普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書

1、普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書建始縣紅土坪片區(qū)二區(qū)一期2樓工程；屬于剪力墻結(jié)構(gòu);地上28層;地下1層；建筑高度：87.70m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：3.00m ；總建筑面積：24493.48平方米；總工期：450天；施工單位：恩施市清江建安有限公司。本工程由恩施華龍村集團(tuán)建始置業(yè)有限公司投資建設(shè)，恩施州天工建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司設(shè)計(jì)，中南勘察設(shè)計(jì)院（湖北）有限責(zé)任公司地質(zhì)勘察，武漢南亞建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理，恩施市清江建安有限公司組織施工；由譚祖佳擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，譚偉擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人，顏永定擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(jgj130-2011)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)

2、范(gb 50009-2011)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb 50017-2003)等規(guī)范編制。 一、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)本工程標(biāo)準(zhǔn)層一層以上采用懸挑腳手架，分四次懸挑（每次六層）。雙排腳手架搭設(shè)高度為 18 米，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為1.05米，立桿的步距為1.8 米；內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.25米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長(zhǎng)度為 150 米；采用的鋼管類型為 483.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù) 0.80；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距 3.6 米，水平間距3 米，采用扣件連接；連墻件連

3、接方式為雙扣件連接；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kn/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處湖北省恩施市建始縣，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.300，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z為1.000，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為0.645；計(jì)算中考慮風(fēng)荷載作用；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):2 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸

4、挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16a號(hào)槽鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.5米，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度 2.3 米。與樓板連接的螺栓直徑(mm):20.00；樓板混凝土標(biāo)號(hào):c35；6.拉繩與支桿參數(shù)支撐數(shù)量為:1； 鋼絲繩安全系數(shù)為:8.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.000；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、大橫桿的計(jì)算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(jgj130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大

5、橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:p1=0.038 kn/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:p2=0.31.05/(2+1)=0.105 kn/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q=31.05/(2+1)=1.05 kn/m；靜荷載的設(shè)計(jì)值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kn/m；活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.41.05=1.47 kn/m； 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤?jì)算公式如下: 跨中最大彎距為m1max=0.080.1721.52+0.101.471.52 =

6、0.362 kn.m；支座最大彎距計(jì)算公式如下: 支座最大彎距為 m2max= -0.100.1721.52-0.1171.471.52 =-0.426 kn.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：=max(0.362106,0.426106)/5080=83.858 n/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 83.858 n/mm2 小于 大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 n/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計(jì)算公式如下： 其中： 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= p1+p2=0.038+0.105=0.143 kn/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2=

7、 q =1.05 kn/m；最大撓度計(jì)算值為：v= 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9901.0515004/(1002.06105121900) = 2.291 mm；大橫桿的最大撓度 2.291 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計(jì)算:根據(jù)jgj130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.0381.5

8、= 0.058 kn；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kn；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=31.051.5/(2+1) =1.575 kn；集中荷載的設(shè)計(jì)值: p=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.575 = 2.463 kn； 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: mqmax = 1.20.0381.052/8 = 0.006 kn.m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: mpmax = 2.4631.05/3 = 0.862 kn.m ；最大彎矩 m= mqm

9、ax + mpmax = 0.868 kn.m；最大應(yīng)力計(jì)算值 = m / w = 0.868106/5080=170.953 n/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =170.953 n/mm2 小于 小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 n/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下: vqmax=50.03810504/(3842.06105121900) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 p = p1 + p2 + q = 0.058+0.158+1.575 = 1.79 kn；集中荷

10、載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下: vpmax = 1790.11050(310502-410502/9 ) /(722.06105 121900) = 2.929 mm；最大撓度和 v = vqmax + vpmax = 0.024+2.929 = 2.953 mm；小橫桿的最大撓度為 2.953 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1050/150=7與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計(jì)算:按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kn，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kn?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承

11、載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): r rc 其中 rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取6.40 kn；r - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: p1 = 0.0381.52/2=0.058 kn；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: p2 = 0.0381.05/2=0.02 kn；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: p3 = 0.31.051.5/2=0.236 kn；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q = 31.051.5 /2 = 2.362 kn；荷載的設(shè)計(jì)值: r=1.2(0.058+0.02+0.236)+1.42.362=3.684 kn；r 6.40 kn，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要

12、求! 五、腳手架立桿荷載的計(jì)算: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn)，為0.1248 ng1 = 0.1248+(1.502/2)0.038/1.8018.00 = 2.822；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3 ng2= 0.321.5(1.05+0.2)/2 = 0.585 kn；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng3 = 0.1521.5/2 = 0.225 kn；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kn/m2

