型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx

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型钢悬挑脚手架扣件式计算书

8#楼楼梯型钢悬挑脚手架（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

装修脚手架

卸荷设置

有

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）

19.5

立杆步距h（m）

1.8

立杆纵距或跨距la（m）

1.2

立杆横距lb（m）

1.05

内立杆离建筑物距离a（m）

1.05

双立杆计算方法

不设置双立杆

二、荷载设计

脚手板类型

竹芭脚手板

脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）

0.1

脚手板铺设方式

2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

竹串片挡脚板

栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）

0.17

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

5跨1设

装修脚手架作业层数nzj

1

装修脚手架荷载标准值Gkzj（kN/m2）

2

地区

安徽绩溪

安全网设置

全封闭

基本风压ω0（kN/m2）

0.5

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）

0.531，0.368

计算简图：

立面图

侧面图

3、纵向水平杆验算

纵、横向水平杆布置方式

纵向水平杆在上

横向水平杆上纵向水平杆根数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×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.033+0.1×1.05/（2+1））+1.4×2×1.05/（2+1）=1.062kN/m

正常使用极限状态

q'=（0.033+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.033+0.1×1.05/（2+1））+2×1.05/（2+1）=0.768kN/m

计算简图如下：

1、抗弯验算

Mmax=0.1qla2=0.1×1.062×1.22=0.153kN·m

σ=Mmax/W=0.153×106/4490=34.058N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.768×12004/（100×206000×107800）=0.486mm

νmax＝0.486mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1200/150，10]＝8mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=1.1qla=1.1×1.062×1.2=1.402kN

正常使用极限状态

Rmax'=1.1q'la=1.1×0.768×1.2=1.014kN

四、横向水平杆验算

承载能力极限状态

由上节可知F1=Rmax=1.402kN

q=1.2×0.033=0.04kN/m

正常使用极限状态

由上节可知F1'=Rmax'=1.014kN

q'=0.033kN/m

1、抗弯验算

计算简图如下：

弯矩图（kN·m）

σ=Mmax/W=0.496×106/4490=110.406N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

计算简图如下：

变形图（mm）

νmax＝1.898mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[1050/150，10]＝7mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=1.423kN

五、扣件抗滑承载力验算

横杆与立杆连接方式

双扣件

扣件抗滑移折减系数

0.9

扣件抗滑承载力验算：

纵向水平杆：

Rmax=1.402/2=0.701kN≤Rc=0.9×12=10.8kN

横向水平杆：

Rmax=1.423kN≤Rc=0.9×12=10.8kN

满足要求！

六、荷载计算

脚手架架体高度H

19.5

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+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+1.2×2/2×0.033/1.8）×19.5=2.773kN

单内立杆：

NG1k=2.773kN

2、脚手板的自重标准值NG2k1

单外立杆：

NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（19.5/1.8+1）×1.2×1.05×0.1×1/2/2=0.373kN

1/2表示脚手板2步1设

单内立杆：

NG2k1=0.373kN

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=（19.5/1.8+1）×1.2×0.17×1/1=2.414kN

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=0.01×1.2×19.5=0.234kN

5、构配件自重标准值NG2k总计

单外立杆：

NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.373+2.414+0.234=3.021kN

单内立杆：

NG2k=NG2k1=0.373kN

立杆施工活荷载计算

外立杆：

NQ1k=la×lb×（nzj×Gkzj）/2=1.2×1.05×（1×2）/2=1.26kN

内立杆：

NQ1k=1.26kN

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×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26=8.54kN

单内立杆：

N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（2.773+0.373）+0.9×1.4×1.26=5.362kN

七、钢丝绳卸荷计算

钢丝绳不均匀系数α

0.85

钢丝绳安全系数k

9

钢丝绳绳夹型式

马鞍式

拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T（kN）

15.19

钢丝绳绳夹数量

5

吊环设置

共用

吊环钢筋直径d（mm）

20

钢丝绳型号

6×19

钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）

1400

钢丝绳受力不均匀系数Kx

1.5

花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）

10

花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）

170

卸荷系数Kf

0.8

上部增加荷载高度（m）

6

脚手架卸荷次数

1

钢丝绳卸荷

钢丝绳绳卡作法

钢丝绳连接吊环作法（共用）

第1次卸荷验算

α1=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/200）=86.186°

α2=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/1500）=63.435°

钢丝绳竖向分力，不均匀系数KX取1.5

P1=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×5.362×13.5/19.5×1.2/1.2=4.455kN

P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×8.54×13.5/19.5×1.2/1.2=7.095kN

