腳手架計算例題講解

1、.扣件式落地雙排腳手架計算書計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2011)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)等編制。 腳手架搭設(shè)體系剖面圖 腳手架搭設(shè)體系正立面圖 腳手架搭設(shè)體系平面圖一、參數(shù)信息1.腳手架搭設(shè)參數(shù)腳手架從地面開始搭設(shè)，搭設(shè)高度H：36.4m；頂步欄桿高：1.2m；內(nèi)立桿距離墻長度a：0.5m；橫桿步距h：1.8m；總步數(shù)：20步；立桿縱距l(xiāng)a：1.5m；立桿橫距l(xiāng)b：1.05m；小橫桿伸出內(nèi)立桿長度a1：0.3m；掃地桿距地：0.3m；采用小

2、橫桿在上布置，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為2根；采用的鋼管類型為48 3.5；連墻件布置方式為二步二跨，連接方式為扣件連接；連墻件扣件連接方式為雙扣件，扣件抗滑承載力折減系數(shù)為1；腳手架沿墻縱向長度l：185m；2.荷載參數(shù)(1)活荷載參數(shù)結(jié)構(gòu)腳手架均布活荷載：3kN/m2；結(jié)構(gòu)腳手架同時施工層數(shù)：1層； (2)風荷載參數(shù)工程所在地，基本風壓Wo：0.45kN/m2；地面粗糙度類別為：B類(城市郊區(qū))；(2)靜荷載參數(shù)1)腳手板參數(shù)選用木腳手板，按規(guī)范要求鋪腳手板；腳手板自重：0.35kN/m2；鋪設(shè)層數(shù)：1層；2)擋腳板參數(shù)選用木腳手板(220483000)，鋪腳手板層設(shè)擋腳板擋腳板自重：0

3、.08kN/m；擋腳板鋪設(shè)層數(shù)：1層；3)防護欄桿鋪腳手板層設(shè)防護欄桿，每步防護欄桿根數(shù)為2根，總根數(shù)為8根；4)圍護材料2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全網(wǎng)全封閉。密目網(wǎng)選用為：2300目/100cm2，A0=1.3mm2；密目網(wǎng)自重：0.01kN/m2；二、小橫桿的計算 小橫桿在大橫桿的上面，考慮活荷載在小橫桿上的最不利布置，驗算強度和撓度時不計小橫桿的懸挑荷載，小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算。1.均布荷載值計算作用在小橫桿上的荷載標準值：q=0.038+0.3501.5/3+31.5/3 = 1.713 kN/m；作用在小橫桿上的荷載設(shè)計值：q=1.2（0.038+

4、0.3501.5/3）+1.431.5/3 = 2.356 kN/m；2.強度驗算最大彎矩 M = ql2/8 =2.3561.052/8 = 0.325 kN.m； 最大應(yīng)力計算值 = M / W =0.325106/5.08103=63.917 N/mm2； 小橫桿實際彎曲應(yīng)力計算值=63.917N/mm2 小于抗彎強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度 = 5ql4/384EI = 5.01.71310504/(3842.0610512.19104)=1.080 mm； 小橫桿實際最大撓度計算值=1.080mm 小于最大允許撓度值min（1050/180，10）=

5、5.675mm，滿足要求！三、大橫桿的計算小橫桿在大橫桿的上面，小橫桿把荷載以集中力的形式傳遞給大橫桿，所以，大橫桿按照集中力作用下的三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算。計算小橫桿傳遞給大橫桿的集中力時，計入小橫桿的懸挑荷載。1.小橫桿傳遞給大橫桿的集中力計算內(nèi)排大橫桿受到的集中力標準值： F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.51.7131.05(1+0.3/1.05)2=1.487 kN；內(nèi)排大橫桿受到的集中力設(shè)計值：F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.52.3561.05(1+0.3/1.05)2=2.045 kN；外排大橫桿受到的集中力標準值： F=0.5qlb1+(a1/lb)2

6、=0.51.7131.051+(0.3/1.05)2=0.973 kN；外排大橫桿受到的集中力設(shè)計值：F=0.5qlb1+(a1/lb)2=0.52.3561.051+(0.3/1.05)2=1.338 kN；2.大橫桿受力計算大橫桿按三跨（每跨中部）均有集中活荷載分布計算，由腳手架大橫桿試驗可知，大橫桿按照三跨連續(xù)梁計算是偏于安全的，按以上荷載分布進行計算可以滿足要求并且與我國工程長期使用經(jīng)驗值相符。根據(jù)實際受力情況進行電算，得到計算簡圖及內(nèi)力、變形圖如下（內(nèi)排大橫桿、外排大橫桿計算方式完全相同，下面是內(nèi)排大橫桿的計算過程，外排大橫桿計算過程從略，僅給出最終計算結(jié)果）： 彎矩和剪力計算簡圖

