楼面悬挑脚手架计算Word格式.docx

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0.14×

2+1（3.84×

10×

1.8+13.2）/1000=0.59kN

安全网：

0.01×

10=0.18kN

则有外立杆NG2k-1=0.95+0.59+0.18=1.72kN，内立杆NG2k-2=0.76kN

2.3施工活荷载产生的轴向力NQK

本工程脚手架用于装修，由规范表4.2.2查得活荷标准值为2kN/m2，则有

外立杆NQK-1=（0.4+0.1）×

2×

2=3.60kN

内立杆NQK-2=0.4×

2=2.88kN

2.4由风荷载产生的立杆段弯矩标准值Mwk

由于立杆最不利部位为脚手架底部，查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）得：

风压高度变化系数μz=0.74，广州基本风压w0=0.5kN/m2；

由规范表4.2.4的规定有：

脚手架风荷载体型系数μs=1.3φ=1.3×

0.623=0.81；

由规范式4.2.3得风荷标准值

wk=0.7×

μz×

μs×

w0=0.7×

0.74×

0.81×

0.5=0.21kN/m2；

由规范式5.3.4得Mwk=wkah2=0.21×

1.82/10=0.12kN·

m

3脚手架杆件验算

3.1横向水平杆的验算

3.1.1抗弯验算

受力见右图：

qk=（2+0.35）×

1.8/2=2.12kN/m，q=1.4×

1.8/2+1.2×

0.2×

1.8/2=2.74kN/m

产生的弯矩Mmax=qb2/8=2.74×

0.82/8=0.22kN·

杆件的容许弯矩

M容=Wƒ=5.08×

103×

205=1041400N·

mm=1.041kN·

m>

0.22=Mmax

横向水平杆抗弯强度满足要求。

3.1.2挠度的验算：

由静力计算手册查得：

ν=5qkb4/（384EI）=5×

2.12×

8004/（384×

2.06×

105×

12.19×

104）=0.45mm

由规范表5.1.8查得：

ν容=b/150=800/150=5.33mm>

0.45mm=ν

横向水平杆挠度满足要求。

3.2纵向水平杆的验算

查静力计算手册得：

由横向水平杆传来集中力设计值为

F=0.5qb（1+a/b）2=0.5×

2.74×

0.8（1+0.1/0.8）2=1.39kN

由横向水平杆传来集中力标准值：

Fk=0.5qkb（1+a/b）2=0.5×

0.8（1+0.1/0.8）2=1.07kN

考虑施工活荷的最不利组合，有：

3.2.1抗弯验算：

Mmax=0.213Fa=0.213×

1.39×

1.8=0.53kN·

杆件的容许弯矩:

