脚手架型钢悬挑计算.docx

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脚手架型钢悬挑计算

计算书

由于所搭设脚手架步距h=1.5m，立柱横向间距l=1.5m，连墙杆竖向间距H1=3.0m，水平间距L1＝4.5m，脚手架立杆纵向间距为1.2m，则排距为lb＝1.05m，结构施工时的施工均布荷载Qk=3.0KN/m2，装修时施工均布荷载Qk=2.0KN/m2，操作层横向水平杆间距取0.5l＝0.75m。

该尺寸满足《建筑施工脚手架实用手册》表4－34中的尺寸要求，因此对纵横水平杆抗弯强度和抗弯刚度及扣件的抗滑移无需进行验算，均满足规范要求，现仅对立杆的稳定性进行验算。

该脚手架全部采用单立杆，因此需对立杆底部的立杆稳定性进行验算。

（一）悬挑式脚手架计算：

1、立杆稳定性验算

（1）立杆的轴心压力：

1）脚手架自重产生的轴心压力NGK

根据《建筑施工脚手架实用手册》表4－38知立杆横向间距为1.5米，纵向间距为1.2米，步距为1.5米时一个柱距范围内每米高脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：

gK＝0.140kN/m

脚手架底层立杆计算，悬挑部分脚手架计算高度考虑26米，则底层脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：

悬挑式：

NGK＝H×gK＝26×0.14＝3.64kN

2）脚手架活载产生的轴心压力：

脚手架搭设高度按照26米考虑，施工中按铺设四层脚手板计，则查《建筑施工脚手架实用手册》表4－39知脚手板产生的轴心压力NQ1K＝1.215kN

3）a:

敞开式脚手架防护材料产生的轴心压力，查《建筑施工脚手架实用手册》表4－40知NQ2K1＝0.228kN

b:

密目网尺寸为3.5cm×3.5cm，绳径为3.2mm，自重0.01kN/m2，则其产生的轴心压力为：

悬挑式：

NQ2K2＝0.01×1.2×26＝0.312kN

4）脚手架在结构施工完成后兼做装修使用，按照结构施工时单层操作，QK＝3.0kN/m2，装修施工时两层同时进行操作，施工均布荷载QK＝2×2.0＝4.0kN/m2，按照最大施工荷载进行计算，查《建筑施工脚手架实用手册》表4－41知NQ3K＝4.05kN故活载产生的轴心压力标准值为：

悬挑式底部立杆：

NQK＝NQ1K+NQ2K+NQ3K＝1.215+0.228+0.312+4.05＝5.805kN

2、风荷载影响：

封闭密网的挡风系数及风荷载体形系数参照《建筑结构荷载规范》按以下方法计算：

ξ＝1.05×（3.5＋3.5）×0.32÷（3.5×3.5）＝0.192

其中1.05为考虑线绳的影响。

则有：

μs=1.2ξ=1.2×0.192＝0.23

在北京地区，基本风压ω0＝0.35kN/m2，对所处位置考虑B类地面，则查《建筑施工脚手架实用手册》表4－19知40米高度位置风压高度变化系数μz=1.56

30米高度位置风压高度变化系数μz=1.42

则35米高度位置风压高度变化系数μz=1.49

9米高度位置风压高度变化系数μz=1.00

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》公式4.2.3有

35m高处：

ωk=0.7μzμsω0＝0.7×1.49×0.23×0.35＝0.08kN/m2，

9m高处：

ωk=0.7μzμsω0＝0.7×1.0×0.23×0.35＝0.06kN/m2，

风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw:

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》式5.3.4

35m处：

9m处：

脚手架采用φ48钢管，由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录B查得：

立柱截面积A＝4.89cm2，截面模量w＝5.08cm3，回转半径i=1.58cm，由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3则有脚手架立杆计算长度系数μ在二步三跨时取1.50，由式5.3.3知立柱的计算长度l0=kμh=1.155×1.50×150＝260则立柱的长细比：

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C有立杆稳定系数ψ＝0.262。

在35米处的风荷载产生的弯曲压应力：

在35米处的风荷载产生的弯曲压应力：

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6有钢材的抗压强度设计值f=205N/mm2。

查《建筑施工脚手架实用手册》表4－35知：

当脚手架高度为35米时，高度调整系数k1=0.825，根据《建筑施工脚手架实用手册》公式4－31，立杆压力设计值为：

。

则立杆的稳定：

<1>不组合风荷载时：

悬挑式脚手架：

<2>组合风荷载时：

悬挑式脚手架：

通过以上比较，在不组合风荷载时的轴压力均大于组合风荷载时的压力，故按照不组合风荷载来计算。

悬挑式脚手架

底层立杆稳定：

N/mm2

底层立杆稳定：

N/mm2

脚手架搭设示意图：

3、连墙件验算：

本工程脚手架按照二步三跨进行设置连墙杆，连墙杆件设置采取硬连接，确保外架子的稳定，在每层的顶板梁上预留φ50套管，套管间距为4.5米，当架子搭设到层面位置时，将连墙杆穿入套管内，在框架梁两侧用扣件卡紧，见连墙杆设置图<二>。

