外腳手架計(jì)算書(shū)演示教學(xué)

1、雙排扣件鋼管腳手架計(jì)算書(shū)依據(jù)規(guī)范 :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)范 GB50009-2012鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007-2011計(jì)算參數(shù) :2鋼管強(qiáng)度為205.0 N/mm ,鋼管強(qiáng)度折減系數(shù)取1.00。雙排腳手架，搭設(shè)高度 25.3 米，立桿采用單立管。立桿的縱距 1.50米,立桿的橫距 0.90米,內(nèi)排架距離結(jié)構(gòu) 0.30米,立桿的步距 1.80米 鋼管類型為© 48.3 X 3.6，連墻件采用3步3跨，豎向間距5.40米，水平間距4.50米。 施工活荷載為3.0kN/m2，同時(shí)考慮2

2、層施工。腳手板采用竹串片，荷載為0.35kN/m2,按照鋪設(shè)4層計(jì)算。2欄桿采用竹串片，荷載為0.17kN/m，安全網(wǎng)荷載取0.0100kN/m。 腳手板下小橫桿在大橫桿上面，且主結(jié)點(diǎn)間增加一根小橫桿。一9基本風(fēng)壓0.30kN/m，高度變化系數(shù)1.0000，體型系數(shù)0.6000。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值170kN/m?，基礎(chǔ)底面擴(kuò)展面積0.250m2，地基承載力調(diào)整系數(shù)0.40。鋼管慣性矩計(jì)算采用 匸n (D4-d4)/64 ,抵抗距計(jì)算采用 W=n (D4-d 4)/32D。一、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，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算小

3、橫桿的最大彎矩和變形1. 均布荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P 1=0.040kN/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P 2=0.350 X 1 .500/2=0.262kN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000 X 1.500/2=2.250kN/m荷載的計(jì)算值q=1.2 X0.040+1.2 X 0.262+1.4 X 2.250=3.513kN/m2. 抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的彎矩計(jì)算公式如下：2M=3.513 X 0.900 /8=0.356kN.m(T =M/W = 0.356 X 10 /5262.3=67.585N/mm小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mni,滿足要求！3. 撓

4、度計(jì)算最大撓度考慮為簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的撓度 計(jì)算公式如下:咒4帀荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=0.040+0.262+2.250=2.552kN/m簡(jiǎn)支梁均布荷載作用下的最大撓度45V=5.0 X 2.552 X 900.0 /(384 X 2.06 X 10 X 127084.5)=0.833mm小橫桿的最大撓度小于900.0/150與10mm滿足要求!二、大橫桿的計(jì)算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形1. 荷載值計(jì)算小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P 1=0.040 X 0.900=0.036kN腳手板的荷載標(biāo)

5、準(zhǔn)值P 2=0.350 X 0.900 X 1.500/2=0.236kN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.000 X 0.900 X 1.500/2=2.025kN荷載的計(jì)算值 P=(1.2 X 0.036+1.2 X 0.236+1.4 X 2.025)/2=1.581kNPFF大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2. 抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為大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：% 70帥廣集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下：2M=0.08 X (1.2 X 0.040) X 1.5002+0.175 X 1.581 X 1.500=0.424kN.m (T =M/W = 0.424

6、 X 106/5262.3=80.479N/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mni,滿足要求！3. 撓度計(jì)算最大撓度考慮為大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計(jì)算公式如下pF卩z1 14弘大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度45V 1=0.677 X 0.040 X 1500.004/(100 X2.060 X 105X 127084.500)=0.052mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P=(0.036+0.236+2.025)/2=1.148kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度35V 2=1.146 X 1148.490 X 1500

7、.00 /(100 X 2.060 X 10 X 127084.500)=1.697mm最大撓度和V=V 1+V2=1.749mm大橫桿的最大撓度小于1500.0/150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):R< Rc其中Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,單扣件取8.0kN,雙扣件取12.0kN;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 P 1=0.040 X 1.500=0.060kN腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 P 2=0.350 X 0.900 X 1.500/2=0.236

8、kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q=3.000 X 0.900 X 1 .500/2=2.025kN 荷載的計(jì)算值 R=1.2 X0.060+1.2 X 0.236+1.4 X 2.025=3.190kN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：?jiǎn)慰奂?2kN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0.1295N G1 = 0.130

9、X25.300=3.276kN(2) 腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m2) ；本例采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為 0.35N G2 = 0.350 X4X1.500X(0.900+0.300)/2=1.260kN(3) 欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本例采用欄桿、竹串片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為 0.17N G3 = 0.170 X1.500X4=1.020kN2(4) 吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng) (kN/m2); 0.010N G4 = 0.010 X1.500X25.300=0.379kN1/2取值經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Ng = N g什N32+N33+N34 = 5.936kN ?；?/p>

10、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)施工荷載總和的經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Nq = 3.000 X 2X 1.500 X 0.900/2=4.050kN風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算2其中 W0 基本風(fēng)壓（kN/m ） , W 0 = 0.300u z 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，Ct = 1.000U s 風(fēng)荷載體型系數(shù)：U s = 0.6002經(jīng)計(jì)算得到：Wk = 0.300 X 1.000 X 0.600 = 0.180kN/m?？紤]風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式N = 1.2N G + 0.9 X 1.4Nq經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2 X