m>

0.53=Mmax

纵向水平杆抗弯强度满足要求。

3.2.2挠度的验算：

ν=1.615Fka3/（100EI）=1.615×

1070×

18003/（100×

109×

12.19）=4.01mm

ν容=a/150=1800/150=12mm>

4.01mm=ν

纵向水平杆挠度满足要求。

3.3纵向水平杆与立杆连接扣件抗滑验算：

考虑施工活荷的最不利组合，查静力计算手册有：

纵、横向水平杆传给立杆的竖向力设计值R=2.3F=2.3×

1.39=3.20kN

查规范表5.1.7得：

扣件抗滑承载力设计值Rc=8kN>

3.20kN

扣件抗滑满足要求。

3.4立杆稳定验算

3.4.1求钢管的稳定系数φ

由规范查表5.3.3得脚手架立杆计算长度系数μ=1.5，有

立杆计算长度0=κμh=1.155×

1.5×

1.8=3.12m，i=15.8mm，则有λ=3120/15.8=197<

210，长细比满足要求并查得稳定系数φ=0.186。

3.4.2计算风荷设计值产生的立杆段弯矩Mw

由规范式5.3.4得：

Mw=0.85×

1.4×

0.12=0.14kN·

3.4.3由前面计算得：

NG1k=1.35kN

3.4.4由前面计算得：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2k-1=1.72kN

3.4.5由前面计算得：

施工活荷载产生的轴向力NQK-1=3.6kN

3.4.6组合风荷时，计算外立杆的轴向力设计值N

由规范式5.3.2-2有：

Nw=1.2（NG1k+NG2k-1）+0.85×

1.4∑NQK-1=1.2（1.35+1.72）+1.19×

3.6=7.97kN

3.4.7不组合风荷时，计算立杆段的轴向力设计值N

由规范式5.3.2-1有：

N=1.2（NG1k+NG2k-1）+1.4∑NQK-1=1.2（1.35+1.72）+1.4×

3.6=8.72kN

3.4.8立杆稳定验算：

由规范式5.3.1-2有：

NwMw7.97×

1030.14×

106

σ=━━+━━=━━━━━+━━━━━

φAW0.186×

4895.08×

103

=87.63+27.56=115.19N/mm2<

ƒ=205N/mm2

立杆稳定性满足要求。

立杆稳定验算由组合风荷产生的荷载效应所控制，故不组合风荷产生的荷载效应不用验算。

3.5连墙件验算

3.5.1扣件抗滑验算：

34m标高处风压高度变化系数μz=1.05，

由规范式4.2.3得：

风荷标准值wk=0.7×

1.05×

0.5=0.30kN/m2；

由规范式5.4.1得：

连墙件的轴向力设计值：

NL=NLw+5=1.4×

wk×

Aw+5

=1.4×

0.30×

3×

1.8+5=13.16kN<

2Rc=16kN（连墙杆于内外立杆各增设一扣件），满足要求。

3.5.2连墙件稳定验算：

按最不利考虑0=b+a=0.8+0.2=1.0m=1000mm，则有长细比λ=1000/15.8=63.3<

210，查得稳定系数φ=0.806；

连墙件的轴向力承载力：

[N]=φAƒ=0.806×

489×

205=80797.5N=80.8kN>

13.16kN

连墙件稳定满足要求。

4水平悬挑梁设计

4.1垂直荷载组合

4.1.1外立杆N1=1.2×

（1.35+1.72）+1.4×

4.1.2内立杆N2=1.2×

（1.35+0.76）+1.4×

2.88=6.56kN

4.2水平悬挑梁验算

4.2.1水平悬挑梁弯曲应力计算

M=N1×

1.0+N2×

0.2=8.72×

1.0+6.56×

0.2+0.1×

1.12/2=10.09kN·

选用［14a槽钢：

WX=80.5cm3，IX=563.7cm4，b=58mm，h=140mm，t=9.5mm；

本悬挑梁折算成简支梁，其跨度为1=2×

1.0=2.0m，根据钢结构设计规范的规定，应计算梁的整体稳定性：

φb=570bt/1h×

235/fy=1.122>

0.6，查附表3-2有φb'

=0.793，则悬挑梁弯曲应力为

σ=10.09×

106/（0.793×

80.5×

103）=157.9N/mm2<

ƒ=205N/mm2

4.2.2挠度

ν=N13/（3EI）+N2a3（3-a）/（6EI）

=8720×

10003/（3×

563.7）+6560×

2002（3×

1000-200）/（6×

563.7）

=2.50+0.11=2.61<

1000/250=4mm，安全。

4.2.3挑梁后部锚固钢筋设计

N3=10.09/1.7=5.94kN

吊环钢筋面积Ag≥N3/（2×

50）=5940/100=59.4mm2

选Ф14Ⅰ级钢筋，则Ag=154mm2>

59.4mm2

选用Ф14Ⅰ级钢筋满足要求。

4.2.4总结：

当挑梁选用［14a槽钢时，其弯曲应力和挠度均满足要求。

5卸荷计算

5.1斜拉吊点竖向距离为24m/2=12m，吊点水平距离为3个立杆纵距，即L=3×

1.8=5.4m。

5.2吊点必须在立杆与纵向、横向水平杆的交点处，钢丝绳必须由纵向水平杆底部兜紧，吊点处应设双根横向水平杆，1根与立杆卡牢，1根与纵向水平杆卡牢，两根横向水平杆端头与建筑物顶紧，或用螺栓固定在墙面预埋件上，承受斜拉引起的水平力。

