18#楼型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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18#楼型钢悬挑脚手架扣件式计算书
型钢悬挑脚手架（扣件式）计算书
计算依据：
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
架体验算
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架，装修脚手架
卸荷设置
无
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H（m）
17.4
立杆步距h（m）
1.8
立杆纵距或跨距la（m）
1.5
立杆横距lb（m）
0.8
内立杆离建筑物距离a（m）
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
冲压钢脚手板
脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）
0.3
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw（kN/m2）
0.01
挡脚板类型
冲压钢挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）
0.16
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.12
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj（kN/m2）
3
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj（kN/m2）
2
地区
广西灵山
安全网设置
全封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.2
风荷载体型系数μs
1.132
风压高度变化系数μz（连墙件、单立杆稳定性）
0.938，0.65
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、单立杆稳定性）
0.212，0.147
计算简图：
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
1
横杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
横杆截面惯性矩I（mm4）
107800
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×（0.033+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.033+0.3×0.8/（1+1））+1.4×3×0.8/（1+1）=1.864kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.033+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.033+0.3×0.8/（1+1））+3×0.8/（1+1）=1.353kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.864×1.52=0.419kN·m
σ=Mmax/W=0.419×106/4490=93.406N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×1.353×15004/（100×206000×107800）=2.089mm
νmax＝2.089mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.864×1.5=3.076kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.353×1.5=2.233kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=3.076kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.233kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.618×106/4490=137.728N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.08mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.554kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：
Rmax=3.076/2=1.538kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆：
Rmax=1.554kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
17.4
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.12
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆：
NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+1.5×1/2×0.033/1.8）×17.4=2.329kN
单内立杆：
NG1k=2.329kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（17.4/1.8+1）×1.5×0.8×0.3×1/2/2=0.96kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：
NG2k1=0.96kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/2=（17.4/1.8+1）×1.5×0.16×1/2=1.28kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×17.4=0.261kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.96+1.28+0.261=2.501kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=0.96kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj+nzj×Gkzj）/2=1.5×0.8×（1×3+1×2）/2=3kN
内立杆：
NQ1k=3kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力：
单外立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（2.329+2.501）+0.9×1.4×3=9.577kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（2.329+0.96）+0.9×1.4×3=7.727kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
17.4
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4490
立杆截面回转半径i（mm）
15.9
立杆抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
立杆截面面积A（mm2）
424
连墙件布置方式
两步三跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210
满足要求！
轴心受压构件的稳定系数计算：
立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132
查《规范》表A得，φ=0.188
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.329+2.501+3=7.83kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQ1k=1.2×（2.329+2.501）+1.4×3=9.997kN
σ=N/（φA）=9996.51/（0.188×424）=125.408N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.329+2.501+3=7.83kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k=1.2×（2.329+2.501）+0.9×1.4×3=9.577kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.147×1.5×1.82/10=0.09kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=9576.51/（0.188×424）+90016.92/4490=140.187N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
八、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步三跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0（kN）
3
连墙件计算长度l0（mm）
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac（mm2）
424
连墙件截面回转半径i（mm）
15.9
连墙件抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.9
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.212×2×1.8×3×1.5=4.808kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896
（Nlw+N0）/（φAc）=（4.808+3）×103/（0.896×424）=20.553N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=4.808+3=7.808kN≤0.9×12=10.8kN
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度（m）
15
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1500
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
锚固螺栓直径d（mm）
16
主梁建筑物外悬挑长度Lx（mm）
1250
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a（mm）
100
主梁建筑物内锚固长度Lm（mm）
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb]（N/mm2）
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
50
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离（mm）
支撑件上下固定点的垂直距离L1（mm）
支撑件上下固定点的水平距离L2（mm）
是否参与计算
1
上拉
1100
2900
1250
是
2
下撑
1200
10
10
否
作用点号
各排立杆传至梁上荷载标准值F'（kN）
各排立杆传至梁上荷载设计值F（kN）
各排立杆距主梁外锚固点水平距离（mm）
主梁间距la（mm）
1
7.83
10
400
1500
2
7.83
10
1200
1500
附图如下：
平面图
立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A（cm2）
26.1
主梁截面惯性矩Ix（cm4）
1130
主梁截面抵抗矩Wx（cm3）
141
主梁自重标准值gk（kN/m）
0.205
主梁材料抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁允许挠度[ν]（mm）
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.205=0.205kN/m
第1排：
F'1=F1'/nz=7.83/1=7.83kN
第2排：
F'2=F2'/nz=7.83/1=7.83kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：
F1=F1/nz=10/1=10kN
第2排：
F2=F2/nz=10/1=10kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=1.767×106/141000=12.53N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=6.225×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=7.357N/mm2
τmax=7.357N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.043mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-0.245kN,R2=6.863kN,R3=14.082kN
四、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19（a）
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
1960（纤维芯）
钢丝绳直径（mm）
14
钢丝绳不均匀系数α
0.9
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T（kN）
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
4
主梁拉环直径d（mm）
18
焊缝厚度he（mm）
10
焊缝长度lw（mm）
100
角焊缝强度设计值ffw（N/mm2）
160
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（2900/1250）=66.682°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR3=1×14.082=14.082kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=14.082/tan66.682°=6.07kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=14.082/sin66.682°=15.335kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=15.335kN
钢丝绳：
查（《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版）表13-4、13-5、13-6得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=154.178kN
[Fg]=α×Fg/k=0.9×154.178/9=15.418kN≥NS=15.335kN
符合要求！
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×15.418/（2×15.19）=1个≤[n]=4个
符合要求！
拉环验算：
σ=[Fg]/（2A）=2[Fg]/πd2=2×15.418×103/（π×182）=30.294N/mm2≤[f]=65N/mm2
注：
[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
符合要求！
拉环详图（主梁为工字钢）
角焊缝验算：
σf=NS/（he×lw）=15.335×103/（10×100）=15.335N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求！
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=|[（-（-NSZ1））]|/nz=|[（-（-6.07））]|/1=6.07kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=1.767×106/（1.05×141×103）+6.07×103/2610=14.259N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb'值为0.93。
σ=Mmax/（φbWx）=1.767×106/（0.929×141×103）=13.488N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
U型锚固螺栓直径d（mm）
16
梁/楼板混凝土强度等级
C25
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb]（N/mm2）
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
50
锚固螺栓1
锚固螺栓2
1、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固点锚固螺栓受力：
N/2=0.245/2=0.122kN
螺栓锚固深度:
h≥N/（4×π×d×[τb]）=0.245×103/（4×3.14×16×2.5）=0.486mm
螺栓验算：
σ=N/（4×π×d2/4）=0.245×103/（4×π×162/4）=0.304kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2
符合要求！
2、混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值：
fcc=0.95×fc=0.95×11.9=11.305N/mm2
N/2=0.122kN≤2×（b2-πd2/4）×fcc=2×（802-3.14×162/4）×11.305/1000=140.158kN
注：
锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×16=80mm
符合要求！
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