型钢悬挑脚手架外挑3米.doc

型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书
外挑3米部分
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
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48×2.75
脚手架搭设高度H(m)
23
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
10
立杆步距h(m)
1.5
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.9
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.1
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
竹串片脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
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
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
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)
0.12
横向斜撑布置方式
6跨1设
结构脚手架作业层数njj
2
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
陕西安康市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.13
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.25，1.03
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.42，0.35
计算简图：

立面图

侧面图
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数n
2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
100400
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4180

纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.031+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.031+0.35×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.35kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.031+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.031+0.35×1.5/(2+1))+3×1.5/(2+1)=1.71kN/m
计算简图如下：

1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[2.35×0.92/8，2.35×0.12/2]=0.24kN·m
σ=Mmax/W=0.24×106/4180=56.85N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI)，q'a14/(8EI)]=max[5×1.71×9004/(384×206000×100400)，1.71×1004/(8×206000×100400)]=0.705mm
νmax＝0.705mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[900/150，10]＝6mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.35×(0.9+0.1)2/(2×0.9)=1.3kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.71×(0.9+0.1)2/(2×0.9)=0.95kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.3kN
q=1.2×0.031=0.037kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.95kN
q'=0.031kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：

弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.53×106/4180=125.93N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：

变形图(mm)
νmax＝2.993mm≤[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=3.01kN
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：
横向水平杆：Rmax=1.3kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆：Rmax=3.01kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
23
脚手架钢管类型
Φ48×2.75
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.12
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+(lb+a1)×n/2×0.031/h)×H=(0.12+(0.9+0.1)×2/2×0.031/1.5)×23=3.23kN
单内立杆：NG1k=3.23kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/2/2=(23/1.5+1)×1.5×(0.9+0.1)×0.35×1/2/2=2.14kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：NG2k1=2.14kN
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=(23/1.5+1)×1.5×0.17×1/2=2.08kN
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=0.01×1.5×23=0.34kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.14+2.08+0.34=4.57kN
单内立杆：NG2k=NG2k1=2.14kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(0.9+0.1)×(2×3)/2=4.5kN
内立杆：NQ1k=4.5kN
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×(3.23+4.57)+ 0.9×1.4×4.5=15.03kN
单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.23+2.14)+ 0.9×1.4×4.5=12.12kN
七、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
5
吊环设置
分开设置
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)
20
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)
170
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度(m)
6
脚手架卸荷次数N
1

第N次卸荷
卸荷点位置高度hx(m)
卸荷点净高hj(m)
钢丝绳上下吊点的竖向距离ls(m)
上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS(mm)
上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS(mm)
卸荷点水平间距HL(m)
1
4.2
18.8
4.2
500
1400
3

钢丝绳卸荷

钢丝绳绳卡作法

钢丝绳连接吊环作法（分开设置）
第1次卸荷验算
α1=arctan(ls/Hs)=arctan(4200/500)=83.21°
α2=arctan(ls/Hs)=arctan(4200/1400)=71.57°
钢丝绳竖向分力，不均匀系数KX取1.5
P1=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×12.12×18.8/23×3/1.5=23.78kN
P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×15.03×18.8/23×3/1.5=29.49kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=23.78/sin83.21°=23.94kN
T2=P2/sinα2=29.49/sin71.57°=31.08kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=31.08kN
绳夹数量：n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×31.08/(2×15.19)=2个≤[n]=5个
满足要求！
花篮螺栓验算：σ=[Fg]×103/(π×de2/4)=31.08×103/(π×202/4)=98.95N/mm2≤[ft]=170N/mm2
满足要求！
Pg=k×[Fg]/α=9×31.08/0.85=329.13kN
钢丝绳最小直径dmin=(Pg/0.5)1/2=(329.13/0.5)1/2=25.66mm
吊环最小直径dmin=(2A/π)1/2=(2×[Fg]/([f]π))1/2=(2×31.08×103/(65π))1/2=18mm
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
第1次卸荷钢丝绳最小直径25.66mm，必须拉紧至31.08kN，吊环最小直径为18mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
23
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4180
立杆截面回转半径i(mm)
16
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
391
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=1×1.5×1.5=2.25m
长细比λ=l0/i=2.25×103/16=140.62≤210
轴心受压构件的稳定系数计算：
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.5=2.6m
长细比λ=l0/i=2.6×103/16=162.42
查《规范》表A得，φ=0.268
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)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(3.23+4.57+4.5)×(4.2+(1-0.8)×(4.2-4.2)+max[6，(1-0.8)×18.8])/23=5.46kN
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.23+4.57)+1.4×4.5)×(4.2+(1-0.8)×(4.2-4.2)+max[6，(1-0.8)×18.8])/23=6.95kN
σ=N/(φA)=6945.93/(0.268×391)=66.29N/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)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(3.23+4.57+4.5)×(4.2+(1-0.8)×(4.2-4.2)+max[6，(1-0.8)×18.8])/23=5.46kN
单立杆的轴心压力设计值N=(1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k)×(hx1+(1-Kf)×(Hx顶-hx1)+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(3.23+4.57)+0.9×1.4×4.5)×(4.2+(1-0.8)×(4.2-4.2)+max[6，(1-0.8)×18.8])/23=6.67kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.35×1.5×1.52/10=0.15kN·m
σ=N/(φA)+ Mw/W=6666.53/(0.268×391)+148169.69/4180=99.07N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
九、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)
600
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
15.8
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=1.4×0.42×2×1.5×2×1.5=5.35kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.97，查《规范》表A.0.6得，φ=0.9
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.35+3)×103/(0.9×489)=18.91N/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=5.35+3=8.35kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求！

悬挑梁验算
一、基本参数
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)
20
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
3000
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
150
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
3200
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)
支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)
是否参与计算
1
上拉
1150
3300
1050
否

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
5.46
6.95
450
1500
2
5.46
6.95
1350
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
荷载标准值：
q'=gk=0.205=0.2kN/m
第1排：F'1=F1'/nz=5.46/1=5.46kN
第2排：F'2=F2'/nz=5.46/1=5.46kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m
第1排：F1=F1/nz=6.95/1=6.95kN
第2排：F2=F2/nz=6.95/1=6.95kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=13.64×106/141000=96.7N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=14.65×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=17.31N/mm2
τmax=17.31N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=21.2mm≤[ν]=2×lx/250=2×3000/250=24mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-3.86kN,R2=19.31kN
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=13.64×106/(1.05×141×103)+0×103/2610=92.1N/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=0.68
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0.66。
σ = Mmax/(φbWx)=13.64×106/(0.66×141×103)=147.57N/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)
20
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
3200
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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 =1.93kN
螺栓锚固深度:h ≥ N/(4×π×d×[τb])=3.86×103/(4×3.14×20×2.5)=6.14mm
螺栓验算：
σ=N/(4×π×d2/4)=3.86×103/(4×π×202/4)=3.07kN/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=0.95×14.3=13.58N/mm2
N/2 =1.93kN ≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(1002-3.14×202/4)×13.58/1000=263.16kN
注：锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×20=100mm
符合要求！