钢管悬挑脚手架计算书.docx
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钢管悬挑脚手架计算书
钢管悬挑脚手架计算书
架体验算
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
Ф48×3.25
脚手架搭设高度H（m）
24
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
243
立杆步距h（m）
1.5
立杆纵距或跨距la（m）
1.5
立杆横距lb（m）
0.85
内立杆离建筑物距离a（m）
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
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
1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）
0.1248
横向斜撑布置方式
5跨1设
结构脚手架作业层数njj
2
结构脚手架荷载标准值Gkjj（kN/m2）
3
地区
甘肃张掖市
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）
1.2
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件）
0.45
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）
115000
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
4790
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×（0.036+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.036+0.35×0.85/（2+1））+1.4×3×0.85/（2+1）=1.35kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.036+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.036+0.35×0.85/（2+1））+3×0.85/（2+1）=0.99kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.35×1.52=0.3kN·m
σ=Mmax/W=0.3×106/4790=63.51N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.99×15004/（100×206000×115000）=1.425mm
νmax＝1.425mm≤[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=1.1×1.35×1.5=2.23kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.99×1.5=1.63kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.23kN
q=1.2×0.036=0.043kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.63kN
q'=0.036kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.63×106/4790=131.34N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.501mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[850/150，10]＝5.67mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.25kN
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
0.8
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：
Rmax=2.23/2=1.12kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
横向水平杆：
Rmax=2.25kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
20
脚手架钢管类型
Ф48×3.25
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.1248
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/2×0.036/h）×H=（0.1248+1.5×2/2×0.036/1.5）×20=3.21kN
单内立杆：
NG1k=3.21kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1/2=（20/1.5+1）×1.5×0.85×0.35×1/1/2=3.2kN
单内立杆：
NG2k1=3.2kN
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=（20/1.5+1）×1.5×0.14×1/2=1.5kN
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×20=0.3kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=3.2+1.5+0.3=5kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=3.2kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj）/2=1.5×0.85×（2×3）/2=3.82kN
内立杆：
NQ1k=3.82kN
不组合风荷载作用下单立杆轴向力：
单外立杆：
N'=1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k=1.2×（3.21+5）+1.4×3.82=15.22kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k=1.2×（3.21+3.2）+1.4×3.82=13.05kN
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]
3
吊环设置
分开设置
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度（m）
3.6
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（mm）
上吊点距外立杆下吊点的水平距离（mm）
卸荷点水平间距（m）
1
15
5
3.6
450
1300
3
钢丝绳卸荷
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法（分开设置）
第1次卸荷验算
α1=arctan（ls/Hs）=arctan（3600/450）=82.87°
α2=arctan（ls/Hs）=arctan（3600/1300）=70.14°
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=0.8×1.5×13.05×5/20×3/1.5=7.83kN
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×15.22×5/20×3/1.5=9.13kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=7.83/sin82.87°=7.89kN
T2=P2/sinα2=9.13/sin70.14°=9.71kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=9.71kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×9.71/（2×15.19）=1个≤[n]=3个
满足要求！
Pg=k×[Fg]/α=9×9.71/0.85=102.77kN
钢丝绳最小直径dmin=（Pg/0.5）1/2=（102.77/0.5）1/2=14.34mm
吊环最小直径dmin=（2A/π）1/2=（2×[Fg]/（[f]π））1/2=（2×9.71×103/（50π））1/2=12mm
注：
[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2
第1次卸荷钢丝绳最小直径14.34mm，必须拉紧至9.71kN，吊环最小直径为12mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
24
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4790
