懸挑式雙排鋼管腳手架計算書

1、十、懸挑式雙排鋼管腳手架計算書：鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ130-2001）。計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為20.4米，立桿采用單立管。搭設尺寸為：立桿的縱距1.60米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。 采用的鋼管類型為48×3.5，連墻件采用3步3跨，豎向間距5.40米，水平間距4.80米。施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設3層。懸挑水平鋼梁采用14a號槽鋼U口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內錨固段長度1.50米。懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最外面鋼絲繩距離建筑物1.40m。(一

2、)、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，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算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.038kN/m腳手板的荷載標準值 P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m 活荷載標準值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m 靜荷載的計算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m 活荷載的計算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)

3、大橫桿計算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度計算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.6002=0.399kN.m 支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為 M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.6002=-0.468kN.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =0.468×106/5080.0=92.169N/mm2 大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.

4、撓度計算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度 計算公式如下: 靜荷載標準值q1=0.038+0.052=0.091kN/m活荷載標準值q2=1.050kN/m 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1600.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.874mm大橫桿的最大撓度小于1600.0/150與10mm,滿足要求! (二)、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿

5、的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值 P1=0.038×1.600=0.061kN 腳手板的荷載標準值 P2=0.150×1.050×1.600/3=0.084kN 活荷載標準值 Q=3.000×1.050×1.600/3=1.680kN 荷載的計算值 P=1.2×0.061+1.2×0.084+1.4×1.680=2.527kN 小橫桿計算簡圖2.強度計算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算公式如下: M=(1.2

6、15;0.038)×1.0502/8+2.527×1.050/3=0.891kN.m =0.891×106/5080.0=175.322N/mm2 小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm 集中荷載標準值P=0.061+

7、0.084+1.680=1.825kN 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度 V2=1825.440×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.987mm最大撓度和 V=V1+V2=3.011mm小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求!(三)、扣件抗滑力的計算: 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎

8、向作用力設計值；1.荷載值計算橫桿的自重標準值 P1=0.038×1.050=0.040kN 腳手板的荷載標準值 P2=0.150×1.050×1.600/2=0.126kN 活荷載標準值 Q=3.000×1.050×1.600/2=2.520kN 荷載的計算值 R=1.2×0.040+1.2×0.126+1.4×2.520=3.728kN 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN； 雙扣件在20kN的荷載下

9、會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN；(四)、腳手架荷載標準值: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。 靜荷載標準值包括以下內容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1248 NG1 = 0.125×20.400=2.546kN(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標準值為0.15 NG2 = 0.150×3×1.600×(1.050+0.300)/2=0.486kN(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15 NG3 = 0.150×1.6

10、00×3/2=0.360kN(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.600×20.400=0.163kN經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.555kN?；詈奢d為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。 經計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.000×2×1.600×1.050/2=5.040kN 風荷載標準值應按照以下公式計算 其中 W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-200

11、1)的規(guī)定采用：W0 = 0.400 Uz 風荷載高度變化系數，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz = 1.250 Us 風荷載體型系數：Us = 1.200經計算得到，風荷載標準值Wk = 0.7×0.400×1.250×1.200 = 0.420kN/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW計算公式 MW = 0.85×1.4Wklah2/10 其中 Wk 風荷載基本風壓值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h

12、立桿的步距 (m)。(五)、立桿的穩(wěn)定性計算:不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=11.32kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.15； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.53m； k 計算長度附加系數，取1.155； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定，u=1.70； A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 158.23 f 鋼管立桿

13、抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=10.26kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.15； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.53m； k 計算長度附加系數，取1.155； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定；u = 1.70 A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 計算立桿段由風荷

14、載設計值產生的彎矩，MW = 0.259kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 194.44f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!(六)、連墻件的計算:連墻件的軸向力計算值應按照下式計算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN)，應按照下式計算： Nlw = 1.4 × wk × Aw wk 風荷載基本風壓值，wk = 0.420kN/m2； Aw 每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積，Aw = 5.40×4.8