13、)；0.005 ng4 = 0.0051.518 = 0.135 kn；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ng =ng1+ng2+ng3+ng4 = 3.767 kn；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 nq= 31.051.52/2 = 4.725 kn；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 其中 wo - 基本風(fēng)壓(kn/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)的規(guī)定采用： wo = 0.3 kn/m2； uz - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)的規(guī)定采用： uz= 1 ； u

14、s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.645；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 wk = 0.7 0.310.645 = 0.135 kn/m2；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 n = 1.2ng+1.4nq= 1.23.767+ 1.44.725= 11.136 kn；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 n = 1.2 ng+0.851.4nq = 1.23.767+ 0.851.44.725= 10.144 kn；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 mw 為 mw = 0.85 1.4wklah2/10 =0.850 1.40.1351.5 1.82/10 = 0.078 kn.m； 六、立

15、桿的穩(wěn)定性計(jì)算: 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值 ：n = 11.136 kn；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；當(dāng)驗(yàn)算桿件長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，取塊1.0；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 lo = kh 確定 ：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比 lo/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的計(jì)算結(jié)果查表得到 ：= 0.186 ；立桿凈截面面積 ： a = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：w = 5.08

16、 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 n/mm2； = 11136/(0.186489)=122.434 n/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 122.434 n/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 n/mm2，滿足要求！考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：n = 10.144 kn；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比: l0/

17、i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.186立桿凈截面面積 ： a = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：w = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 n/mm2； = 10143.63/(0.186489)+78336.153/5080 = 126.945 n/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 126.945 n/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 n/mm2，滿足要求！ 七、連墻件的計(jì)算: 連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算： nl = nlw + n0風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 wk = 0.135 kn/m2

18、；每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積 aw = 10.8 m2；按規(guī)范5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kn), n0= 5.000 kn；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kn)，按照下式計(jì)算：nlw = 1.4wkaw = 2.048 kn；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 nl = nlw + n0= 7.048 kn；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： nf = af其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i = 250/15.8的結(jié)果查表得到 =0.958，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度；又： a = 4.89 cm2；f=205 n/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為

19、nf = 0.9584.8910-4205103 = 96.035 kn；nl = 7.048 nf = 96.035,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計(jì)算得到 nl = 7.048小于雙扣件的抗滑力 12.8 kn，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖 八、懸挑梁的受力計(jì)算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。懸臂部分受腳手架荷載n的作用，里端b為與樓板的錨固點(diǎn)，a為墻支點(diǎn)。 本方案中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)排腳手架距離墻體250mm，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體為 1200mm，水平支撐梁的截面慣性矩i = 866.2 cm4，截面抵抗矩w = 108.3

20、cm3，截面積a = 21.95 cm2。受腳手架集中荷載 n=1.23.767 +1.44.725 = 11.136 kn；水平鋼梁自重荷載 q=1.221.950.000178.5 = 0.207 kn/m； 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)過(guò)連續(xù)梁的計(jì)算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kn) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kn.m)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為r1 = 14.088 kn； r2 = 8.986 kn； r3 = -0.017 kn。 最大彎矩 mmax= 1.53 kn.m；最大應(yīng)力 =m/1.05w+n/a= 1.53106 /

21、( 1.05 108300 )+ 0103 / 2195 = 13.453 n/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 13.453 n/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 215 n/mm2,滿足要求！ 九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算: 水平鋼梁采用16a號(hào)槽鋼,計(jì)算公式如下 其中b - 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算： b = 570 1063 235 /( 1200160235) = 1.87由于b大于0.6，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附表b，得到 b值為0.919。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到最大應(yīng)力 = 1.53106 /( 0.919108300 )= 15.367

22、n/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 = 15.367 小于 f = 215 n/mm2 ,滿足要求! 十、拉繩的受力計(jì)算:水平鋼梁的軸力rah和拉鋼繩的軸力rui按照下面計(jì)算 其中ruicosi為鋼繩的 拉力對(duì)水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力 rci=ruisini按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：ru1=15.174 kn； 十一、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算: 鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算：鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力ru均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為ru=15.174 kn 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算： 其中fg- 鋼絲繩的容許拉力(kn)； fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(k

23、n)， 計(jì)算中可以近似計(jì)算fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對(duì)619、637、661鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8； k - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計(jì)算中fg取15.174kn，=0.82，k=8，得到：經(jīng)計(jì)算，鋼絲繩最小直徑必須大于18mm才能滿足要求！ 鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力ru的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力n，為n=ru=15.174kn鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為 其中 f 為拉環(huán)受力的單肢抗剪強(qiáng)度，取f = 125n/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 d=(1517.3764/3.142125) 1/2 =13mm； 十二、錨固段與