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）
457
连墙件布置方式
两步三跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.5=2.25m
长细比λ=l0/i=2.25×103/15.9=141.51≤210
轴心受压构件的稳定系数计算：
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.5=2.6m
长细比λ=l0/i=2.6×103/15.9=163.44
查《规范》表A得，φ=0.265
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[3.6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（3.21+5）+1.4×3.82）×（15+（1-0.8）×（15-15）+max[3.6，（1-0.8）×5]）/20=14.15kN
σ=N/（φA）=14150.46/（0.265×457）=116.84N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
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
1
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.45×2×1.5×3×1.5=8.55kN
长细比λ=l0/i=600/158=3.8，查《规范》表A.0.6得，φ=0.99
（Nlw+N0）/（φAc）=（8.55+3）×103/（0.99×489）=23.8N/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=8.55+3=11.55kN≤1×12=12kN
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1500
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）
14
主梁建筑物外悬挑长度Lx（mm）
1500
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）
2500
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离（mm）
支撑件上下固定点的垂直距离L1（mm）
支撑件上下固定点的水平距离L2（mm）
是否参与计算
1
上拉
2200
3300
3
是
2
下撑
3200
3300
3200
是
作用点号
各排立杆传至梁上荷载F（kN）
各排立杆距主梁外锚固点水平距离（mm）
主梁间距la（mm）
1
14.15
400
1500
2
14.15
1250
1500
附图如下：
平面图
立面图
三、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）
205
主梁材料抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
170
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m
第1排：
F1=F1/nz=14.15/1=14.15kN
第2排：
F2=F2/nz=14.15/1=14.15kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=5.89×106/141000=41.75N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=17.36×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=20.52N/mm2
τmax=20.52N/mm2≤[τ]=170N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.95mm≤[ν]=2×la/400=2×3800/400=19mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-1.11kN,R2=19.09kN,R3=16.44kN,R4=-4.55kN
四、上拉杆件验算
上拉杆材料类型
槽钢
上拉杆截面类型
5号槽钢
上拉杆截面积A（cm2）
6.93
上拉杆截面惯性矩I（cm4）
26
上拉杆截面抵抗矩W（cm3）
10.4
上拉杆材料抗拉强度设计值f（N/mm2）
205
上拉杆弹性模量E（N/mm2）
206000
对接焊缝抗拉强度设计值ftw（N/mm2）
140
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（3300/3）=89.95°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR3=1×16.44=16.44kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=16.44/tan89.95°=0.01kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=16.44/sin89.95°=16.44kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=16.44kN
轴心受拉稳定性计算：
σ=NS/A=16.44×103/693=23.72N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NS/（lwt）=16.44×103/A=16.44×103/693=23.72N/mm2≤ftw=140N/mm2
符合要求！
五、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
工字钢
下撑杆截面类型
10号工字钢
下撑杆截面积A（cm2）
14.3
下撑杆截面惯性矩I（cm4）
245
下撑杆截面抵抗矩W（cm3）
49
下撑杆材料抗压强度设计值f（N/mm2）
205
下撑杆弹性模量E（N/mm2）
206000
下撑杆件截面回转半径i（cm）
4.14
对接焊缝抗压强度设计值ftw（N/mm2）
140
下撑杆件角度计算：
β1=arctanL1/L2=arctan（3300/3200）=45.88°
下撑杆件支座力：
RX1=nzR4=1×-4.55=-4.55kN
主梁轴向力：
NXZ1=RX1/tanβ1=-4.55/tan45.88°=-4.41kN
下撑杆件轴向力：
NX1=RX1/sinβ1=-4.55/sin45.88°=-6.34kN
下撑杆件的最大轴向拉力NX=max[Nx1...Nxi]=-6.34kN
下撑杆长度：
L01=（L12+L22）0.5=（33002+32002）0.5=4596.74mm
下撑杆长细比：
λ1=L01/i=4596.74/41.4=111.03
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得，φ1=0.558
轴心受压稳定性计算：
σ1=NX1/（φ1A）=-6337.09/（0.558×1430）=-7.94N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NX/（lwt）=6.34×103/A=6.34×103/1430=4.43N/mm2≤fcw=140N/mm2
符合要求！
六、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=[（NSZ1）-（NXZ1）]/nz=[（0.01）-（-4.41）]/1=4.43kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=5.89×106/（1.05×141×103）+4.43×103/2610=41.46N/mm2≤[f]=205N/mm2
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=1.6
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0.89。
σ=Mmax/（φbWx）=5.89×106/（0.89×141×103）=46.72N/mm2≤[f]=205N/mm2
符合要求！
七、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）
14
主梁建筑物内锚固长度Lm（mm）
2500
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
锚固点压环钢筋受力：
N=1.11kN
压环钢筋验算：
σ=N/（2A）=2×N/πd2=2×1.11×103/（3.14×142）=3.59N/mm2≤[f]=50N/mm2
注：
[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/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！
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