当脚手架立杆遇到框架柱时，采用抱柱的做法，利用脚手管卡在框架柱的两侧，形成“井”字型，确保脚手架与结构拉结牢固，见连墙杆设置图<一>。

（1）连墙件的扣件抗滑承载力验算：

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2001J84－2001）式5.4.1，连墙件轴向力值：

Nl=Nlw+N0，其中N0＝5KN，按照二步三跨设置连墙件，则每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=3×4.5=13.5m2，由前面计算知，按最大风载标准值wk=0.08KN/m2，

Nlw＝1.4×wk×Aw＝1.4×0.08×13.5＝1.512KN

于是Nl=1.512+5=6.512KN；查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7有Rc=8.0KN>Nl=6.512KN（满足规范要求）

（2）连墙件稳定承载力验算：

按照如下图设置连墙件，框架梁边距离阳台边缘1500mm，阳台边缘距离脚手架立杆200mm，脚手架架体宽度为1200mm，取连墙件最大计算长度lH=2900mm，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.6有fc=205N/mm2，查附录B有φ48脚手管的回转半径i=1.58cm，截面积A＝4.89cm2，则连墙件长细比

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C有稳定系数ψ＝0.211。

所以

N=21.15KN>Nl=6.512KN（满足规范要求）

（3）连墙件设置如下图：

通过以上计算可知，脚手架搭设尺寸为立杆纵向间距1.2m，横向间距1.5m，步距为1.5m，连墙件为二步三跨设置，搭设高度在40米以下时，完全满足使用要求。

4、工字钢挑梁验算：

（1）φ18钢筋的受拉强度设计值：

f＝210N/mm2，截面积A=254.5mm2，则钢筋承受的最大拉力设计值F钢＝Af＝254.5×210＝53445N=53.445KN工16钢的弹性模量E＝210GPa，截面惯性矩Ix＝1130cm4，截面抵抗矩Wx＝141cm3，脚手架立杆传递下来的压力设计值N＝13.43KN，由《建筑施工手册》表2－11中序次1则有：

F=2N=2×13.43KN=26.86KN，l=3m，a1=1.5m，a2=0.3m。

简图如下：

（2）斜压杆的稳定计算：

根据《建筑施工手册》（第三版）第489页表5－33中次序4的有关公式则有：

斜杆CE受压，压力:

其中h＝3000+1500=4500mm，l＝1200+200=1400mm，a=1050mm，b＝300mm，2N＝26.86KN，所以RE＝35.91KN，故EC杆的稳定：

EC杆按照一端固定，另一端可移动但不转动杆件考虑，其长度系数μ＝1.0则压杆EC的计算长度

长细比：

查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C有压杆稳定系数ψ＝0.537，则压杆稳定：

N/mm2

（3）工字钢梁的强度验算：

梁的最大弯矩根据表5－33中所列应该在D处，其值为：

则：

MPa<σ=200MPa（满足要求）

按简支梁考虑，则工字钢的挠度值：

挠度值w＝0.45mm<[w]=

（满足使用要求）

（4）受拉端B处所受的拉力：

RB

九、脚手架卸荷

为确保脚手架的使用安全，在结构施工过程中，在四层、八层分别对脚手架进行卸荷，卸荷时采用脚手管进行支顶，卸荷立杆必须顶天立地设置，斜杆与立杆及横杆拉接牢固，所有横杆必须与立杆拉接牢固。

同时利用钢丝绳将脚手架与结构梁柱拉结牢固，拉结时采用6×37＋21.5mm的钢丝绳，钢丝绳绳卡的卡座扣在钢丝绳的工作段上，U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上，钢丝绳绳卡不得在钢丝绳上交替布置，连接处的绳卡不得少于4个，绳卡间距150mm，另外在钢丝绳末端距离端头150mm处增设一绳卡。

绳卡布置如下图：

钢丝绳与梁、柱及脚手架拉结牢固以后，利用中间设置的花篮螺栓进行紧固，花篮螺栓采用CO型，规格为M16，绳卡在紧固完使用2次时，对绳卡进一步进行紧固。

使用中如果安全弯被拉直，必须立即停止作业，进行紧固处理。

做法具体如下：

附脚手架搭设图位置图。