15、0 = 25.920m2； No 連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN)；No = 5.000經計算得到 Nlw = 15.241kN，連墻件軸向力計算值 Nl = 20.241kN 連墻件軸向力設計值 Nf = Af 其中 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數,由長細比 l/i=30.00/1.58的結果查表得到=0.95； A = 4.89cm2；f = 205.00N/mm2。 經過計算得到 Nf = 95.411kNNf>Nl，連墻件的設計計算滿足要求!(七)、懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。 懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支

16、點。 本工程中，腳手架排距為1050mm，內側腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體 = 1400mm， 水平支撐梁的截面慣性矩I = 563.70cm4，截面抵抗矩W = 80.50cm3，截面積A = 18.51cm2。 受腳手架集中荷載 P=1.2×3.56+1.4×5.04=11.32kN 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×18.51×0.0001×7.85×10=0.17kN/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖經過連續(xù)梁的計算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m) 懸挑腳手架支撐

17、梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=12.532kN,R2=11.393kN,R3=-0.758kN 最大彎矩 Mmax=1.772kN.m 截面應力 =M/1.05W+N/A=1.772×106/(1.05×80500.0)+7.235×1000/1851.0=24.869N/mm2 水平支撐梁的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!(八)、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算: 水平鋼梁采用14a號槽鋼U口水平,計算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數，按照下式計算： 經過計算得到 b=570×9.5×58.0

18、×235/(1400.0×140.0×235.0)=1.60 由于b大于0.6，按照鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)附錄B其值用b'查表得到其值為0.879 經過計算得到強度 =1.77×106/(0.879×80500.00)=25.04N/mm2； 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!(九)、拉桿的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算 其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。 各支點的支撐力 RCi=RUisini 按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為 RU1=14.

19、471kN 選用15.5號抗拉強度1700N/mm2 （6×19）鋼絲繩，其破斷拉力Fg152KN K6 0.85 FgFg/K=0.85×152/621.53KN>17.248KN選用15.5號（6×19）鋼絲繩可滿足要求。(十)、吊環(huán)驗算: 吊環(huán)采用16圓鋼預埋 A201.1 mm2F/2A 17.248×103/（2×201.1） 42.88N/mm2 f=215N/mm2 吊環(huán)抗拉驗算滿足要求。十一、懸挑式卸料平臺計算書：計算依據建筑施工安全檢查標準(JGJ80-91)和鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)。 懸掛式卸料平臺

20、的計算參照連續(xù)梁的計算進行。 由于卸料平臺的懸挑長度和所受荷載都很大，因此必須嚴格地進行設計和驗算。 平臺水平鋼梁(主梁)的懸挑長度4.50m，懸挑水平鋼梁間距(平臺寬度)2.50m。 次梁采用10號槽鋼U口水平，主梁采用18b號槽鋼U口水平，次梁間距1.00m。 施工人員等活荷載2.00kN/m2，最大堆放材料荷載10.00kN。一、次梁的計算 次梁選擇10號槽鋼U口水平槽鋼，間距1.00m，其截面特性為面積A=12.74cm2,慣性距Ix=198.30cm4,轉動慣量Wx=39.70cm3,回轉半徑ix=3.95cm，截面尺寸 b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm1.荷載計

21、算(1)腳手板的自重標準值：本例采用木腳手板，標準值為0.35kN/m2； Q1 = 0.35×1.00=0.35kN/m (2)最大的材料器具堆放荷載為10.00kN，轉化為線荷載： Q2 = 10.00/4.50/2.50×1.00=0.89kN/m(3)槽鋼自重荷載 Q3=0.10kN/m經計算得到，靜荷載計算值 q = 1.2×(Q1+Q2+Q3) = 1.2×(0.35+0.89+0.10) = 1.60kN 經計算得到，活荷載計算值 P = 1.4×2.00×1.00=2.80kN/m 2.內力計算 內力按照集中荷載P與均

