型钢悬挑脚手架盘扣式计算书45M悬挑315m层高.docx
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型钢悬挑脚手架盘扣式计算书45M悬挑315m层高
型钢悬挑脚手架（盘扣式）计算书
计算依据
1、《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
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
脚手架架体高度H（m）
19.4
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
25
立杆纵向间距la（m）
1.5
立杆横向间距lb（m）
0.9
立杆步距h（m）
2
脚手架总步数n
9
顶部防护栏杆高h1（m）
1.2
纵横向扫地杆距立杆底距离h2（mm）
200
内立杆离建筑物距离a（mm）
350
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）
0.35
脚手板铺设方式
1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
冲压钢脚手板挡板
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
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Qkjj（kN/m2）
3
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、立杆稳定性）
基本风压ω0（kN/m2）
0.5
0.549，0.5
风荷载高度变化系数μz（连墙件、立杆稳定性）
1.077，0.98
风荷载体型系数μs
1.02
搭设示意图
盘扣式脚手架剖面图
盘扣式脚手架立面图
盘扣式脚手架平面图
三、横向横杆验算
横向横杆钢管类型
A-SG-1500
横向横杆自重Gkhg（kN）
0.05
纵向横杆钢管类型
B-SG-1500
纵向横杆自重Gkzg（kN）
0.043
横向横杆抗弯强度设计值（f）（N/mm2）
205
横向横杆截面惯性矩I（mm4）
92800
横向横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横向横杆截面抵抗矩W（mm3）
3860
承载力使用极限状态
q=1.2×（Gkhg/lb+Gkjb*la）+1.4×Qkjj×la=1.2×（0.050/0.9+0.35×1.5）+1.4×3.0×1.5=6.997kN/m
正常使用极限状态
q＇=（Gkhg/lb+Gkjb×la）+Qkjj×la=（0.050/0.9+0.35×1.5）+3.0×1.5=5.081kN/m
计算简图如下
1、抗弯验算
Mmax=qlb2/8=6.997×0.92/8=0.708kN·m
σ=Mmax/W=0.708×106/3860=183.53N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求。
2、挠度验算
Vmax=5q＇lb4/（384EI）=5×5.081×9004/（384×206000×92800）=2.27mm≤[ν]＝min[lb/150，10]=min[900/150，10]=6mm
满足要求。
3、支座反力计算
承载力使用极限状态
R1=R2=qlb/2=6.997×0.9/2=3.149kN
正常使用极限状态
R1＇=R2＇=q＇lb/2=5.081×0.9/2=2.286kN
四、荷载计算
立杆钢管类型
B-LG-2000（Φ48X3.2X2000）
立杆自重Gk1（kN）
0.099
外斜杆材料形式
专用斜杆
外斜杆自重Gkwg（kN）
0.074
外斜杆布置
5跨1设
单立杆静荷载计算
1、结构自重标准值NG1k
（1）、立杆的自重标准值NG1k1
外立杆：
NG1k1=H×Gk1/2.0=19.4×0.099/2.0=0.960kN
内立杆：
NG1k1=0.960kN
（2）、纵向横杆的自重标准值NG1k2
外立杆：
NG1k2=Gkzg×（n+1）=0.043×（9+1）=0.430kN
内立杆：
NG1k2=0.430kN
（3）、横向横杆的自重标准值NG1k3
外立杆：
NG1k3=Gkhg×（n+1）/2=0.050×（9+1）/2=0.250kN
内立杆：
NG1k3=0.250kN
（4）、外斜杆的自重标准值NG1k4
外立杆：
NG1k4=Gkwg×n×1/5=0.074×9×1/5=0.133kN
1/5表示专用外斜杆5跨1设
结构自重标准值NG1k总计
外立杆：
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4=0.960+0.430+0.250+0.133=1.773kN
内立杆：
NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3=0.960+0.430+0.25=1.640kN
2、构配件自重标准值NG2k
（1）、脚手板的自重标准值NG2k1
外立杆：
NG2k1=（n+1）×la×lb×Gkjb×1/1/2=（9+1）×1.5×0.9×0.350×1/1/2=2.362kN
1/1表示脚手板1步1设
内立杆：
NG2k1=2.362kN
（2）、栏杆挡脚板挡脚板的自重标准值NG2k2
外立杆：
NG2k2=（n+1）×la×Gkdb×1/1=（9+1）×1.5×0.17×1/1=2.550kN
1/1表示挡脚板1步1设
（3）、围护材料的自重标准值NG2k3
外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×19.4=0.291kN
构配件自重标准值NG2k总计
外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.362+2.550+0.291=5.204kN
内立杆：
NG2k=NG2k1=2.362kN
单立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Qkjj）/2=1.5×0.9×（1×3）/2=2.02kN
内立杆：
