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经济适用房

悬挑式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为12.5米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.2-1.5米，立杆的横距0.90米，立杆的步距1.5米。

采用的钢管类型为φ48×3.

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.0米，水平间距3.6-4.5米。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层。

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.40米，建筑物内锚固段长度2.4米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构。

一、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.400/3=0.163kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.400/3=1.400kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.163+1.4×1.400=2.202kN/m

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下:

M=2.202×0.9002/8=0.223kN.m

=0.223×106/5080.0=43.890N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.163+1.400=1.602kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×1.602×900.04/（384×2.06×105×121900.0）=0.545mm

小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

二、大横杆的计算:

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038×0.900=0.035kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.900×1.400/3=0.147kN

活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.400/3=1.260kN

荷载的计算值P=（1.2×0.035+1.2×0.147+1.4×1.260）/2=0.991kN

大横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=0.08×（1.2×0.038）×1.4002+0.267×0.991×1.400=0.378kN.m

=0.378×106/5080.0=74.338N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和。

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=0.677×0.038×1400.004/（100×2.060×105×121900.000）=0.04mm

集中荷载标准值P=0.035+0.147+1.260=1.442kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.883×1441.560×1400.003/（100×2.060×105×121900.000）=2.97mm

最大挠度和

V=V1+V2=3.006mm

大横杆的最大挠度小于1400.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算:

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.400=0.054kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.900×1.400/2=0.220kN

活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.400/2=1.890kN

荷载的计算值R=1.2×0.054+1.2×0.220+1.4×1.890=2.975kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

四、脚手架荷载标准值:

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1611

NG1=0.161×18.100=2.916kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×6×1.400×（0.900+0.450）/2=1.984kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14

NG3=0.140×1.400×6/2=0.588kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.400×18.100=0.127kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.615kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×1×1.400×0.900/2=1.890kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

W0=0.350

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=1.200

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.350×1.250×1.200=0.368kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

五、立杆的稳定性计算:

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.38kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.34；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=2.25m；

k——计算长度附加系数，取1.155；

u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.08cm3；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=56.31

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.99kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.34；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=2.25m；

k——计算长度附加系数，取1.155；

u——计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.50

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.103kN.m；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到σ=74.30

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

六、连墙件的计算:

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.368kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=2.60×4.20=10.920m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5.000

经计算得到Nlw=5.618kN，连墙件轴向力计算值Nl=10.618kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=45.00/1.58的结果查表得到

=0.92；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=92.615kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

七、悬挑梁的受力计算:

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算。

悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1400mm，l=2100mm，ml=450mm，m2=1350mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=712.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=102.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×5.62+1.4×1.89=9.38kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×21.50×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

k=1.40/3.05=0.46

kl=0.45/3.05=0.15

k2=1.35/3.05=0.44

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=27.384kN

支座反力RB=-7.964kN

最大弯矩MA=17.090kN.m

抗弯计算强度f=17.090×106/（1.05×102000.0）=159.570N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

其中

b——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）附录B得到：

b=1.51

由于

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用

b'查表得到其值为0.867

经过计算得到强度σ=17.09×106/（0.867×102000.00）=193.18N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!

九、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=5.294kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[5294×4/（3.1416×50×2）]1/2=9mm

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。

榆林市经济适用房金苑小区21#住宅楼

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审核人：

批准人：

榆林四达建筑工程有限公司

第八工程处第五项目部