22、布荷載q作用下的簡支梁計算，計算簡圖如下 最大彎矩M的計算公式為 經計算得到，活荷載計算值 M = 1.60×2.502/8+2.80×2.50/4=3.00kN.m 3.抗彎強度計算 其中 x 截面塑性發(fā)展系數，取1.05； f 鋼材抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 經過計算得到強度 =3.00×106/(1.05×39700.00)=72.05N/mm2； 次梁槽鋼的抗彎強度計算 < f,滿足要求! 4.整體穩(wěn)定性計算 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數，按照下式計算： 經過計算得到 b=570×8.5×

23、;48.0×235/(2500.0×100.0×235.0)=0.93 由于b大于0.6，按照鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)附錄B其值用b'查表得到其值為0.753 經過計算得到強度 =3.00×106/(0.753×39700.00)=100.50N/mm2； 次梁槽鋼的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!二、主梁的計算卸料平臺的內鋼繩按照建筑施工安全檢查標準作為安全儲備不參與內力的計算。 主梁選擇18b號槽鋼U口水平槽鋼，其截面特性為 面積A=29.29cm2,慣性距Ix=1369.90cm4,轉動慣量Wx=152.20

24、cm3,回轉半徑ix=6.84cm 截面尺寸 b=70.0mm,h=180.0mm,t=10.5mm1.荷載計算 (1)欄桿與擋腳手板自重標準值：本例采用竹笆片腳手板，標準值為0.15kN/m；Q1 = 0.15kN/m (2)槽鋼自重荷載 Q2=0.23kN/m 經計算得到，靜荷載計算值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.15+0.23) = 0.45kN/m 經計算得到，次梁集中荷載取次梁支座力 P = (1.60×2.50+2.80)/2=3.41kN 2.內力計算 卸料平臺的主梁按照集中荷載P和均布荷載q作用下的連續(xù)梁計算。 懸挑卸料平臺示

25、意圖 懸挑卸料平臺水平鋼梁計算簡圖經過連續(xù)梁的計算得到 懸挑水平鋼梁支撐梁剪力圖(kN) 懸挑水平鋼梁支撐梁彎矩圖(kN.m) 懸挑水平鋼梁支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 R1=10.960kN,R2=11.499kN 支座反力 RA=11.499kN 最大彎矩 Mmax=8.611kN.m 3.抗彎強度計算 其中 x 截面塑性發(fā)展系數，取1.05； f 鋼材抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 經過計算得到強度 =8.611×106/1.05/152200.0+14.727×1000/2929.0=58.909N/mm2 主梁的抗彎

26、強度計算強度小于f，滿足要求! 4.整體穩(wěn)定性計算 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數，按照下式計算： 經過計算得到 b=570×10.5×70.0×235/(4500.0×180.0×235.0)=0.52 經過計算得到強度 =8.61×106/(0.517×152200.00)=109.38N/mm2； 主梁槽鋼的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求!三、鋼絲拉繩的內力計算: 水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算 其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。 各支點的支撐力 RCi=RUisi

27、ni 按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為RU1=18.358kN四、鋼絲拉繩的強度計算: 鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU我們均取最大值進行計算，為 RU=18.358kN 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算： 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(kN)； 計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8； K 鋼絲繩使用安全系數。計算中Fg取18.358kN，=0.82，K=10.0,得到： 鋼絲繩最小直徑必須大于21mm才能滿足要求!五、鋼絲拉繩吊環(huán)的強度計算: 鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU我們均取最大值進行計算作為吊環(huán)的拉力N，為N=RU=18.358kN 鋼板處吊環(huán)強度計算公式為 其中 f 為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，按照混凝土結構設計規(guī)范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的吊環(huán)最小直徑 D=18358×4/(3.1416×50×2)1/2=16mm六、操作平臺安全要求:1.卸料平臺的上部位結點，必須位于建筑物上，不得設置在腳手架等施工設備上； 2.斜拉桿或鋼