钢丝绳轴向拉力

T1=P1/sinα1=4.455/sin86.186°=4.465kN

T2=P2/sinα2=7.095/sin63.435°=7.932kN

卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=7.932kN

绳夹数量：

n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×7.932/（2×15.19）=1个≤[n]=5个

满足要求！

花篮螺栓验算：

σ=[Fg]×103/（π×de2/4）=7.932×103/（π×102/4）=100.996N/mm2≤[ft]=170N/mm2

满足要求！

钢丝绳：

查表得，钢丝绳破断拉力总和：

Fg=101kN

[Fg]'=α×Fg/k=0.85×101/9=9.539kN≥[Fg]=7.932kN

满足要求！

吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=（4×7.932×103/（65π））1/2=13mm

d=20≥dmin

满足要求！

注：

[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2

第1次卸荷钢丝绳直径14mm，必须拉紧至7.932kN，吊环直径为20mm。

满足要求！

八、立杆稳定性验算

脚手架架体高度H

19.5

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

两步两跨

1、立杆长细比验算

立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m

长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤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=1.155×1.5×1.8=3.119m

长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132

查《规范》表A得，φ=0.188

2、立杆稳定性验算

不组合风荷载作用

底部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N1=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4NQ1k）×（hx1+（1-Kf）

×（hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.773+3.021）+1.4×1.26）

×（6+（1-0.8）×（6-6）+max[6，（1-0.8）×13.5]）/19.5=5.364KN

顶部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N2=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（H-hx顶）/H

=（1.2×（2.773+3.021）+1.4×1.26）×（19.5-6）/19.5=6.034kN

单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=6.034KN

σ=N/（φA）=6034.417/（0.188×424）=75.703N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

组合风荷载作用

底部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N1=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k）×（hx1+（1-Kf）

×（hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26）

×（6+（1-0.8）×（6-6）+max[6，（1-0.8）×13.5]）/19.5=5.255KN

顶部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N2=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（H-hx顶）/H

=（1.2×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26）×（19.5-6）/19.5=5.912kN

单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=5.912KN

Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.368×1.2×1.82/10=0.18kN·m

σ=N/（φA）+Mw/W=5912.294/（0.188×424）+180278.784/4490=114.322N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

九、连墙件承载力验算

连墙件布置方式

两步两跨

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

Ф48×3

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×2×h×2×la=1.4×0.531×2×1.8×2×1.2=6.423kN

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）=（6.423+3）×103/（0.896×424）=24.804N/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=6.423+3=9.423kN≤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）

16

悬挑方式

普通主梁悬挑

主梁间距（mm）

1200

主梁与建筑物连接方式

平铺在楼板上

锚固点设置方式

压环钢筋

压环钢筋直径d（mm）

16

主梁建筑物外悬挑长度Lx（mm）

2300

主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a（mm）

100

主梁建筑物内锚固长度Lm（mm）

4000

梁/楼板混凝土强度等级

C30

二、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=4.883/1=4.883kN

第2排：

F'2=F2'/nz=4.883/1=4.883kN

荷载设计值：

q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m

第1排：

F1=F1/nz=6.034/1=6.034kN

第2排：

F2=F2/nz=6.034/1=6.034kN

1、强度验算

弯矩图（kN·m）

σmax=Mmax/W=6.433×106/141000=45.626N/mm2≤[f]=215N/mm2

符合要求！

2、抗剪验算

剪力图（kN）

τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=11.949×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=14.121N/mm2

τmax=14.121N/mm2≤[τ]=125N/mm2

符合要求！

3、挠度验算

变形图（mm）

νmax=1.865mm≤[ν]=2×lx/250=2×2300/250=18.4mm

符合要求！

4、支座反力计算

R1=0.573kN,R2=-5.219kN,R3=18.263kN

三、悬挑主梁整体稳定性验算

主梁轴向力：

N=|[（-（+NXZ1））]|/nz=|[（-（+5.811））]|/1=5.811kN

压弯构件强度：

σmax=Mmax/（γW）+N/A=6.433×106/（1.05×141×103）+5.811×103/2610=45.68N/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=0.99

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0.79。

σ=Mmax/（φbWx）=6.433×106/（0.785×141×103）=58.111N/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

压环钢筋

压环钢筋直径d（mm）

16

梁/楼板混凝土强度等级

C30

压环钢筋1

压环钢筋2

1、压环钢筋验算如下

锚固点压环钢筋受力：

N/2=5.219/2=2.609kN

压环钢筋验算：

σ=N/（4A）=N/πd2=5.219×103/（3.14×162）=6.489N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/mm2

注：

[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度

符合要求！