悬挑脚手架计算书纯挑.docx

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悬挑脚手架计算书纯挑

悬挑脚手架计算书

一、基本参数：

立杆纵距la=1.5m

立杆横距lb=0.9m

脚手架形式双排架

脚手架的步距h=1.5m

脚手架搭设高度H=18m

小横杆间距a=0.38m

连墙件布置形式二步三跨

悬挑梁采用16号热轧工字钢槽口侧向放置

每根立杆下都有悬挑梁

悬挑长度l=1.2m

悬挑梁锚固长度lm=1m

锚固端采用M20的螺栓连接

二、小横杆的计算

1、小横杆荷载计算

脚手板的荷载标准值q1=0.35×0.38=0.13kN/m

活荷载标准值q2=2×0.38=0.76（kN/m）

2、强度计算

（1）、最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下：

其中：

l小横杆计算跨度l=0.9m

q1脚手板的荷载标准值q1=0.13kN/m

q2活荷载标准值q2=0.76kN/m

经计算得到：

M=（1.2×0.13+1.4×0.76）×0.9^2÷8=0.12kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.12kN.m

经计算得到:

σ=0.12×1000000÷（5.08×1000）＝23.62N/mm2

小横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求

3、挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度,计算公式如下：

其中:

l小横杆计算跨度l=0.9m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

q1脚手板的荷载标准值q1=0.13kN/m

q2活荷载标准值q2=0.76kN/m

经计算得到：

最大挠度V=5×（0.13+0.76）×（0.9×1000）^4÷（384×206000×12.19×10000）=0.3mm

最大挠度计算值小于等于l/150=6mm,并且小于10mm,故满足要求

三、大横杆的计算:

1、荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.03763×0.9=0.03kN

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×0.9×0.38=0.12kN

脚手板的荷载标准值:

P=0.03+0.12=0.15kN

活荷载标准值:

Q=2×0.9×0.38=0.68kN

2、强度计算

（1）、最大弯矩计算公式如下:

其中:

l立杆的纵距l=1.5m

P静荷载标准值P=0.15kN

Q活荷载标准值Q=0.68kN

经计算得到最大弯矩M=0.417×（1.2×0.15+1.4×0.68）×1.5=0.7kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.7kN.m

经计算得到:

σ=0.7×1000000÷（5.08×1000）＝137.8N/mm2

大横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求

3、挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

其中:

l立杆的纵距l=1.5m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

P静荷载标准值P=0.15kN

Q活荷载标准值Q=0.68kN

经计算最大挠度V=3.029×（0.15+0.68×（1.5×1000）^3÷（100×206000×12.19×10000）=3.38mm

最大挠度计算值小于等于l/150=10mm,并且小于10mm,故满足要求

四、扣件的抗滑承载力计算:

横杆的自重标准值P1=0.03763×（0.9+1.5）=0.09kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.5×0.9÷2=0.24kN

活荷载标准值Q=2×1.5×0.9÷2=1.35kN

荷载的计算值R=1.2×（0.09+0.24）+1.4×1.35=2.29kN

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:

其中:

Rc扣件抗滑承载力设计值Rc=12kN

R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=2.29kN

扣件的抗滑承载力小于等于单扣件抗滑承载力设计值8kN,满足要求!

五、脚手架计算：

1、荷载计算:

立杆承受的结构自重标准值NG1=0.14×18=2.52kN

脚手板的自重标准值NG2=0.35×2×1.5×（0.9+0.3）=0.63kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG3=0.14×1.5×2÷2=0.21kN