NQ1k=2.02kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力：
外立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.900×1.4NQ1k=1.2×（1.773+5.204）+0.900×1.4×2.02=10.924kN
内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.900×1.4NQ1k=1.2×（1.640+2.362）+0.900×1.4×2.02=7.355kN
五、立杆稳定性验算
立杆钢管类型
B-LG-2000（Φ48X3.2X2000）
立杆自重Gkl（kN）
0.099
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4730
立杆截面回转半径i（mm）
15.9
立杆抗压强度设计值[f]（N/mm2）
300
立杆截面面积A（mm2）
450
连墙件布置方式
两步一跨
立杆计算长度系数μ
1.45
1、立杆长细比验算
l0=μ×h=1.45×2=2.9m
长细比λ=l0/i=2.9×1000/15.9=182.39≤210
查表得，φ=0.158
满足要求
2、立杆稳定性验算
Mw=0.9×1.4ωklah2/10=0.9×1.4×0.500×1.50×2.002/10=0.378kN·m
立杆的轴心压力标准值N'=（NG1k+NG2k）+NQ1k=（1.773+5.204）+2.025=9.002kN
立杆的轴心压力设计值N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k=1.2×（1.773+5.204）+0.9×1.4×2.025=10.924kN
σ=N/（φA）+Mw/W=10923.90/（0.158×450.00）+0.378×106/4730=233.557N/mm2≤[f]=300N/mm2
满足要求！
六、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步一跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件计算长度l（mm）
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Φ48×3.5
连墙件截面面积Ac（mm2）
489
连墙件截面回转半径i（mm）
15.8
连墙件抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件连接方式
双扣件
Nlw=1.4×ωk×Ll×Hl=1.4ωk2h1la=1.4×0.55×2×2×1×1.5=4.61kN
长细比λ=l0/i=600/15.8=37.975，查《规范》JGJ231-2010表D得，φ=0.896
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，取3kN。
（Nlw+N0）/（φAc）=（4.612+3）×103/（0.896×489）=17.373N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=4.612+3=7.612kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度（m）
90
悬挑方式
联梁悬挑
主梁间距（mm）
3000
主梁间距相当于几倍立杆间距（倍数）nb
2
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）
20
主梁建筑物外悬挑长度Lx（mm）
4500
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a（mm）
3200
主梁建筑物内锚固长度Lm（mm）
5500
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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
下撑
3500
3150
3500
是
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
9.002
10.924
3550
3000
2
9.002
10.924
4450
3000
附图如下：
平面图
立面图
三、联梁验算
联梁材料类型
工字钢
联梁合并根数nl
1
联梁材料规格
16号工字钢
联梁截面积A（cm2）
26.1
联梁截面惯性矩Ix（cm4）
1130
联梁截面抵抗矩Wx（cm3）
141
联梁自重标准值gk（kN/m）
0.205
联梁材料抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
215
联梁材料抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
联梁弹性模量E（N/mm2）
206000
联梁计算模型
四等跨连续梁
荷载标准值：
q'=gk=0.205=0.205kN/m
第1排：
F'1=F1'/nl=9.002/1=9.002kN
第2排：
F'2=F2'/nl=9.002/1=9.002kN
F'=max[F'1,F'2]=9.002kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：
F1=F1/nl=10.924/1=10.924kN
第2排：
F2=F2/nl=10.924/1=10.924kN
F=max[F1,F2]=10.924kN
计算简图如下：
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=5.718×106/141000=40.551N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=7.666×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=9.059N/mm2
τmax=9.059N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=1.184mm≤[ν]=la/250=3000/250=12mm
