井道脚手架计算书.docx

二、大横杆的计算:
大横杆按照单跨简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形(脚手板取花纹钢板计算，自重0.22kN/m2)。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.0353kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.22×1.75/6=0.06417kN/m
活荷载标准值 Q=2.000×1.75/5=0.7kN/m
静荷载的计算值 q1=1.2×0.0353+1.2×0.06417=0.119364N/m
活荷载的计算值 q2=1.4×0.7=0.98kN/m
总荷载计算值 q=q1+q2=1.1 kN/m

2.抗弯强度计算
跨中最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=ql28
M=1.1×1.752/8=0.421kN.m
故由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)水平杆抗弯强度计算公式：
σ= MW ≤ f 可得
σ=M/w=0.421×106/4729.6=89.034N/mm2≤ [f]=205 N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
计算公式如下：
ωmax=5ql4384EI
故最大挠度
ωmax=5×1.06×17504/(384×2.06×105×113570)=5.533mm
大横杆的最大挠度小于1750/150与10mm,满足要求!
三、小横杆的计算:
小横杆按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，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
小横杆自重标准值 P1=0.0353kN/m
单根大横杆传递给小横杆的集中荷载的自重标准值(脚手板取花纹钢板计算，自重0.22kN/m2)，经计算得
P2=(0.22×1.75×1.75×1.2+2.0×1.75×1.75×1.4+1.75×6×0.0353×1.2)/12=0.819kN

小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
经计算得
Mmax=0.875kN.m
故由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)水平杆抗弯强度计算公式：
σ= MW ≤ f 可得
σ=M/w=0.875×106/4729.6=185N/mm2≤ [f]=205 N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
1.荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.0353×1.75×6+0.0353×1.75×2=0.4942kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.22×1.75×1.75=0.67375kN
活荷载标准值 Q=2.000×1.75×1.75=6.125kN
荷载的计算值
N=1.2×0.4942+1.2×0.67375+1.4×6.125=9.97654kN
单个扣件承载力设计值 R=N/4=2.494kN≤ Rc=8.0kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40~65N.m时，试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动；其抗滑承载力可取12.0kN。
五、脚手架荷载标准值:
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
(1)立杆承受的自重标准值(kN/m)；
NG1 = 0.0353×25.8×4=3.64296kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用金属笆脚手板，标准值为0.104
NG2 = 0.104×14×175×1.75=4.459kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.17
NG3 = 0.170×1.75×4×14=16.66kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.75×25.8×2+0.005×25.8×1.75×2=0.903kN
(5)横杆自重标准值(kN/m)
NG5=0.0353×(1.75×6+1.75×2) ×14=6.9188kN
经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 + NG5= 32.584 kN
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和(考虑最多允许同时存在两个施工面)，经计算得到，活荷载标准值
NQ = 2.000×2×1.75×1.75=12.25kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N总= 1.2NG + 1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力
N总=1.2×32.584+1.4×12.25=56.2508kN
故单根立杆底部的最大轴向力为
N=N总/4=14.0627kN
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)(式5.2.6-1)得
σ = NφA ≤ [f]
其中 N ——单根立杆的轴心压力设计值，N=14.0627kN；
——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比λ建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)附表A.0.6取值。
λ ——长细比，λ=l0i
l0——计算长度(m),由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)第5.2.8条规定计算
　　 i ——截面回转半径；
A ——立杆净截面面积；
　　 [f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
由计算得l0=3.326m，回转半径i=16.1mm，长细比λ=l0i=206.58，查表得φ=0.17
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到
=14062.7/(0.17×450)=183.826N/mm2；
　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 =183.826N/mm2< [f]= 205.00N/mm2,满足要求!
8.2电梯井道悬挑脚手架工字钢梁计算书(按悬挑最大高度18.35m计算)
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
(1)立杆承受的自重标准值(kN/m)；
NG1 = 0.0353×18.35×4=2.59102kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用金属笆脚手板，标准值为0.104
NG2 = 0.104×14×1.75×1.75=4.459kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.17
NG3 = 0.170×1.75×4×14=16.66kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.75×18.35×2+0.005×18.35×1.75×2=0.64225kN
(5)横杆自重标准值(kN/m)
NG5=0.0353×(1.75×6+1.75×2) ×14=6.9188kN
经计算得到，静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 + NG5= 31.271 kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和(考虑最多允许同时存在两个施工面)，经计算得到，活荷载标准值
NQ = 2.000×2×1.75×1.75=12.25kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N总= 1.2NG + 1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力
N总=1.2×31.271+1.4×12.25=54.6752kN
故单根立杆底部的最大轴向力为
N=N总/4=13.6688kN
工字钢梁为I18。根据平面图，工字钢梁按受2个集中荷载及自重均布荷载的
单跨简支梁计算。跨度L为2.55m，集中荷载取立杆轴向压力为13.6688kN。
计算简图如下图所示

荷载计算
（1） 工字钢梁自重标准值：gk=0.241kN/m
（2） 工字钢梁自重设计值：g=1.35× gk=0.325kN/m
（3） 集中荷载设计值：14.06kN
抗弯强度验算
由计算得
Mmax=4.325kN•m
σmax=Mmax/w =4.325×106/185000=23.378N/mm2＜f=215 N/mm2，满足要求。
整体稳定性验算
工字钢梁I18，查表得=1.3＞0.6
按下式计算代替：
=1.07-=0.853＜1.0
=27.41N/mm2＜f=215 N/mm2，满足要求。
抗剪强度验算
支座反力VA=VB=（2N+）=（2×14.05+0.325×2.35）=14.432kN
=14.245 N/mm2＜fv=125 N/mm2，满足要求。
挠度验算
ωmax=Fa24EI(3l2-4a2)+5ql4384EI
=14.06×103×30024×2.06×105×1660×104×3×23502-4×3002 +5×0.325×23504384×2.06×105×1660×104
=0.833+0.038
=0.871mm＜[ν]=l/400=6.25mm，满足要求!
8.3混凝土楼板抗冲切承载力验算
经前计算可知，混凝土楼板所受的最大立杆轴压力14.06kN为，因此，局部荷载设计值取=14.06kN，局部荷载作用范围不考虑管底垫板，仅按钢管截面投影面积考虑。板厚取电梯井底板厚h=250mm。抗冲切承载力验算时，将板视为不配置箍筋或弯起钢筋的板，并且考虑板混凝土强度为C35。
受冲切承载力验算公式如下：
其中：
——局部荷载设计值，此处取为13.56kN；
——截面高度影响系数，时，取；
——混凝土抗拉强度设计值，按C35混凝土考虑，取1.57N/mm2
——临界截面周长，此处取，为钢管直径，取48mm
——为截面有效高度，取220mm。
——圆形截面，取1。
0.7βhftημmh0=0.7×1×1.57×1×841.52×220=203.46kN≥14.06kN
因此，楼板抗冲切承载力满足要求。