吊挂的安全设施荷载：

NG4=0.1×1.5×18=2.7kN

静荷载标准值NG=2.52+0.63+0.21+2.7=6.06kN

活荷载标准值NQ=2×1×1.5×0.9÷2=1.35kN

风荷载标准值Wk=0.7×0.74×1.2×0.25=0.16kN/m2

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×6.06+1.4×1.35=9.16kN

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×6.06+0.85×1.4×1.35=8.88kN

风荷载标准值产生的立杆段弯矩：

Mwk=0.16×1.5×1.5^2÷10=0.05kN.m

风荷载设计值产生的立杆段弯矩：

Mw=0.85×1.4×0.05=0.06kN.m

构配件自重标准值产生的轴向力：

NG2k=0.63+0.21+2.7=3.54kN

2、立杆的稳定性计算:

（1）、立杆的长细比计算:

其中l立杆的计算长度l=1.155×1.5×1.5=2.6m

I立杆的回转半径I=1.58cm

经过计算,立杆的长细比λ=2.6×100÷1.58=165

（2）、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

N不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取N=9.16kN

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.259

不考虑风荷载时立杆的稳定性σ=9.16×1000÷（0.259×（4.89×100））=72.32N/mm2

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

其中：

A立杆净截面面积；取A=4.89cm2

W立杆净截面模量（抵抗矩）；取W=5.08cm3

N考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值；取N=8.88kN

Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；取Mw=0.06kN.m

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.259

考虑风荷载时立杆的稳定性σ=8.88×1000÷（0.259×（4.89×100））+（0.06×1000000）÷（5.08×1000）=81.92N/mm2

不考虑风荷载时,立杆稳定性小于等于205N/mm2,满足要求

考虑风荷载时,立杆稳定性小于等于205N/mm2,满足要求

3、最大搭设高度的计算

不组合风荷载最大搭设高度：

组合风荷载最大搭设高度：

其中：

A立杆净截面面积A=4.89cm2

W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

f钢管立杆抗压强度设计值f=205N/mm2

gk每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.14kN/m

NQK活荷载标准值NQK=1.35kN

Mwk计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩Mwk=0.05kN.m

NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=3.54kN

φ轴心受压杆件稳定系数φ=0.259

经计算，不组合风荷载最大搭设高度Hs=（（0.259×（4.89×100）×205÷1000）-（1.2×3.54+1.4×1.35）÷（1.2×0.14）=118.01m

组合风荷载最大搭设高度Hs=（（0.259×（4.89×100）×205÷1000）-（1.2×3.54+0.85×1.4×（1.35+0.05×0.259×（4.89÷5.08÷100）））÷（1.2×0.14）=110.87m

最大搭设高度应该取上式中的较小值Hs=110.87m

由于搭设高度Hs大于等于26m,所以按下式调整:

经计算得到脚手架高度限值为[H]=99.8m

调整后的高度不宜超过50m,故:

脚手架最大高度应为50m

六、连墙件的计算:

（1）、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算：

其中：

wk风荷载基本风压值，wk=0.16kN/m2

Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积；Aw=13.5m2

经计算得到：

风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=1.4×0.16×13.5=3.02kN

（2）、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

其中No连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；取No=5kN

Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=3.02kN

经计算得到：

连墙件轴向力计算值Nl=3.02+5=8.02kN

（3）、连墙件轴向力设计值

其中：

φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到φ=0.949

A立杆净截面面积A=4.89cm2

[f]钢管的强度设计值[f]=205N/mm2

经过计算得到Nf=0.949×（4.89×100）×205÷1000=95.13kN

长细比λ计算:

其中:

l计算长度l=0.3m

I钢管回转半径I=1.58cm

经过计算,立杆的长细比λ=0.3×100÷1.58=19

计算结果:

连墙件轴向力计算值小于等于连墙件的轴向力设计值；满足要求

连墙件轴向力计算值小于等于扣件抗滑承载力12kN,满足要求

七、联梁计算:

无联梁

八、悬挑梁受力计算:

1、悬挑梁所受集中荷载计算

其中P脚手架立杆传递的集中荷载P=9.16kN

经过计算:

F=9.16kN

2、挑梁最大弯矩

其中:

F悬挑梁受的集中荷载F=9.16kN

lb脚手架横距lb=0.9m

q悬挑梁自重标准值q=0.142kN/m

l悬挑长度l=1.2m

b脚手架内排架距墙距离b=0.3m

经过计算:

M=-9.16×（2×0.3+0.9）-0.142×1.2^2÷2=-13.84kN.m

3、支撑点的最大支座力

其中:

F悬挑梁受的集中荷载F=9.16kN

lb脚手架横距lb=0.9m

q悬挑梁自重标准值q=0.142kN/m

l悬挑长度l=1.2m

lm锚固长度lm=1m

b脚手架内排架距墙距离b=0.3m

经过计算:

Rp=（9.16×（2+0.3÷1+（0.3+0.9）÷1）+（1+（1.2÷1）^2）×0.142×1÷2=32.23kN

4、固支点的最大支座力

其中:

F悬挑梁受的集中荷载F=9.16kN

lb脚手架横距lb=0.9m

q悬挑梁自重标准值q=0.142kN/m

l悬挑长度l=1.2m

lm锚固长度lm=1m

b脚手架内排架距墙距离b=0.3m

经过计算:

RO=-9.16×（0.3÷1+0.9÷1）+（1-（1.2÷1）^2）×0.142×1÷2=-13.77kN

九、悬挑梁挠度计算:

1、悬挑梁最大挠度计算:

其中:

F悬挑梁受的集中荷载F=9.16kN

lb脚手架横距lb=0.9m

q悬挑梁自重标准值q=0.142kN/m

l悬挑梁梁上支撑点距墙固支点距离l=1.2m

lm锚固长度lm=1m

b脚手架内排架距墙距离b=0.3m

经过计算:

V=（（1+0.3÷1）×9.16×0.3^2×1÷（3×206000×1130÷10）+（1+（0.3+0.9）÷1）×9.16×（0.3+0.9）^2×1÷（3×206000×1130÷10）+（4×（1.2÷1）^2+3×（1.2÷1）^3-1）×0.142×1^2÷8×1.2×1÷（3×206000×1130÷10））×1000=0mm

2、悬挑梁最大允许挠度计算:

v=l/200=1.2/200=0.01mm

悬挑梁最大挠度V=0mm小于等于最大允许挠度v=0.01mm,满足要求!

十、悬挑梁强度计算

1、悬挑梁型钢截面应力计算

其中:

A截面面积A=26.131cm2

W截面抵抗矩W=141cm3

M挑梁最大弯矩M=-13.84kN.m

N悬挑梁所受轴向力N=0kN

经过计算:

σ=1000000×13.84÷（1.05×1000×141）+1000×0÷（100×26.131）=93.48N/mm2

型钢截面应力小于等于钢材强度设计值205N/mm2,故满足要求

十一、悬挑梁整体稳定性计算

其中:

W截面抵抗矩W=141cm3

M挑梁最大弯矩M=-13.84kN.m

φb型钢整体稳定系数型φb=0.93

经过计算:

σ=13.84×1000000÷（141×0.93×1000）=105.54N/mm2

悬挑梁整体稳定性小于等于钢材强度设计值205N/mm2,故满足要求

十二、锚固端螺栓连接计算

1、螺栓最小锚固深度计算

其中;d螺栓直径d=20mm

fb螺栓与混凝土的允许粘结强度fb=1.5N/mm2

N作用于螺栓的轴向拉力N=13.77kN

经过计算h=13.77×1000÷（3.1415926×20×1.5）=146.1mm

2、螺栓所能承受的拉力

其中:

fcc混凝土抗压强度设计值fcc=14.3N/mm2

d螺栓直径d=20mm

b锚板边长,取五倍螺栓直径b=5×20=100mm

经过计算F=（100^2-3.1415926×20^2/4）×14.3÷1000=138.51kN

拉力计算结果:

锚固端螺栓承受的拉力13.77kN小于等于螺栓所能承受的拉力138.51kN,满足要求!