鋼管扣件式懸挑腳手架強度計算書

1、鋼管扣件式懸挑腳手架強度計算書根據(jù)施工現(xiàn)場的使用要求，施工現(xiàn)場中使用14#槽鋼及2×11mm鋼絲繩構成的三角形受力體系來懸挑30m高度的鋼管扣件式腳手架，現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)行建筑行業(yè)標準JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范及施工現(xiàn)場的其他相關安全技術規(guī)范的規(guī)定，對該腳手架及懸挑三角形結構體系進行強度校核計算，以完善施工技術資料，并為保證施工安全提供依據(jù)。1、計算力學模型懸挑式鋼管扣件腳手架的構造與幾何尺寸見圖1，每根立桿下設置一根14#槽鋼懸挑梁2×11mm鋼絲繩構成的受力體系。2、懸挑梁腳手架的鋼管及承載體系的幾何特性與強度2.1 48×3.5mm鋼

2、管（1）幾何特性1）截面積：A=/4（D2-d2）=/4(482-142)=489(mm2) (1)2)轉動慣量：I=/64（D4-d4）=/64(484-144)=121900(mm4) (2)3）抗彎模量：W=I/（D/2）=121900÷（48/2）=5079(mm3) (3)4）回轉半徑：I=I/A=121900/489=15.79(mm) (4)5)計算長度：l0=kh (5)式中：k-計算長度附加系數(shù)，取k=1.155; -考慮腳手架整體穩(wěn)定性因素的單桿計算長度系數(shù)； 當立桿橫距為0.8m、連墻桿二步三跨布置時，可取 =1.50; h-立桿步距，h=1800(mm);則得

3、： Lc=kl06)長細比：= Lc/I=3119/15.79=198 (6)7)穩(wěn)定系數(shù)：查表得=0.184(2)鋼材抗壓強度設計值:=205(N/ mm2)=205（MPa）22 14#槽鋼（1）幾何特性由建筑施工腳手架實用手冊（建筑工業(yè)出版社）查得：1）截面積：A=1851（mm2）2）轉動慣量：I=5637000（mm4）3）抗彎模量：W=80500（mm3）4）回轉半徑：I=55.2(mm)(2)鋼材抗壓強度設計值：=205(N/ mm2)=205（MPa）23鋼絲繩由起重機設計手冊（機械工業(yè)出版社）查得，當鋼絲繩的工作級別為重型M5，6*19-140-11型（11mm）鋼絲繩的破斷

4、拉力為TP=61.3(KN)，安全系數(shù)取為n=6，則該鋼絲繩的許用拉力為：TP=TP/n=61300/6=10217(N) (7)3強度計算31腳手架311立桿（1）計算荷載1）軸向壓荷載根據(jù)JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范，組合風荷載時，架體立桿的計算荷載為：N=1.2(NG1K+NG2KQK (8)式中：NG1K-腳手架結構自重標準產(chǎn)生的軸向力：立桿：2h1，大橫桿：2l1，小橫桿：n(0.1+b+0.2) 1=1*（0.1+0.8+0.2）*0.0384=0.042(kN)，扣件：2+2（h/6*2+l/6*2）*0.015 =2+2+(1.8*2/6+1.5*

5、2/6)*0.015=0.0765(kN)，步數(shù)：H/h=30/1.8=17(步)每縱距全高：NG1K0=0.3719*17=6.324(kN)，每根立桿承載：NG1K=6.324/2=3.162(kN);NG2K-構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力：腳手板：n(b+0.2)l2小橫桿及扣件：n(0.1+b+0.2) 1+22 =17*(0.1+0.8+0.2)*0.0384+2*0.015=1.228(kN),護欄及扣件：n(3l1+32)擋腳板：3l3剪刀撐：2hn1/6cos45°+102，密目安全網(wǎng)：H l4=(kN),則全高一縱距構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力合計為：NG2K0=2

6、.04+1.228+3.703+0.36+0.704+0.135=8.17(kN),每根立桿承受構配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力為：NG2K=8.17/2=4.085(kN)。NQK-施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力，根據(jù)現(xiàn)行腳手架規(guī)范，在建筑結構主體施工階段，腳手架上的施工面荷載為2（kN/·層）*3（層），在建筑外墻裝潢施工階段，腳手架上的施工面荷載為3（kN/·層）*2（層），則：腳手架在投影面上的施工面荷載：qQ=6( kN/)施工荷載標準值在立桿上產(chǎn)生的軸向力：NQK0=l(b+0.2) qQ=1.5*(0.8+0.2)*6=6( kN)每根立桿上承受的軸向力：NQK=9/

7、2=4.5(kN)組合風荷載時，架體每根立桿承受的計算軸向壓荷載為：N=12)彎矩立桿截面上承受的彎矩由風荷載產(chǎn)生，根據(jù)JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范，風荷載產(chǎn)生的彎矩計算式為：MW=klh2/10 (9)式中：Wk-風荷載標準值，Wk =0.7zs w0z-風壓高度變化系數(shù)，預計該腳手架在郊區(qū)50m高度上使用，則z=1.67；s-風荷載體型系數(shù)，當建筑物墻體已砌完，s=1.0,當建筑物為框架或開洞，s=1.3，-擋風系數(shù)，密目式安全網(wǎng)=0.4，取不利情況：s=w0-基本風壓（kN/），據(jù)GB9建筑結構荷載規(guī)范附表D4，南京地區(qū)50年一遇的基本風壓為w0=0.4（k

