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
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架
卸荷设置
无
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
19.8
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)
0.8
横向水平杆计算外伸长度a1(m)
0.15
内立杆离建筑物距离a(m)
0.4
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
冲压钢脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.3
脚手板铺设方式
1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
冲压钢挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.16
挡脚板铺设方式
1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
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
地区
内蒙古赤峰市
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
1.132
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
0.938，0.65
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.319，0.221
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)

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×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.033+0.3×1.5/(2+1))+1.4×3×1.5/(2+1)=2.32kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×la/(n+1))+Gk×la/(n+1)=(0.033+0.3×1.5/(2+1))+3×1.5/(2+1)=1.683kN/m
计算简图如下：

1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[2.32×0.82/8，2.32×0.152/2]=0.186kN·m
σ=Mmax/W=0.186×106/4490=41.336N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/(384EI)，q'a14/(8EI)]=max[5×1.683×8004/(384×206000×107800)，1.683×1504/(8×206000×107800)]=0.404mm
νmax＝0.404mm≤[ν]＝min[lb/15010]＝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=q(lb+a1)2/(2lb)=2.32×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=1.309kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=1.683×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.949kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.309kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.949kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：

弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.532×106/4490=118.561N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：

变形图(mm)
νmax＝2.808mm≤[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=3.033kN
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=1.309kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
纵向水平杆：Rmax=3.033kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
19.8
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)
0.12
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/2×0.033/h)×H=(0.12+(0.8+0.15)×2/2×0.033/1.5)×19.8=2.794kN
单内立杆：NG1k=2.794kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/1/2=(19.8/1.5+1)×1.5×(0.8+0.15)×0.3×1/1/2=3.035kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆：NG2k1=3.035kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/1=(19.8/1.5+1)×1.5×0.16×1/1=3.408kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×19.8=0.297kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.035+3.408+0.297=6.74kN
单内立杆：NG2k=NG2k1=3.035kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(njj×Gkjj)/2=1.5×(0.8+0.15)×(1×3)/2=2.138kN
内立杆：NQ1k2.138kN
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×(2.794+6.74)+ 0.9×1.4×2.138=14.134kN
单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.794+3.035)+ 0.9×1.4×2.138=9.688kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
19.8
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
一步一跨
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=2.25×103/15.9=141.509≤210
满足要求！
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=2.599m
长细比λ=l0/i=2.599×103/15.9=163.443
查《规范》表A得，φ=0.265
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=2.794+6.74+2.138=11.671kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.794+6.74)+1.4×2.138=14.433kN
σ=N/(φA)=14433.098/(0.265×424)=128.454N/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=2.794+6.74+2.138=11.671kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.794+6.74)+0.9×1.4×2.138=14.134kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.221×1.5×1.52/10=0.094kN·m
σ=N/(φA)+ Mw/W=14133.848/(0.265×424)+93980.25/4490=146.722N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
一步一跨
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)
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Φ42×2.5
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×1×h×1×la=1.4×0.319×1×1.5×1×1.5=1.005kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896
(Nlw+N0)/(φAc)=(1.005+3)×103/(0.896×424)=10.542N/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=1.005+3=4.005kN≤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)
15
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
几型锚固螺栓
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)
50
主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
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
2
下撑
1160
3300
1050
是

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
11.67
14.43
450
1500
2
11.67
14.43
1250
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=11.67/1=11.67kN
第2排：F'2=F2'/nz=11.67/1=11.67kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：F1=F1/nz=14.43/1=14.43kN
第2排：F2=F2/nz=14.43/1=14.43kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=2.814×106/141000=19.956N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=8.831×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=10.437N/mm2
τmax=10.437N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算

变形图(mm)
νmax=0.084mm≤[ν]=2×lx/250=2×1300/250=10.4mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-0.513kN,R2=9.738kN,R3=20.349kN
四、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
工字钢
下撑杆截面类型
10号工字钢
下撑杆截面积A(cm2)
14.3
下撑杆截面惯性矩I(cm4)
245
下撑杆截面抵抗矩W(cm3)
49
下撑杆材料抗压强度设计值f(N/mm2)
205
下撑杆弹性模量E(N/mm2)
206000
下撑杆件截面回转半径i(cm)
4.14
对接焊缝抗压强度设计值ftw(N/mm2)
140
下撑杆件角度计算：
β1=arctanL1/L2=arctan(3300/1050)=72.35°
下撑杆件支座力：
RX1=nzR3=1×20.349=20.349kN
主梁轴向力：
NXZ1=RX1/tanβ1=20.349/tan72.35°=6.475kN
下撑杆件轴向力：
NX1=RX1/sinβ1=20.349/sin72.35°=21.354kN
下撑杆件的最大轴向拉力NX=max[Nx1...Nxi]=21.354kN
下撑杆长度：
L01=(L12+L22)0.5=(3300210502)0.5=3463.019mm
下撑杆长细比：
λ1=L01/i=3463.019/41.4=83.648
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得，φ1=0.694
当φ大于0.6，φ1'=0.664
轴心受压稳定性计算：
σ1=NX1/(φ1'A)=21353.76/(0.664×1430)=22.501N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NX/(lwt)=21.354×103/A=21.354×103/1430=14.933N/mm2≤fcw=140N/mm2
符合要求！
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =|[(-(+NXZ1))]|/nz=|[(-(+6.475))]|/1=6.475kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=2.814×106/(1.05×141×103)+6.475×103/2610=21.487N/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)=2.814×106/(0.929×141×103)=21.482N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、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
几型锚固螺栓
几型锚固螺栓直径d(mm)
16
梁/楼板混凝土强度等级
C25
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 =0.513/2=0.257kN
螺栓锚固深度:h ≥ N/(4×π×d×[τb])=0.513×103/(4×3.14×16×2.5)=1.021mm
螺栓验算：
σ=N/(4×π×d2/4)=0.513×103/(4×π×162/4)=0.638kN/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=0.95×11.9=11.305N/mm2
N/2 =0.257kN ≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(802-3.14×162/4)×11.305/1000=140.158kN
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！