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201 / 16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 48×3.25， 連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60

2、米，水平間距4.50米。 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(hào)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=0.150×1.050/3=0.052kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000&#

3、215;1.050/3=1.050kN/m 靜荷載的計(jì)算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.4×1.050=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=(0.08×0.109+0.10×1.470)×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=-(0.10

4、×0.109+0.117×1.470)×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： =0.412×106/4788.0=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=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(10

5、0×2.06×105×114920.0)=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=0.038×1.500=0.058kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN 荷載的計(jì)算

6、值 P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=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=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m =0.835×106/4788.0=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

7、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=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×114920.000)=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=1711.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105× 114920.0)=2.970mm 最

8、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=0.038×1.050=0.040kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000×1.050×1.500/

9、2=2.362kN 荷載的計(jì)算值 R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=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(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下會(huì)滑動(dòng),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 = 0.125×18.000=2.246kN (2)腳

10、手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 NG2 = 0.150×10×1.500×(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 = 0.150×1.500×10/2=1.125kN (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.500×18.000=0.135kN 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.081kN。

11、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 = 3.000×2×1.500×1.050/2=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 = 0.7×0.500×1.250

12、×1.200 = 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 + 0.85×1.4NQ 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 = 0.85×1.4Wklah2/10 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)

13、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=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)

14、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=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 <

15、f,滿足要求! 連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，wk = 0.525kN/m2； Aw 每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積，Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN)；No = 5.000 經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 11.907kN，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 16.907kN 連墻件軸向力設(shè)計(jì)值 Nf =

16、Af 其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l/i=35.00/1.59的結(jié)果查表得到=0.94； A = 4.57cm2；f = 205.00N/mm2。 經(jīng)過計(jì)算得到 Nf = 88.121kN Nf>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3.1416×48.0=150.80mm； t為焊縫厚度，t=3.25mm； 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/(150.80×3.

17、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。 受腳手架集中荷載 P=1.2×5.08+1.4×4.73=12.71kN 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×21

18、.95×0.0001×7.85×10=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=2.418×106/(1.05×108300.

19、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(hào)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=570×10.0×63.0×235/(1450.0×160.0×235.0)=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 =2.42×106/(0.872

20、5;108300.00)=25.60N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!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6×19、6×37、6×61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8.000×16.057/0.850=151.127kN