11、5.936+0.9 X 1.4 X 4.050=12.226kN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 = 1.2N G + 1.4N Q經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力：N=1.2 X 5.936+1.4 X 4.050=12.793kN風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 My計(jì)算公式2M W= 0.9 X 1.4Wkiah2/10其中Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）;l a立桿的縱距（m）；h立桿的步距（m）。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩：M w=0.9 X 1.4 X 0.180 X 1.500 X 1.800 X 1.800/10=0.110kN.m五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算：1.不考

12、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=12.793kN;i計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm ;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=1.700;I 0 計(jì)算長(zhǎng)度（m）,由公式 I o = kuh 確定，l 0=1.155 X 1.700 x 1.800=3.534m ;2A立桿凈截面面積，A=5.055cm ;W 立桿凈截面模量（抵抗矩）,W=5.262cm3;入 長(zhǎng)細(xì)比，為3534/16=223入0 允許長(zhǎng)細(xì)比（k取1），為3060/16=193 <210長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求！© 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，

13、由長(zhǎng)細(xì)比l 0/i的結(jié)果查表得到0.148 ;（T鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值（N/mm2）;f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm 2;經(jīng)計(jì)算得到：（T =12793/（0.15 X 506）=171.497N/mm ;不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算（7 < 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=12.226kN;i計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.59cm ;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=1.700;l 0 計(jì)算長(zhǎng)度（m）,由公式 I ° = kuh 確定，l 0=1.1

14、55 X 1.700 x 1.800=3.534m ; A立桿凈截面面積，A=5.055cnf ;W 立桿凈截面模量（抵抗矩）,W=5.262cm3 ;入 長(zhǎng)細(xì)比，為3534/16=223入0-允許長(zhǎng)細(xì)比(k取1)，為3060/16=193 <210長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求！©軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù) , 由長(zhǎng)細(xì)比 l 0/i 的結(jié)果查表得到 0.148；MW計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，MW=0.110kN.m；c鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (N/mm2) ；f鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00N/mm 2；經(jīng)計(jì)算得到2c =12226/(0.15 X506)+110000/

15、5262=184.843N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算(7 < f,滿足要求!六、最大搭設(shè)高度的計(jì)算 :不考慮風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度 H ，按下式計(jì)算：H = © Ac -(1.2N G2k+1.4NQNxie) / 1.2g其中 N G2k構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.659kN ；NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Qk = 4.050kN ；gk每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.130kN/m ；Nxie軸向力鋼絲繩卸荷部分，N Qk = 0.000kN ；CT鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，7= 205.00N/mm2；

16、經(jīng)計(jì)算得到，不考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 H = 41.382 米?？紤]風(fēng)荷載時(shí)，當(dāng)立桿采用單管時(shí)，單、雙排腳手架允許搭設(shè)高度 H ，按下式計(jì)算：H = © A c -1.2N G2k+0.9 X 1.4(N Qk+ © AMWk/W)-Nxie / 1.2g k其中 N G2k構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力，NG2k = 2.659kN ；NQk 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Qk = 4.050kN ；gk每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，gk = 0.130kN/m ；M wk計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，Mwk = 0.087kN.m ；Nxie軸向力鋼絲繩卸荷部分，N

17、 Qk = 0.000kN ；2CT鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，7 = 205.00N/mm2；經(jīng)計(jì)算得到，考慮風(fēng)荷載時(shí)，按照穩(wěn)定性計(jì)算的搭設(shè)高度 H = 34.976 米 取上面兩式計(jì)算結(jié)果的最小值，腳手架允許搭設(shè)高度 H=34.976 米七、連墻件的計(jì)算 :連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算：Nl = Nlw + No其中 Nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，應(yīng)按照下式計(jì)算：Nlw = 1.4 X Wk X Awwk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值， wk = 0.180kN/m 2；Aw 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 :A2w = 5.40 X4.50 = 24.300m 2；No

18、連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力 (kN)； No = 3.000經(jīng)計(jì)算得到 Nlw = 6.124kN ，連墻件軸向力計(jì)算值 Nl = 9.124kN 根據(jù)連墻件桿件強(qiáng)度要求，軸向力設(shè)計(jì)值Nf1 = 0.85A cf根據(jù)連墻件桿件穩(wěn)定性要求，軸向力設(shè)計(jì)值Nf2 = 0.85 © Af其中© 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比l/i=30.00/1.59的結(jié)果查表得到© =0.95 ;凈截面面積 Ac = 5.06cm 2；毛截面面積 A = 18.32cm 2；f = 205.00N/mm 2。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 Nf1 = 88.091kNNf1 >Nl

19、 ，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求 !經(jīng)過(guò)計(jì)算得到 Nf2 = 303.873kNNf2 >Nl ，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求 !八、立桿的地基承載力計(jì)算：立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求其中p腳手架立桿基礎(chǔ)底面處的平均壓力標(biāo)準(zhǔn)值，pk =Nk/A=39.94 (kPa)上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值Nk = 5.94+4.05=9.99kN 2基礎(chǔ)底面面積(m ) ; A = 0.252地基承載力設(shè)計(jì)值(kN/m ); fg = 68.00地基承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式計(jì)算gk其中k c腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)；kc = 0.40gk地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值；f gk = 170