鲁山县医院型钢悬挑脚手架扣件式计算书2.docx
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鲁山县医院型钢悬挑脚手架扣件式计算书2
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
其它用途脚手架
卸荷设置
有
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48×2.8
脚手架架体高度H（m）
19.2
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）
0.85
横向水平杆计算外伸长度a1（m）
0.15
内立杆离建筑物距离a（m）
0.2
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
3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
3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
6跨1设
其他用途脚手架作业层数nqj
1
其他用途脚手架荷载标准值Gkqj（kN/m2）
1
地区
河南宝丰
安全网设置
全封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.35
风荷载体型系数μs
1.3
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）
0.427，0.296
计算简图：
立面图
侧面图
三、横向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横向水平杆在上
纵向水平杆上横向水平杆根数n
2
横杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
横杆截面惯性矩I（mm4）
101900
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
4250
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×（0.031+Gkjb×la/（n+1））+1.4×Gk×la/（n+1）=1.2×（0.031+0.1×1.2/（2+1））+1.4×1×1.2/（2+1）=0.645kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.031+Gkjb×la/（n+1））+Gk×la/（n+1）=（0.031+0.1×1.2/（2+1））+1×1.2/（2+1）=0.471kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[0.645×0.852/8，0.645×0.152/2]=0.058kN·m
σ=Mmax/W=0.058×106/4250=13.716N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/（384EI），q'a14/（8EI）]=max[5×0.471×8504/（384×206000×101900），0.471×1504/（8×206000×101900）]=0.153mm
νmax＝0.153mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[850/150，10]＝5.667mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=q（lb+a1）2/（2lb）=0.645×（0.85+0.15）2/（2×0.85）=0.38kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'（lb+a1）2/（2lb）=0.471×（0.85+0.15）2/（2×0.85）=0.277kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=0.38kN
q=1.2×0.031=0.037kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.277kN
q'=0.031kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.127×106/4250=29.851N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝0.457mm≤[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=0.91kN
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
0.8
扣件抗滑承载力验算：
横向水平杆：
Rmax=0.38kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
纵向水平杆：
Rmax=0.91kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
19.2
脚手架钢管类型
Φ48×2.8
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+（lb+a1）×n/2×0.031/h）×H=（0.12+（0.85+0.15）×2/2×0.031/1.8）×19.2=2.637kN
单内立杆：
NG1k=2.637kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×（lb+a1）×Gkjb×1/3/2=（19.2/1.8+1）×1.2×（0.85+0.15）×0.1×1/3/2=0.233kN
1/3表示脚手板3步1设
单内立杆：
NG2k1=0.233kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/3=（19.2/1.8+1）×1.2×0.17×1/3=0.793kN
1/3表示挡脚板3步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.2×19.2=0.23kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.233+0.793+0.23=1.257kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=0.233kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×（lb+a1）×（nqj×Gkqj）/2=1.2×（0.85+0.15）×（1×1）/2=0.6kN
内立杆：
NQ1k=0.6kN
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×（2.637+1.257）+0.9×1.4×0.6=5.429kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（2.637+0.233）+0.9×1.4×0.6=4.2kN
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
6
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
3
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）
1850
钢丝绳受力不均匀系数Kx
1.5
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度（m）
3.9
脚手架卸荷次数
1
第N次卸荷
钢丝绳直径（mm）
卸荷点位置高度hx（m）
卸荷点净高hj（m）
钢丝绳上下吊点的竖向距离ls（m）
上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS（mm）
上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS（mm）
卸荷点水平间距HL（m）
1
14
4.5
14.7
1.05
200
1100
2.4
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（1050/200）=79.216°
α2=arctan（ls/Hs）=arctan（1050/1100）=43.668°
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=0.8×1.5×4.2×14.7/19.2×2.4/1.2=7.718kN
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×5.429×14.7/19.2×2.4/1.2=9.975kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=7.718/sin79.216°=7.857kN
T2=P2/sinα2=9.975/sin43.668°=14.447kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=14.447kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×14.447/（2×15.19）=1个≤[n]=3个
满足要求！
钢丝绳：
查表得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=134kN
[Fg]'=α×Fg/k=0.85×134/6=18.983kN≥[Fg]=14.447kN
满足要求！
吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=4×14.447×103/（65π））1/2=17mm
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14.447kN，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
19.2
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4250
立杆截面回转半径i（mm）
16
立杆抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
立杆截面面积A（mm2）
398
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=2.7×103/16=168.75≤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=3.119×103/16=194.906
查《规范》表A得，φ=0.191
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[3.9，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.637+1.257）+1.4×0.6）
×（4.5+（1-0.8）×（4.5-4.5）+max[3.9，（1-0.8）×14.7]）/19.2=2.412KN
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×（2.637+1.257）+1.4×0.6）×（19.2-4.5）/19.2=4.221kN
单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=4.221KN
σ=N/（φA）=4220.615/（0.191×398）=55.521N/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[3.9，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（2.637+1.257）+0.9×1.4×0.6）
×（4.5+（1-0.8）×（4.5-4.5）+max[3.9，（1-0.8）×14.7]）/19.2=2.375KN
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×（2.637+1.257）+0.9×1.4×0.6）×（19.2-4.5）/19.2=4.156kN
单立杆轴心压力最大值N=max（N1、N2）=4.156KN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.296×1.2×1.82/10=0.145kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=4156.302/（0.191×398）+145006.848/4250=88.794N/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
Φ48×2.8
连墙件截面面积Ac（mm2）
398
连墙件截面回转半径i（mm）
16
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=1.4×0.427×2×1.8×3×1.2=7.747kN
长细比λ=l0/i=600/16=37.5，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896
（Nlw+N0）/（φAc）=（7.747+3）×103/（0.896×398）=30.137N/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=7.747+3=10.747kN≤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）
4.5
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）
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
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
1150
3300
1050
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
3.441
4.221
300
1200
2
3.441
4.221
1150
1200
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=3.441/1=3.441kN
第2排：
F'2=F2'/nz=3.441/1=3.441kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：
F1=F1/nz=4.221/1=4.221kN
第2排：
F2=F2/nz=4.221/1=4.221kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=6.313×106/141000=44.77N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=8.75×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=10.34N/mm2
τmax=10.34N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=2.399mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-3.749kN,R2=12.892kN
四、悬挑主梁整体稳定性验算
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）=6.313×106/（0.929×141×103）=48.192N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
五、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
主梁建筑物内锚固长度Lm（mm）
1600
梁/楼板混凝土强度等级
C25
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=1.874kN
压环钢筋验算：
σ=N/（4A）=N/πd2=3.749×103/（3.14×162）=4.661N/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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