普通型钢悬挑脚手架计算书.docx

普通型钢悬挑脚手架计算书.docx

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普通型钢悬挑脚手架计算书

普通型钢悬挑脚手架计算书

品茗软件大厦工程；工程建设地点:

杭州市文二路教工路口；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：

0m；标准层层高：

0m；总建筑面积：

0平方米；总工期：

0天。

本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。

型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。

一、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为19.2m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.8m，立杆的步距为1.5m；

内排架距离墙长度为0.50m；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步三跨，竖向间距3m，水平间距4.5m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为单扣件；

2.活荷载参数

施工均布荷载（kN/m2）:

2.000；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处内蒙古临河市，基本风压0.5kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:

0.1394；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.140；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

4层；

脚手板类别:

木脚手板；栏杆挡板类别:

木脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用20b号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.4m，建筑物内锚固段长度3.1m。

锚固压点螺栓直径（mm）:

20.00；

楼板混凝土标号:

C35；

6.拉绳与支杆参数

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

二、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=0.35×1.5/3=0.175kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.5/3=1kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1=1.656kN/m；

小横杆计算简图

2.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:

Mqmax=ql2/8

最大弯矩Mqmax=1.656×0.82/8=0.132kN·m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=26.08N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=26.08N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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

荷载标准值q=0.038+0.175+1=1.213kN/m；

νqmax=5ql4/384EI

最大挠度ν=5.0×1.213×8004/（384×2.06×105×121900）=0.258mm；

小横杆的最大挠度0.258mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm，满足要求！

三、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。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.8=0.031kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×0.8×1.5/3=0.14kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.8×1.5/3=0.8kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.031+1.2×0.14+1.4×0.8）/2=0.662kN；

大横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

Mmax=0.08ql2

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=0.267Pl

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.267×0.662×1.5=0.265kN·m；

M=M1max+M2max=0.007+0.265=0.272kN·m

最大应力计算值σ=0.272×106/5080=53.586N/mm2；

大横杆的最大应力计算值σ=53.586N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:

mm；

均布荷载最大挠度计算公式如下:

νmax=0.677ql4/100EI

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

νmax=0.677×0.038×15004/（100×2.06×105×121900）=0.052mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

νpmax=1.883Pl3/100EI

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

小横杆传递荷载P=（0.031+0.14+0.8）/2=0.485kN

ν=1.883×0.485×15003/（100×2.06×105×121900）=1.228mm；

最大挠度和：

ν=νmax+νpmax=0.052+1.228=1.281mm；

大横杆的最大挠度1.281mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.8×2/2=0.031kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.5=0.058kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.35×0.8×1.5/2=0.21kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.8×1.5/2=1.2kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.031+0.058+0.21）+1.4×1.2=2.038kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载的计算:

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，为0.1394kN/m

NG1=[0.1394+（0.80×2/2）×0.038/1.50]×19.20=3.070kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×4×1.5×（0.8+0.5）/2=1.365kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×4×1.5/2=0.42kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×19.2=0.144kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.999kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.999+0.85×1.4×2.4=8.854kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.999+1.4×2.4=9.358kN；

六、立杆的稳定性计算:

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=0.5kN/m2；

μz--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：

μz=0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.214；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.5×0.74×0.214=0.055kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.055×1.5×1.52/10=0.022kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=8.854kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=N'=9.358kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=2.599m；

长细比:

L0/i=164；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.262

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=8854.435/（0.262×489）+22260.467/5080=73.494N/mm2；

立杆稳定性计算σ=73.494N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=9358.435/（0.262×489）=73.045N/mm2；

立杆稳定性计算σ=73.045N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.5，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.5=0.069kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.5m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=1.302kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.302kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=500/15.8的结果查表得到φ=0.912，l为内排架距离墙的长度；

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.912×4.89×10-4×205×103=91.423kN；

Nl=6.302

连墙件采用单扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=6.302小于单扣件的抗滑力8kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

八、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,k1=m1/l,k2=m2/l。

本方案算例中，m=1.4m，l=3.1m，m1=0.5m，m2=1.3m；

水平支撑梁的截面惯性矩I=2500cm4，截面模量（抵抗矩）W=250cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.999+1.4×2.4=9.358kN；

水平钢梁自重强度计算荷载q=3.95×10-3×78.5=0.31kN/m；

k=1.4/3.1=0.452

k1=0.5/3.1=0.161

k2=1.3/3.1=0.419

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=24.729kN

支座反力RB=-5.051kN

最大弯矩MA=17.149kN·m

最大应力σ=17149056.86/（1.05×250000）=65.33N/mm2

水平支撑梁的最大应力计算值65.33N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!

最大挠度νmax=4.514mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为

悬伸长度的两倍，即2600mm

水平支撑梁的最大挠度4.514mm小于水平支撑梁的最大容许挠度2600/400mm,满足要求!

九、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用20b号工字钢,计算公式如下

σ=M/φbWx≤[f]

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=2

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0.93。

经过计算得到最大应力σ=17.149×106/（0.93×250000）=73.839N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=73.839小于[f]=215N/mm2,满足要求!

十、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螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

项目部处罚（奖励）通知单

架子工班组长付根华在2012年7月3日上午，对项目部王海平安排的卸料平台安装工作，拒绝执行，按照经纬公司内部班组承包合同有关规定，处以1000元罚款，并以此为戒。

巴市广电传媒中心项目部2012.7.3