型钢悬挑脚手架扣件式计算书.docx
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型钢悬挑脚手架扣件式计算书
8#楼楼梯型钢悬挑脚手架（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
装修脚手架
卸荷设置
有
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）
19.5
立杆步距h（m）
1.8
立杆纵距或跨距la（m）
1.2
立杆横距lb（m）
1.05
内立杆离建筑物距离a（m）
1.05
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）
0.1
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
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）
0.17
挡脚板铺设方式
1步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.12
横向斜撑布置方式
5跨1设
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
安徽绩溪
安全网设置
全封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.5
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）
0.531，0.368
计算简图：
立面图
侧面图
3、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
2
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+0.1×1.05/（2+1））+1.4×2×1.05/（2+1）=1.062kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.033+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.033+0.1×1.05/（2+1））+2×1.05/（2+1）=0.768kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.062×1.22=0.153kN·m
σ=Mmax/W=0.153×106/4490=34.058N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.768×12004/（100×206000×107800）=0.486mm
νmax＝0.486mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1200/150，10]＝8mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.062×1.2=1.402kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.768×1.2=1.014kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.402kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.014kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.496×106/4490=110.406N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.898mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[1050/150，10]＝7mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.423kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
双扣件
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=1.402/2=0.701kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
横向水平杆：
Rmax=1.423kN≤Rc=0.9×12=10.8kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
19.5
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+1.2×2/2×0.033/1.8）×19.5=2.773kN
单内立杆：
NG1k=2.773kN
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=（19.5/1.8+1）×1.2×1.05×0.1×1/2/2=0.373kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：
NG2k1=0.373kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（19.5/1.8+1）×1.2×0.17×1/1=2.414kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.2×19.5=0.234kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.373+2.414+0.234=3.021kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=0.373kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（nzj×Gkzj）/2=1.2×1.05×（1×2）/2=1.26kN
内立杆：
NQ1k=1.26kN
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×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26=8.54kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（2.773+0.373）+0.9×1.4×1.26=5.362kN
七、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳不均匀系数α
0.85
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
5
吊环设置
共用
吊环钢筋直径d（mm）
20
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
1400
钢丝绳受力不均匀系数Kx
1.5
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）
10
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度（m）
6
脚手架卸荷次数
1
钢丝绳卸荷
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法（共用）
第1次卸荷验算
α1=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/200）=86.186°
α2=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/1500）=63.435°
钢丝绳竖向分力，不均匀系数KX取1.5
P1=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×5.362×13.5/19.5×1.2/1.2=4.455kN
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×8.54×13.5/19.5×1.2/1.2=7.095kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=4.455/sin86.186°=4.465kN
T2=P2/sinα2=7.095/sin63.435°=7.932kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=7.932kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×7.932/（2×15.19）=1个≤[n]=5个
满足要求！
花篮螺栓验算：
σ=[Fg]×103/（π×de2/4）=7.932×103/（π×102/4）=100.996N/mm2≤[ft]=170N/mm2
满足要求！
钢丝绳：
查表得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=101kN
[Fg]'=α×Fg/k=0.85×101/9=9.539kN≥[Fg]=7.932kN
满足要求！
吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=（4×7.932×103/（65π））1/2=13mm
d=20≥dmin
满足要求！
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
第1次卸荷钢丝绳直径14mm，必须拉紧至7.932kN，吊环直径为20mm。
满足要求！
八、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
19.5
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
两步两跨
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
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4NQ1k）×（hx1+（1-Kf）
×（hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.773+3.021）+1.4×1.26）
×（6+（1-0.8）×（6-6）+max[6，（1-0.8）×13.5]）/19.5=5.364KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（H-hx顶）/H
=（1.2×（2.773+3.021）+1.4×1.26）×（19.5-6）/19.5=6.034kN
单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=6.034KN
σ=N/（φA）=6034.417/（0.188×424）=75.703N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
组合风荷载作用
底部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N1=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k）×（hx1+（1-Kf）
×（hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26）
×（6+（1-0.8）×（6-6）+max[6，（1-0.8）×13.5]）/19.5=5.255KN
顶部卸荷段立杆
单立杆的轴心压力设计值N2=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（H-hx顶）/H
=（1.2×（2.773+3.021）+0.9×1.4×1.26）×（19.5-6）/19.5=5.912kN
单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=5.912KN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.368×1.2×1.82/10=0.18kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=5912.294/（0.188×424）+180278.784/4490=114.322N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
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×2×la=1.4×0.531×2×1.8×2×1.2=6.423kN
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）=（6.423+3）×103/（0.896×424）=24.804N/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=6.423+3=9.423kN≤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）
16
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1200
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
压环钢筋
压环钢筋直径d（mm）
16
主梁建筑物外悬挑长度Lx（mm）
2300
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）
4000
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、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=4.883/1=4.883kN
第2排：
F'2=F2'/nz=4.883/1=4.883kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：
F1=F1/nz=6.034/1=6.034kN
第2排：
F2=F2/nz=6.034/1=6.034kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=6.433×106/141000=45.626N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=11.949×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=14.121N/mm2
τmax=14.121N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=1.865mm≤[ν]=2×lx/250=2×2300/250=18.4mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=0.573kN,R2=-5.219kN,R3=18.263kN
三、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=|[（-（+NXZ1））]|/nz=|[（-（+5.811））]|/1=5.811kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=6.433×106/（1.05×141×103）+5.811×103/2610=45.68N/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=0.99
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0.79。
σ=Mmax/（φbWx）=6.433×106/（0.785×141×103）=58.111N/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
压环钢筋
压环钢筋直径d（mm）
16
梁/楼板混凝土强度等级
C30
压环钢筋1
压环钢筋2
1、压环钢筋验算如下
锚固点压环钢筋受力：
N/2=5.219/2=2.609kN
压环钢筋验算：
σ=N/（4A）=N/πd2=5.219×103/（3.14×162）=6.489N/mm2≤0.85×[f]=0.85×65=55.25N/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
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度
符合要求！
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