7、彎矩圖(kNm) 剪力圖(kN) 變形計算簡圖 變形圖(mm)計算得到內(nèi)排大橫桿： 最大彎矩：M= 0.828 kN.m 最大變形：= 3.875 mm 最大支座反力：F= 6.756 kN計算得到外排大橫桿(計算過程從略)： 最大彎矩：M= 0.546 kN.m 最大變形：= 2.554 mm 最大支座反力：F= 4.447 kN3.強度驗算最大應(yīng)力計算值 = 0.828106/5.08103=163.044 N/mm2；大橫桿實際彎曲應(yīng)力計算值=163.044N/mm2 小于抗彎強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求！4.撓度驗算最大撓度=3.875mm；大橫桿實際最大撓度計算值=3.8

8、75mm 小于最大允許撓度值min（1500/150，10）=10.000mm，滿足要求！四、作業(yè)層立桿扣件抗滑承載力的計算扣件的抗滑承載力按照下式計算: R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計值。規(guī)范規(guī)定直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？奂够休d力折減系數(shù)1，則該工程采用的單扣件承載力取值為8.000kN，雙扣件承載力取值為16.000kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值。本工程內(nèi)排大橫桿傳給內(nèi)立桿的豎向作用力為6.756 kN, 外排大橫桿傳給外立桿的豎向作用力為4.447 kN；作業(yè)層內(nèi)力桿扣件抗滑承載力驗算：內(nèi)立桿受到的豎向作用力R=6.756kN

9、 8.000kN，內(nèi)力桿采用單扣件，其抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求！作業(yè)層外力桿扣件抗滑承載力驗算：外立桿受到的豎向作用力R=4.447kN 8.000kN，外力桿采用單扣件，其抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求！五、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。1.確定按穩(wěn)定計算的腳手架搭設(shè)高度HsHs=H/（1-0.001H）=36.4/（1-0.00136.4）=37.775 m；2.靜荷載標準值計算(1)結(jié)構(gòu)自重標準值NG1k采用48 3.5鋼管。外立桿：NG1k= gk Hs=0.136037.775=5.137kN；內(nèi)立桿：NG1k= gk Hs=0.113637.77

10、5=4.291 kN；(2)構(gòu)配件自重標準值NG2k1)腳手板的自重標準值NG2k1采用木腳手板，自重標準值gk1=0.35kN/m2 ，鋪設(shè)層數(shù)n1=1層。外立桿：NG2k1= n10.5lblagk1 = 10.51.051.50.35=0.276 kN；內(nèi)立桿：NG2k1= n1（0.5lb+a1）lagk1 = 1（0.51.05+0.3）1.50.35=0.433 kN；2)擋腳板的自重標準值NG2k2采用木腳手板(220483000)，自重標準值gk2=0.08kN/m ，鋪設(shè)層數(shù)n2=1層。 外立桿：NG2k2= n2lagk2 = 11.50.08=0.120 kN；3)防護欄

11、桿及扣件的自重標準值NG2k3采用48 3.5鋼管，自重標準值gk3=0.0384kN/m ，總根數(shù)n3=8根。外立桿：NG2k3= n3（lagk3+0.0132）= 8（1.50.0384+0.0132）=0.566 kN；4)圍護材料的自重標準值NG2k4采用2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全網(wǎng)全封閉，自重標準值gk4=0.01kN/m2。外立桿：NG2k4= laH gk4 =1.536.40.01=0.546 kN；5)附加橫桿及扣件的自重標準值NG2k5搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)n4=2根，鋪設(shè)層數(shù)n5=1層，采用48 3.5鋼管，自重標準值gk6=0.0384k

12、N/m。外立桿：NG2k5= n5n4（0.5lbgk6+0.0132） = 12（0.51.050.0384+0.0132）=0.067 kN；內(nèi)立桿：NG2k5= n5n4（0.5lb+a1）gk6+0.0132 = 12（0.51.05+0.3）0.0384+0.0132= 0.090 kN；6）構(gòu)配件自重標準值NG2k合計外立桿：NG2k=0.276+0.120+0.566+0.546+0.067=1.575 kN；內(nèi)立桿：NG2k=0.433+0.090=0.523 kN；3.活荷載標準值計算活荷載按照1個結(jié)構(gòu)作業(yè)層（荷載為3 kN/m2）計算，活荷載合計值Qk=3 kN/m2。外立