5.3计算架子竖向1个吊点范围内，1个纵距的荷载设计值N：

12/1.8=6.67，故取7步计算；

脚手板、栏杆每2步设一层，取4层进行计算，操作层设挡脚板。

脚手架立杆自重：

12×

0.1337×

2=3.21kN

0.35×

（0.8+0.1）×

4=2.27kN

2+2（3.84×

1.8+13.2）/1000=0.67kN

12=0.22kN

活荷载：

（0.8+0.1）×

2=6.48N

N=1.2×

（3.21+2.27+0.67+0.12）+1.4×

6.48=16.60kN

5.4求每个吊点所承受的荷载P1，吊索拉力及吊点位置横向水平杆所受压力：

（综合考虑不均匀系数Kx=1.5）

P1=Kx×

3N/2=1.5×

16.60=37.35kN

计算简图见下图：

TAO=P1×

（52+1.02）1/2/5=1.02P1=38.10kN

TAB=-P1×

1.0/5=-0.2P1=-7.47kN

TBO=P1×

（52+0.22）1/2/5=1.00P1=37.35kN

TBC=-（P1×

0.2/5+TAB）=-1.49-7.47=-8.96kN

5.5验算钢丝绳抗拉强度

Pg≥KPx/α=8×

38.10/0.85=358.59kN

采用6×

19，绳芯1钢丝绳，选Ф26钢丝绳，Pg=362kN>

358.59kN（钢丝强度极限为1400N/mm2）。

所以Ф26钢丝绳满足要求。

5.6选择与钢丝绳配套使用的卡环

由已选Ф26钢丝绳，查《高层建筑施工手册》表4-4-1得适用的卡环为4.9号，其安全荷重49kN>

38.10kN。

选用4.9号卡环满足要求。

5.7计算工程结构上的预埋吊环

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2001）第7.9.8条规定，有

吊环钢筋面积Ag≥Px/（2×

50）=38100/100=381mm2

选Ф25Ⅰ级钢筋，则Ag=491mm2>

381mm2

选用Ф25Ⅰ级钢筋满足要求。

5.8验算吊点处扣件抗滑承载能力

每个扣件抗滑承载能力设计值为8kN。

吊点处，水平方向分力最大值TBC=8.96kN，现每个吊点处有两个扣件与立杆卡紧，因此水平方向抗滑移满足要求。

但垂直方向分力为37.35kN，只有两个扣件显然不够，所需扣件数n=37.35/8=4.67个，因此要采取措施，防止大横杆被钢丝绳兜起沿立杆向上滑移，其方法见上图。

这样加固后，每个节点共有5个扣件抵抗向上滑移，能保证大横杆不沿立杆向上滑移。

6二层挑梁后部锚固钢筋处楼板验算

二层楼板板厚为100mm，取不利板跨为3.6×

7.8m2进行验算其强度。

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附录B将楼面局部荷载换算为楼面均布荷载，计算简图见下图：

bcx=300+2×

50+200=600mm

bcy=4000-250+2×

50+200=4050mm

荷载的有效分布宽度b=2×

4050/3+0.73×

3000=4890mm，当两个局部荷载相邻而中心距＜b时，荷载的有效分布宽度应予折减，即b’=4890/2+800/2=2845mm。

y=4m，x=3m，y/x=1.3；

ay=4m，ax=0.3m，ay/x=1.3，ax/x=0.1

q=12.11×

6/（4.3×

0.3×

2）=28.16kN/m2

Mx=0.1075×

28.16×

4=3.63kN·

m，

My=0.0410×

4=1.39kN·

则有板上的等效均布荷载qe=8Mx/（b2）=8×

3.63/（2.845×

32）=1.13kN/m2

结构设计中考虑二层结构板活荷为2.0kN/m2，现八层以下脚手架立杆竖向荷载换算成板上等效均布荷载为1.13＜2.0kN/m2，故在施工阶段二层结构板可以承受八层以下脚手架荷载。

7结语

脚手架在施工主体和外墙装饰阶段，有着举足轻重的作用，由于脚手架支设于结构上，在结构上产生一定的附加荷载，经过计算做到万无一失，把风险降到零。