筋1

压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力：N/2 =4.012kN
压环钢筋验算：
σ=N/(4A)=N/πd2=8.024×103/(3.14×162)=9.976N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2
注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
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30cm以上搭接长度
符合要求！
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