符合要求！
4、支座反力计算
正常使用受力状态下:
第1排：
R'1max=20.636kN
第2排：
R'2max=20.636kN
极限受力状态下:
第1排：
R1max=25.032kN
第2排：
R2max=25.032kN
四、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
20a号工字钢
主梁截面积A（cm2）
35.5
主梁截面惯性矩Ix（cm4）
2370
主梁截面抵抗矩Wx（cm3）
237
主梁自重标准值gk（kN/m）
0.279
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=0.279=0.279kN/m
第1排：
F'1=nl×R'1max/nz=1×20.636/1=20.636kN
第2排：
F'2=nl×R'2max/nz=1×20.636/1=20.636kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.279=0.335kN/m
第1排：
F1=nl×R1max/nz=1×25.032/1=25.032kN
第2排：
F2=nl×R2max/nz=1×25.032/1=25.032kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=25.199×106/237000=106.327N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=50.399×1000×[100×2002-（100-7）×177.22]/（8×23700000×7）=41.005N/mm2
τmax=41.005N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=5.792mm≤[ν]=2×lx/250=2×4500/250=36mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=1.635kN,R2=-7.528kN,R3=59.307kN
五、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
工字钢
下撑杆截面类型
10号工字钢
下撑杆截面积A（cm2）
14.3
下撑杆截面惯性矩I（cm4）
245
下撑杆截面抵抗矩W（cm3）
49
下撑杆材料抗压强度设计值f（N/mm2）
205
下撑杆弹性模量E（N/mm2）
206000
下撑杆件截面回转半径i（cm）
4.14
对接焊缝抗压强度设计值ftw（N/mm2）
140
下撑杆件角度计算：
β1=arctanL1/L2=arctan（3150/3500）=41.987°
下撑杆件支座力：
RX1=nzR3=1×59.307=59.307kN
主梁轴向力：
NXZ1=RX1/tanβ1=59.307/tan41.987°=65.897kN
下撑杆件轴向力：
NX1=RX1/sinβ1=59.307/sin41.987°=88.655kN
下撑杆件的最大轴向拉力NX=max[Nx1...Nxi]=88.655kN
下撑杆长度：
L01=（L12+L22）0.5=（31502+35002）0.5=4708.768mm
下撑杆长细比：
λ1=L01/i=4708.768/41.4=113.738
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得，φ1=0.511
轴心受压稳定性计算：
σ1=NX1/（φ1A）=88654.763/（0.511×1430）=121.324N/mm2≤f=205N/mm2
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NX/（lwt）=88.655×103/A=88.655×103/1430=61.996N/mm2≤fcw=140N/mm2
符合要求！
六、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=|[（-（+NXZ1））]|/nz=|[（-（+65.897））]|/1=65.897kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=25.199×106/（1.05×237×103）+65.897×103/3550=119.826N/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=0.8
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0.72。
σ=Mmax/（φbWx）=25.199×106/（0.718×237×103）=148.191N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
七、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）
20
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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=7.528/2=3.764kN
螺栓锚固深度:
h≥N/（4×π×d×[τb]）=7.528×103/（4×3.14×20×2.5）=11.981mm
螺栓验算：
σ=N/（4×π×d2/4）=7.528×103/（4×π×202/4）=5.991kN/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=0.95×14.3=13.585N/mm2
N/2=3.764kN≤2×（b2-πd2/4）×fcc=2×（1002-3.14×202/4）×13.585/1000=263.164kN
注：
锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×20=100mm
符合要求！
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