懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書

1、懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書 鋼管腳手架的計(jì)算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj130-2001）。 計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為22.3米，立桿采用單立管。 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距0.80米，立桿的橫距1.05米，步距1.00米。 采用的鋼管類型為483.5， 連墻件采用2步2跨，豎向間距2.00米，水平間距1.60米。 施工均布荷載為3.0kn/m2，同時(shí)施工2層，腳手板共鋪設(shè)2層。 懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度1.50米。 懸挑水平鋼梁采用懸臂式結(jié)構(gòu)，沒有鋼絲繩或支桿與建筑物拉結(jié)。 一、大橫桿的計(jì)算 大橫桿按照三跨

2、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。 按照大橫桿上面的腳手板和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 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.038kn/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.050/3=0.052kn/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.050/3=1.050kn/m 靜荷載的計(jì)算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kn/m 活荷載的計(jì)算值 q2=1.41.050=1.470kn/m 大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計(jì)算荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩) 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均

3、布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計(jì)算公式如下: 跨中最大彎矩為 m1=(0.080.109+0.101.470)0.8002=0.100kn.m 支座最大彎矩計(jì)算公式如下: 支座最大彎矩為 m2=-(0.100.109+0.1171.470)0.8002=-0.117kn.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =0.117106/5080.0=23.042n/mm2 大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)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: 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.052=0.091kn/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.

4、050kn/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 v=(0.6770.091+0.9901.050)800.04/(1002.06105121900.0)=0.180mm 大橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿足要求! 二、小橫桿的計(jì)算 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，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=0.0380.800=0.031kn 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.0500.800/3=0.042kn 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.0500.800/

5、3=0.840kn 荷載的計(jì)算值 p=1.20.031+1.20.042+1.40.840=1.263kn 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算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: 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: m=(1.20.038)1.0502/8+1.2631.050/3=0.448kn.m =0.448106/5080.0=88.286n/mm2 小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求! 3.撓度計(jì)算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載最大撓度

6、計(jì)算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 v1=5.00.0381050.004/(3842.060105121900.000)=0.02mm 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p=0.031+0.042+0.840=0.913kn 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 v2=912.7201050.0(31050.02-41050.02/9)/(722.06105121900.0)=1.493mm 最大撓度和 v=v1+v2=1.518mm 小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求! 三、扣件抗滑力的計(jì)算 縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5)

7、: r rc 其中 rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.0kn； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 1.荷載值計(jì)算 橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.0381.050=0.040kn 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.0500.800/2=0.063kn 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.0500.800/2=1.260kn 荷載的計(jì)算值 r=1.20.040+1.20.063+1.41.260=1.888kn 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65n.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kn的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取8.0kn； 雙扣件在20kn的荷

8、載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kn； 四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值 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/m)；本例為0.1489 ng1 = 0.14922.330=3.325kn (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng2 = 0.15020.800(1.050+0.300)/2=0.162kn (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng3 = 0.1500.8002/2=0.120kn (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，

9、包括安全網(wǎng)(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0050.80022.330=0.089kn 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 3.696kn。 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 = 3.00020.8001.050/2=2.520kn 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 w0 基本風(fēng)壓(kn/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)附錄表d.4的規(guī)定采用：w0 = 0.550 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(gb50009-200

10、1)附錄表7.2.1的規(guī)定采用：uz = 1.800 us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：us = 0.872 經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk = 0.70.5501.8000.872 = 0.604kn/m2。 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 + 0.851.4nq 經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力n=1.23.696+0.851.42.520=7.434kn 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 經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力n=1.23.696+1.42.520=7.964kn 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 mw計(jì)算公

11、式 mw = 0.851.4wklah2/10 其中 wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 步距 (m)。 經(jīng)過計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩 mw=0.851.40.6040.8001.0001.000/10=0.058kn.m 五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=7.964kn； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； k 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.1551.5001.0

12、00=1.732m； a 立桿凈截面面積，a=4.890cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=5.080cm3； 由長(zhǎng)細(xì)比，為1732/16=110； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.523； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 =7964/(0.52489)=31.138n/mm2； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00n/mm2； 不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求! 2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=7.434kn； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； k 計(jì)算長(zhǎng)度附

13、加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長(zhǎng)度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.1551.5001.000=1.732m； a 立桿凈截面面積，a=4.890cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=5.080cm3； 由長(zhǎng)細(xì)比，為1732/16=110； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.523； mw 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，mw=0.058kn.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 =7434/(0.52489)+58000/5080=40.394n/mm2；

14、f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00n/mm2； 考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 連墻件采用扣件與墻體連接。 經(jīng)過計(jì)算得到 nl = 7.707kn小于扣件的抗滑力8.0kn，滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖 七、懸挑梁的受力計(jì)算 懸挑腳手架按照帶懸臂的單跨梁計(jì)算 懸出端c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)。 懸臂單跨梁計(jì)算簡(jiǎn)圖 支座反力計(jì)算公式 支座彎矩計(jì)算公式 c點(diǎn)最大撓度計(jì)算公式 其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。 本工程算例中，m = 1500mm，l = 1500mm，ml = 300mm，m

15、2 = 1350mm； 水平支撐梁的截面慣性矩i = 1130.00cm4，截面模量(抵抗矩) w = 141.00cm3。 受腳手架作用集中強(qiáng)度計(jì)算荷載 n=7.96kn 水平鋼梁自重強(qiáng)度計(jì)算荷載 q=1.226.100.00017.8510=0.25kn/m k=1.50/1.50=1.00 kl=0.30/1.50=0.20 k2=1.35/1.50=0.90 代入公式，經(jīng)過計(jì)算得到 支座反力 ra=25.424kn 支座反力 rb=-8.760kn 最大彎矩 ma=13.416kn.m 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=13.416106/(1.05141000.0)=90.621n/mm2 水平支撐

16、梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于215.0n/mm2,滿足要求! 受腳手架作用集中計(jì)算荷載 n=3.70+2.52=6.22kn 水平鋼梁自重計(jì)算荷載 q=26.100.00017.8510=0.21kn/m 最大撓度 vmax=6.139mm 按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附錄a結(jié)構(gòu)變形規(guī)定，受彎構(gòu)件的跨度對(duì)懸臂梁為懸伸長(zhǎng)度的兩倍，即3000.0mm 水平支撐梁的最大撓度小于3000.0/400,滿足要求! 八、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算 水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼,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)，查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附錄b得到： b=2.00 由于b大于0.6，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附錄b其值b=1.07-0.282/b=0.929 經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 =13.42106/(0.929141000.00)=102.42n/mm2； 水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求! 九、錨固段與樓板連接的計(jì)算 水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)采用直徑18的膨脹螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計(jì)算如下： 錨固深度計(jì)算公式 其中 n 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，n = 8.76kn； d 樓板螺栓的直徑，d = 18mm； fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強(qiáng)度，計(jì)算中取1.5n/mm2； h 樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度，