扣件式脚手架计算书.docx

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扣件式脚手架计算书

扣件式脚手架计算书

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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

4、《钢结构设计规范》GB50017-2003

一、脚手架参数

脚手架搭设方式

双排脚手架

脚手架钢管类型

Φ48.3×3.6

脚手架搭设高度H（m）

63

脚手架沿纵向搭设长度L（m）

180

立杆步距h（m）

1.8

立杆纵距或跨距la（m）

1.5

立杆横距lb（m）

1

内立杆离建筑物距离a（m）

0.2

双立杆计算方法

按构造要求设计

双立杆计算高度H1（m）

30

二、荷载设计

脚手板类型

竹串片脚手板

脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）

0.35

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）

0.14

挡脚板铺设方式

2步1设

每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）

0.129

横向斜撑布置方式

5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

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

北京北京

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

1.25

风压高度变化系数μz（连墙件、单立杆稳定性）

1.2，0.9

风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、单立杆稳定性）

0.45，0.34

计算简图：

立面图

侧面图

三、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）

127100

横杆弹性模量E（N/mm2）

206000

横杆截面抵抗矩W（mm3）

5260

纵、横向水平杆布置

承载能力极限状态

q=1.2×（0.04+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.04+0.35×1/（2+1））+1.4×3×1/（2+1）=1.59kN/m

正常使用极限状态

q'=（0.04+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.04+0.35×1/（2+1））+3×1/（2+1）=1.16kN/m

计算简图如下：

1、抗弯验算

Mmax=0.1qla2=0.1×1.59×1.52=0.36kN·m

σ=Mmax/W=0.36×106/5260=67.91N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×1.16×15004/（100×206000×127100）=1.514mm

νmax＝1.514mm≤[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=1.1qla=1.1×1.59×1.5=2.62kN

正常使用极限状态

Rmax'=1.1q'la=1.1×1.16×1.5=1.91kN

四、横向水平杆验算

承载能力极限状态

由上节可知F1=Rmax=2.62kN

q=1.2×0.04=0.048kN/m

正常使用极限状态

由上节可知F1'=Rmax'=1.91kN

q'=0.04kN/m

1、抗弯验算

计算简图如下：

弯矩图（kN·m）

σ=Mmax/W=0.87×106/5260=165.56N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

计算简图如下：

变形图（mm）

νmax＝2.592mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[1000/150，10]＝6.67mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=2.65kN

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

0.85

扣件抗滑承载力验算：

纵向水平杆：

Rmax=2.62/2=1.31kN≤Rc=0.85×8=6.8kN

横向水平杆：

Rmax=2.65kN≤Rc=0.85×8=6.8kN

满足要求！

六、荷载计算

脚手架搭设高度H

63

脚手架钢管类型

Φ48.3×3.6

每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）

0.129

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/2×0.04/h）×H=（0.129+1.5×2/2×0.04/1.8）×63=10.21kN

单内立杆：

NG1k=10.21kN

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=（63/1.8+1）×1.5×1×0.35×1/2/2=4.72kN

1/2表示脚手板2步1设

单内立杆：

NG2k1=4.72kN

3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2

单外立杆：

NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/2=（63/1.8+1）×1.5×0.14×1/2=3.78kN

1/2表示挡脚板2步1设

4、围护材料的自重标准值NG2k3

单外立杆：

NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×63=0.94kN

构配件自重标准值NG2k总计

单外立杆：

NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=4.72+3.78+0.94=9.45kN

单内立杆：

NG2k=NG2k1=4.72kN

立杆施工活荷载计算

外立杆：

NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj+nzj×Gkzj）/2=1.5×1×（1×3+1×2）/2=3.75kN

内立杆：

NQ1k=3.75kN

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×（10.21+9.45）+0.9×1.4×3.75=28.32kN

单内立杆：

N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（10.21+4.72）+0.9×1.4×3.75=22.65kN

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[n]

5

吊环设置

共用

卸荷系数Kf

0.8

上部增加荷载高度（m）

6

脚手架卸荷次数N

1

第N次卸荷

卸荷点位置高度hx（m）

卸荷点净高hj（m）

钢丝绳上下吊点的竖向距离ls（m）

上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS（mm）

上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS（mm）

卸荷点水平间距HL（m）

1

27

21

3

200

1100

3

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）=86.19°

α2=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/1100）=69.86°

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=0.8×1.5×22.65×21/63×3/1.5=18.12kN

P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×28.32×21/63×3/1.5=22.65kN

钢丝绳轴向拉力

T1=P1/sinα1=18.12/sin86.19°=18.16kN

T2=P2/sinα2=22.65/sin69.86°=24.13kN

卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=24.13kN

绳夹数量：

n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×24.13/（2×15.19）=2个≤[n]=5个

满足要求！

Pg=k×[Fg]/α=9×24.13/0.85=255.49kN

钢丝绳最小直径dmin=（Pg/0.5）1/2=（255.49/0.5）1/2=22.6mm

吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=4×24.13×103/（65π））1/2=22mm

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次卸荷钢丝绳最小直径22.6mm，必须拉紧至24.13kN，吊环最小直径为22mm。

八、立杆稳定性验算

脚手架搭设高度H

63

立杆计算长度系数μ

1.5

立杆截面抵抗矩W（mm3）

5260

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）

506

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=169.81≤210

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=3.12m

长细比λ=l0/i=3.12×103/15.9=196.13

查《规范》表A得，φ=0.188

满足要求！

2、立杆稳定性验算

不组合风荷载作用

单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（hx1+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（10.21+9.45）+1.4×3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=15.11kN

σ=N/（φA）=15108.5/（0.188×506）=158.82N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

组合风荷载作用

单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（hx1+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（10.21+9.45）+0.9×1.4×3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=14.83kN

Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.34×1.5×1.82/10=0.21kN·m

σ=N/（φA）+Mw/W=14833.5/（0.188×506）+208254.33/5260=195.52N/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

连墙件截面面积Ac（mm2）

489

连墙件截面回转半径i（mm）

158

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

0.85

Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.45×2×1.8×2×1.5=6.84kN

长细比λ=l0/i=600/158=3.8，查《规范》表A.0.6得，φ=0.99

（Nlw+N0）/（φAc）=（6.84+3）×103/（0.99×489）=20.28N/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=6.84+3=9.84kN≤0.85×12=10.2kN

满足要求！

十、立杆地基承载力验算

地基土类型

粘性土

地基承载力特征值fg（kPa）

140

地基承载力调整系数mf

1

垫板底面积A（m2）

0.25

单立杆的轴心压力标准值N=（（NG1k+NG2k）+NQ1k）×（hx1+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（（10.21+9.45）+3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=12.26kN

立柱底垫板的底面平均压力p＝N/（mfA）＝12.26/（1×0.25）＝49.05kPa≤fg＝140kPa

满足要求！