8、N/）,風荷載標準值為：Wk =0.7*1.67*0.52*0.40=0.24（kN/）風荷載產(chǎn)生的彎距為：MW=2/10=0.138(kN·m)(2)單肢抗壓穩(wěn)定性當架體單根立桿承受軸向壓力N與彎距MW時，單肢抗壓穩(wěn)定性計算式為：N/A+MW/M （11）將以上計算結果代入式（11），得：14051/0.184*789+138000/5079=156.16+27.17=183(MPa)=205(MPa)，以上計算結果表明，架體底部單根立桿的單肢抗壓穩(wěn)定性滿足。312架體搭設高度驗算根據(jù)JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范，組合風荷載時，本腳手架架體可搭設高度計

9、算式為：Hs=A-1.2 NG2KNQK + MW /wA)/1.2gkH (12)式中：gk-每米立桿承受的結構自重標準值（KN/m），由上述標準可查得gk =0.1248（KN/m）；H-腳手架搭設高度限值，H= Hs /1+0.001 Hs (13)則得：Hs=18445-(4167+8267)/0.1498=40126(mm)=40.126(m)本腳手架實際搭設高度為H=30（m）<H=30.578(m)，符合上述安全技術規(guī)范的要求。313連墻體（1）連墻體的軸向力設計值Nl=Nlw+N0 (14)式中：Nlw -風荷載產(chǎn)生的連墻件的軸向力設計值，NlW=1.4WKAW<N

10、 (15)式中：AW -每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架的迎風面積，本腳手架按照2步3跨布置連墻桿，則迎風面積為：AW =),NlW =N0 -連墻體約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力，雙排架取N0 =5（KN）；N-扣件的抗滑承載力，N單扣件=8（KN），N雙扣件=10（KN）；Nl=5.443+5=10.443(KN)> N單扣件=8（KN），不能用；Nl=5.443+5=10.443(KN) N雙扣件=10（KN），能用；則按2步3跨布置的連墻件應安裝雙扣件。32懸挑梁支撐結構321計算簡圖懸挑梁支撐結構的計算簡圖見圖2。322計算荷載（1）立桿支撐點的計算荷載由前計算結果知，每根立桿

11、支撐點的計算荷載為N=14.051(KN)。（2）鋼絲繩的拉力懸挑梁的計算力學模型可視為簡支梁，見圖3（a）。建筑物常規(guī)層高為2.83.6m，在圖3（a）計算力學模型中，顯然層高越小，鋼絲繩的拉力越大，則取支高2.8m計算。由圖3（a）知：=tg-1h/(a+b)=tg-12.8/(0.3+0.8)=68.55°,MAi=0，1.1Tsin-0.3N-1.1N=0,T=（0.3+1.1）Nxi=0，RAX-Tcos=0, RAX=Tcos=19829cos68.55°=7251(N),NYi=0, RAY+T sin-2N=0,RAY=2N- T sin=2*14051-1

12、9829 sin68.55°=9646(N)。（3）結構內(nèi)力1)彎矩： MA=MC=0， MB=300 RAY=300*9646=2893800(N·mm)；2)剪力：QA= QB左=- RAY=-9646（N）， QB右 = T sin-N=19829 sin68.55°-14051=4406（N）= QC；3)軸力：NAC=-RAX=-7251（N）；將以上結構內(nèi)力計算結果繪制成內(nèi)力圖，見圖3(b)、(c)、(d)。強度計算3.2.3.1鋼絲繩的強度計算由前計算結果知，當采用雙股鋼絲繩，且安全系數(shù)取n=6時，其計算拉力為：T=19829(N)<T0=2*

13、10217=20433(N)，則鋼絲繩使用安全。（1）懸挑梁梁身的結構強度承受圖3（a）的各種荷載時，懸挑梁梁身的強度計算式為：=（NAC/A+Mb/w）2+3(QB/A)2=(-7251/1851+-2893800/80500)2+3*(-9646/1851)2=(1.979+35.948)2+3*5.212=39(N/2)=39(MPa)<=205(MPa)，懸挑梁梁身的強度滿足。為防止14#槽鋼發(fā)生局部失穩(wěn)，建議在B、C點槽鋼開口處焊接厚度8，寬度100的立板封口。（2）支撐點A的焊縫的強度支撐點A采用50*50*5角鋼橫向焊接構成，角鋼長度50（），中部焊接三角肋板，以防角鋼受載變形，見圖2。1）焊縫面積：A=2lhcos45°=2*50*5 cos45°=354(2),2）焊縫強度：= RAX/A=7251/354=21（N/2）Q=120(MPa)，支撐點A焊縫強度滿足。（3）鋼絲繩下拉結點C的強度1）焊縫面積：鋼絲繩下拉結點C采用一根48*3.5鋼管立焊在槽鋼底部構成，其焊縫面積為：A=2Dhcos45°=2*48*4 cos45°=853(2),2）焊縫強度：= T/A=19829/853=23（N/2）=23（MPa）Q=120(MPa)，3）鋼管強度：= T/A=19829/（2*489）=20（N/2）=20（