6月23日18層樓懸挑7層高度工字鋼懸挑腳手架計(jì)算方案

1、鴻山街道鴻運(yùn)苑農(nóng)民居房小區(qū)六期一區(qū)標(biāo)段21#、22#、23#、29#、30#安置房工程普通工字鋼懸挑腳手架方案編制人 秦愛華 職務(wù)（稱） 現(xiàn)場技術(shù)總負(fù)責(zé)（工程師）審核人 顧錦亮 職務(wù)（稱） 技術(shù)總負(fù)責(zé)（工程師） 批準(zhǔn)人 陳烯華 職務(wù)（稱） 總工程師 批準(zhǔn)部門（章） 江蘇建鳴建設(shè)工程有限公司 編 制 日 期 2010年5月21日 普通工字鋼懸挑腳手架計(jì)算書一、工程概況1、鴻運(yùn)苑小區(qū)六期21#、22#、23#、29#、30#安置房工程；22#房屬于剪力墻結(jié)構(gòu);地上18層;地下1層；建筑高度：52.20m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：2.90m ；總建筑面積：33159.78平方米；施工單位：江蘇建鳴建設(shè)工程有限公

2、司。2、本工程由無錫市鴻山經(jīng)濟(jì)園區(qū)開發(fā)有限公司投資建設(shè)，無錫市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)，無錫市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司地質(zhì)勘察，江蘇建協(xié)建設(shè)管理有限公司監(jiān)理；由吳福兆擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，顧錦亮、秦愛華擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。3、外墻工字鋼梁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(JGJ130-2001)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范編制。 二、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 20.3 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

3、墻長度為0.30米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150.00 米；采用的鋼管類型為 48×3.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù) 1.00；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 3.6 米，水平間距4.5 米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處江蘇省無錫，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.450，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1.130；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)

4、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):4 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.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.5米，建筑物內(nèi)錨固段長度 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):C30；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

5、面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 三、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=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m；靜荷載的設(shè)計(jì)值: q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172 kN

6、/m；活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡圖(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=0.08×0.172×1.52+0.10×0.98×1.52 =0.251 kN.m；支座最大彎距計(jì)算公式如下: 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.172×1.52-0.117×0.98×1.52 =-0.297 kN.

7、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(0.251×106,0.297×106)/5080=58.465 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 58.465 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= Q =0.7 kN/m；最大撓度計(jì)算值為：V= 0.677×0.143×15004/(100×2.06&

8、#215;105×121900)+0.990×0.7×15004/(100×2.06×105×121900) = 1.593 mm；大橫桿的最大撓度 1.593 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！ 四、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= 0.038×1.5 = 0.

9、058 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=2×1.05×1.5/(2+1) =1.050 kN；集中荷載的設(shè)計(jì)值: P=1.2×(0.058+0.157)+1.4 ×1.05 = 1.728 kN； 小橫桿計(jì)算簡圖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 = 1.2×0.038×1.052/8 = 0.006 kN.m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: Mp

10、max = 1.728×1.05/3 = 0.605 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.611 kN.m；最大應(yīng)力計(jì)算值 = M / W = 0.611×106/5080=120.313 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =120.313 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=5×0.038×10504/(384×2.06×

11、105×121900) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.157+1.05 = 1.265 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下: Vpmax = 1265.1×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105 ×121900) = 2.07 mm；最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.07 = 2.094 mm；小橫桿的最大撓度為 2.094 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度

12、1050/150=7與10 mm,滿足要求！ 五、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)1.00，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v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,取8.00 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 = 0.038×1.5×2/2=0.058 kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.038×1.05/2=0.02 kN；腳手板的自

13、重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 2×1.05×1.5 /2 = 1.575 kN；荷載的設(shè)計(jì)值: R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×1.575=2.582 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 六、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+(1.50×2/2)

14、15;0.038/1.80×20.30 = 3.183；(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= 0.3×4×1.5×(1.05+0.3)/2 = 1.215 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 = 0.15×4×1.5/2 = 0.45 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.5×20.3 = 0.152 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =N

15、G1+NG2+NG3+NG4 = 5 kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，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= 2×1.05×1.5×2/2 = 3.15 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 = 0.45 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 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為1.13；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 &

16、#215;0.45×1×1.13 = 0.356 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= 1.2×5+ 1.4×3.15= 10.41 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+0.85×1.4NQ = 1.2×5+ 0.85×1.4×3.15= 9.749 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 ×1.4×0.356×1.5

17、5; 1.82/10 = 0.206 kN.m；七、立桿的穩(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 = 10.41 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；當(dāng)驗(yàn)算桿件長細(xì)比時(shí)，取塊1.0；計(jì)算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計(jì)算長度 ,由公式 lo = k××h 確定 ：l0 = 3.118 m；長細(xì)比 Lo/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 lo/i 的計(jì)算結(jié)果查表得到 ：= 0.186 ；立桿凈截面面積

18、 ： 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； = 10410/(0.186×489)=114.457 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 114.457 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 = 9.749 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；

19、計(jì)算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細(xì)比: L0/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(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； = 9748.848/(0.186×489)+205860.123/5080 = 147.708 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 147.708 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！八、連墻件的計(jì)算: 連墻件的軸向

20、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 = 0.356 kN/m2；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 = 16.2 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 = 1.4×Wk×Aw = 8.073 kN；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 13.073 kN；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算： Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長細(xì)比 l0/i = 30

21、0/15.8的結(jié)果查表得到 =0.949，l為內(nèi)排架距離墻的長度；又： A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf = 0.949×4.89×10-4×205×103 = 95.133 kN；Nl = 13.073 < Nf = 95.133,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 = 13.073小于雙扣件的抗滑力 16 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖九、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

22、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300mm，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 = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面積A = 26.1 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.2×5 +1.4×3.15 = 10.41 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m； 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計(jì)算簡圖經(jīng)過連續(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

23、(kN.m)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1 = 14.082 kN； R2 = 7.631 kN； R3 = 0.041 kN。 最大彎矩 Mmax= 1.573 kN.m；最大應(yīng)力 =M/1.05W+N/A= 1.573×106 /( 1.05 ×141000 )+ 0×103 / 2610 = 10.622 N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值 10.622 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！十、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)，

24、按照下式計(jì)算： b = 570 ×9.9×88× 235 /( 1200×160×235) = 2.59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0.961。經(jīng)過計(jì)算得到最大應(yīng)力 = 1.573×106 /( 0.961×141000 )= 11.606 N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 = 11.606 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求!十一、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)

25、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=15.167 kN；十二、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=15.167 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(kN)， 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)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(shù)。計(jì)算中Fg取15.167kN，=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=15.167kN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=(1516.692×4/3.142&