13、桿：NQk= 0.5lblaQk = 0.51.051.53=2.363kN；內(nèi)立桿：NQk =（0.5lb+a1）laQk =（0.51.05+0.3）1.53=3.713 kN；4.風荷載標準值計算Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風壓(kN/m2)，按照荷載規(guī)范規(guī)定采用：0 = 0.45 kN/m2； s - 風荷載體型系數(shù)：s=1.3j =1.30.868=1.128；j為擋風系數(shù)，考慮了腳手架和圍護材料的共同作用，計算過程復(fù)雜因篇幅有限計算過程從略。z - 風荷載高度變化系數(shù)，按照荷載規(guī)范的規(guī)定采用：腳手架底部z= 1.00，腳手架頂部z= 1.56；經(jīng)計算得到，風荷載標準值為:

14、腳手架底部Wk = 0.70.451.001.128 = 0.355 kN/m2； 腳手架頂部Wk = 0.70.451.561.128 = 0.554 kN/m2；六、立桿穩(wěn)定性計算(一)基本數(shù)據(jù)計算1.立桿長細比驗算依據(jù)扣件式規(guī)范第5.1.9條：長細比= l0/i = kh/i=h/i（k取為1）查扣件式規(guī)范表5.3.3得： = 1.500；立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i = 1.580 cm；= 1.5001.8100/1.580=170.886立桿實際長細比計算值=170.886 小于容許長細比210，滿足要求！2.確定軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)長細比= l0/i = kh/i=1.1551.50

15、01.8100/1.580=197.373；穩(wěn)定系數(shù)查扣件式規(guī)范附錄C表得到：= 0.185；3.風荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MwMw = 0.851.4WkLah2/10經(jīng)計算得到，各段彎矩Mw為： 腳手架底部 Mw= 0.205kNm；(二)外立桿穩(wěn)定性計算1.組合風荷載時,外立桿的穩(wěn)定性計算 = N/(A) + MW/W f外立桿的軸心壓力設(shè)計值 N =1.2（NG1k+NG2k）+0.851.4NQk =1.2（5.137+1.575）+ 0.851.42.363= 10.866 kN； = 10866.37/(0.185489)+20531.07/5080 = 124.158 N/m

16、m2；組合風荷載時，外立桿實際抗壓應(yīng)力計算值=124.158N/mm2 小于抗壓強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求！2.不組合風荷載時,外立桿的穩(wěn)定性計算 = N/(A) f外立桿的軸心壓力設(shè)計值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（5.137+1.575）+ 1.42.363= 11.363 kN； = 11362.66/(0.185489)=125.602 N/mm2；不組合合風荷載時，外立桿實際抗壓應(yīng)力計算值=125.602N/mm2 小于抗壓強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求！(三)內(nèi)立桿穩(wěn)定性計算全封閉雙排腳手架僅考慮外立桿承受風荷載的作用，內(nèi)立桿

17、不考慮風荷載作用。 = N/(A) f內(nèi)立桿的軸心壓力設(shè)計值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（4.291+0.523）+ 1.43.713= 10.975 kN； = 10975/(0.185489)=121.318 N/mm2；內(nèi)立桿實際抗壓應(yīng)力計算值=121.318N/mm2 小于抗壓強度設(shè)計值f=205N/mm2，滿足要求！七、連墻件的穩(wěn)定性計算風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，按照下式計算：Nlw = 1.4WkAw = 5.368 kN；每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風面積 Aw = 10.800 m2；連墻件的軸向力設(shè)計值 Nl = Nlw

18、+ N0= 10.368 kN；連墻件承載力設(shè)計值按下式計算： Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長細比 l/i = 700/15.8的結(jié)果查表得到 =0.871；A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計值為 Nf = 0.8714.8910220510-3 = 87.292 kN；Nl=10.368kN Nf=87.292kN，連墻件的設(shè)計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl=10.368kN 雙扣件的抗滑力16.000kN，滿足要求！八、腳手架配件數(shù)量計算扣件式鋼管腳手架的桿件配備數(shù)量需要一定的富余量，以適應(yīng)構(gòu)架時變化需要，因此按計算方式來計算；根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進行計算： 長桿總長度(