懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書

1、目錄第一章 工程概況2第二章 大橫桿的計(jì)算2第三章 小橫桿的計(jì)算5第四章 扣件抗滑力的計(jì)算7第五章 連墻件的計(jì)算13第六章 懸挑梁的受力計(jì)算15第七章 懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算17第八章 拉桿的受力計(jì)算18第九章 拉桿的強(qiáng)度計(jì)算19第十章 錨固段與樓板連接的計(jì)算20工程概況鋼管腳手架的計(jì)算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj130-2001） 。 計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為18.0米，立桿采用單立管。 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。 采用的鋼管類型為 483.25， 連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米。

2、 施工均布荷載為3.0kn/m2，同時(shí)施工2層，腳手板共鋪設(shè)10層。 懸挑水平鋼梁采用16a號槽鋼u口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長度1.85米。 懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最外面鋼絲繩距離建筑物1.45m。 大橫桿的計(jì)算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。 按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計(jì)算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.038kn/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.050/3=0.052kn/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.050/3=1.050kn/m 靜荷

3、載的計(jì)算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kn/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.41.050=1.470kn/m 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(支座最大彎矩) 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計(jì)算公式如下: 跨中最大彎矩為 m1=(0.080.109+0.101.470)1.5002=0.350kn.m 支座最大彎矩計(jì)算公式如下: 支座最大彎矩為 m2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.412kn.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：

4、=0.412106/4788.0=85.948n/mm2 大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)算 最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度 計(jì)算公式如下: 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.052=0.091kn/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.050kn/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 v=(0.6770.091+0.9901.050)1500.04/(1002.06105114920.0)=2.355mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求! 小橫桿的計(jì)算小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。 用大橫桿支座的最

5、大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。 1.荷載值計(jì)算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.0381.500=0.058kn 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.0501.500/3=0.079kn 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.0501.500/3=1.575kn 荷載的計(jì)算值 p=1.20.058+1.20.079+1.41.575=2.369kn 小橫桿計(jì)算簡圖 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: m=(1.20.038)1.0502/8+2.3691.0

6、50/3=0.835kn.m =0.835106/4788.0=174.471n/mm2 小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 v1=5.00.0381050.004/(3842.060105114920.000)=0.03mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p=0.058+0.079+1.575=1.711kn 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 v2=1711.3501050.0(31050.02-41050.

7、02/9)/(722.06105 114920.0)=2.970mm 最大撓度和 v=v1+v2=2.996mm 小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求! 扣件抗滑力的計(jì)算 縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): r rc 其中 rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.0kn(實(shí)際取6.4kn)； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 1.荷載值計(jì)算 橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.0381.050=0.040kn 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.0501.500/2=0.118kn 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.050

8、1.500/2=2.362kn 荷載的計(jì)算值 r=1.20.040+1.20.118+1.42.362=3.498kn 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65n.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn； 雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn； 四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；本例為0.1248 ng1 = 0.12518.000=2.246kn (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；本例

9、采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng2 = 0.150101.500(1.050+0.350)/2=1.575kn (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為 ng3 = 0.1501.50010/2=1.125kn (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.50018.000=0.135kn 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 5.081kn。 活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 nq

10、= 3.00021.5001.050/2=4.725kn 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 w0 基本風(fēng)壓(kn/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)的規(guī)定采用：w0 = 0.500 uz 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)的規(guī)定采用：uz = 1.250 us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：us = 1.200 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk = 0.70.5001.2501.200 = 0.525kn/m2。 考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 n = 1.2ng + 0.851.4nq 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 mw計(jì)算公式 mw =

11、 0.851.4wklah2/10 其中 wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。 五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算: 卸荷吊點(diǎn)按照構(gòu)造考慮，不進(jìn)行計(jì)算。 1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=12.71kn； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.19； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.50； a 立桿凈截面面積，a

12、=4.57cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=4.79cm3； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 = 148.33 f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00n/mm2； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求! 2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=11.72kn； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.19； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手

13、架的高度確定；u = 1.50 a 立桿凈截面面積，a=4.57cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩)，w=4.79cm3； mw 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，mw = 0.304kn.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 = 200.16 f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00n/mm2； 考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 連墻件采用焊接方式與墻體連接，對接焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式如下 其中 n為連墻件的軸向拉力，n=16.907kn； lw為連墻件的周長，取3.141648.0=150.80mm； t為焊縫厚度，t=3.25mm

14、； ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度，取185.0n/mm2； 經(jīng)過焊縫抗拉強(qiáng)度 = 16907.00/(150.803.25) = 34.50n/mm2。 對接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度計(jì)算滿足要求! 連墻件對接焊縫連接示意圖 懸挑梁的受力計(jì)算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。 懸臂部分腳手架荷載n的作用，里端b為與樓板的錨固點(diǎn)，a為墻支點(diǎn)。 本工程中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)側(cè)腳手架距離墻體350mm ，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體 = 1450mm， 水平支撐梁的截面慣性矩i = 866.20cm4，截面抵抗矩w = 108.30cm3，截面積a= 21.95cm2。 受腳手架集中

15、荷載 p=1.25.08+1.44.73=12.71kn 水平鋼梁自重荷載 q=1.221.950.00017.8510=0.21kn/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計(jì)算簡圖 經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到 14.4514.44 11.21 11.28 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kn) 1.517 2.418 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kn.m) 0.171 0.245 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm) 各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 r1=14.457kn,r2=12.290kn,r3=-0.629kn 最大彎矩 mmax=2.418kn.m 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=m/1.05w+n/a=2.4181

16、06/(1.05108300.0)+6.988 1000/2195.0=24.445n/mm2 水平支撐梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求! 懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算水平鋼梁采用16a號槽鋼u口水平,計(jì)算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算：經(jīng)過計(jì)算得到 b=57010.063.0235/(1450.0160.0235.0)=1.55由于b大于0.6，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附錄b其值用b查表得到其值為0.872經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 =2.42106/(0.872108300.00)=25.60n/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿

17、足要求!拉桿的受力計(jì)算水平鋼梁的軸力rah和拉鋼繩的軸力rui按照下面計(jì)算其中ruicos i為鋼繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力 rci=ruisin i按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為ru1=16.057kn拉桿的強(qiáng)度計(jì)算拉繩或拉桿的軸力ru我們均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為ru=16.057kn拉繩的強(qiáng)度計(jì)算：如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算：其中fg 鋼絲繩的容許拉力(kn)；fg 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kn)； 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對619、637、661鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8；k 鋼絲繩使用安全系數(shù)，取8.0。選擇拉鋼絲繩的破斷拉力要大于8.00016.057/0.850=151.127kn。選擇61