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
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
卸荷设置
无
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）
20
立杆步距h（m）
1.8
立杆纵距或跨距la（m）
1.65
立杆横距lb（m）
0.85
内立杆离建筑物距离a（m）
0.25
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
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
木挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb（kN/m）
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.114，0.137
横向斜撑布置方式
6跨1设
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
地区
江苏无锡
安全网设置
全封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.45
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）
0.478，0.331
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
4
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×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.031+0.1×0.85/（4+1））+1.4×3×0.85/（4+1）=0.772kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.031+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.031+0.1×0.85/（4+1））+3×0.85/（4+1）=0.558kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×0.772×1.652=0.21kN·m
σ=Mmax/W=0.21×106/4250=49.443N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.558×16504/（100×206000×101900）=1.334mm
νmax＝1.334mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1650/150，10]＝10mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×0.772×1.65=1.401kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.558×1.65=1.013kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.401kN
q=1.2×0.031=0.037kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.013kN
q'=0.031kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.718×106/4250=168.906N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.877mm≤[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=2.818kN
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：
纵向水平杆：
Rmax=1.401/2=0.7kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
横向水平杆：
Rmax=2.818kN≤Rc=0.8×8=6.4kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
20
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）
0.114，0.137
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/2×0.031/h）×H=（0.137+1.65×4/2×0.031/1.8）×20=3.884kN
单内立杆：
NG1k=（gk+la×n/2×0.031/h）×H=（0.114+1.65×4/2×0.031/1.8）×20=3.424kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1/2=（20/1.8+1）×1.65×0.85×0.1×1/1/2=0.849kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆：
NG2k1=0.849kN
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=（20/1.8+1）×1.65×0.17×1/2=1.699kN
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=0.01×1.65×20=0.33kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.849+1.699+0.33=2.878kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=0.849kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj）/2=1.65×0.85×（1×3）/2=2.104kN
内立杆：
NQ1k=2.104kN
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×（3.884+2.878）+0.9×1.4×2.104=10.765kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.424+0.849）+0.9×1.4×2.104=7.779kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
20
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
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.884+2.878+2.104=8.866kN
单内立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.424+0.849+2.104=6.377kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQ1k=1.2×（3.884+2.878）+1.4×2.104=11.059kN
σ=N/（φA）=11059.5/（0.191×398）=145.485N/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=3.884+2.878+2.104=8.866kN
单内立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.424+0.849+2.104=6.377kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k=1.2×（3.884+2.878）+0.9×1.4×2.104=10.765kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.331×1.65×1.82/10=0.223kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=10764.975/（0.191×398）+222960.276/4250=194.072N/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
螺栓连接
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
螺栓直径d（mm）
20
螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.478×2×1.8×3×1.65=11.925kN
长细比λ=l0/i=600/16=37.5，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896
（Nlw+N0）/（φAc）=（11.925+3）×103/（0.896×398）=41.853N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求！
σ=（Nlw+N0）/（π×d2/4）=（11.925+3）×103/（3.14×202/4）=47.508N/mm2≤ft=170N/mm2
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度（m）
20
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1650
主梁与建筑物连接方式
锚固螺栓连接
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）
0
梁/楼板混凝土强度等级
C35
结构重要性系数γ0
1
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
1050
2900
1050
是
作用点号
立杆传至梁上恒载标准值FGi（kN）
立杆传至梁上活载标准值FQi（kN）
恒载分项系数γGi
活载分项系数γQi
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
4.273
2.104
1.35
1.4
6.377
8.714
250
1650
2
6.766
2.104
1.35
1.4
8.87
12.08
1100
1650
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
18号工字钢
主梁截面积A（cm2）
30.6
主梁截面惯性矩Ix（cm4）
1660
主梁截面抵抗矩Wx（cm3）
185
主梁自重标准值gk（kN/m）
0.241
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
螺栓抗拉强度设计值ftb（N/mm2）
170
螺栓抗剪强度设计值fvb（N/mm2）
140
螺栓直径d（mm）
20
主梁与建筑物连接螺栓个数n
4
焊缝厚度hr（mm）
10
焊缝长度lx（mm）
100
角焊缝强度设计值ffw（N/mm2）
160
主梁允许挠度[ν]（mm）
1/250
荷载标准值：
q'=γ0×gk=1×0.241=0.241kN/m
第1排：
F'1=γ0F1'/nz=1×6.377/1=6.377kN
第2排：
F'2=γ0F2'/nz=1×8.87/1=8.87kN
荷载设计值：
q=γ0×1.2×gk=1×1.2×0.241=0.289kN/m
第1排：
F1=γ0×F1/nz=1×8.714/1=8.714kN
第2排：
F2=γ0×F2/nz=1×12.08/1=12.08kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=1.543×106/185000=8.342N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=12.138×1000×[94×1802-（94-6.5）×158.62]/（8×16600000×6.5）=11.877N/mm2
τmax=11.877N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.023mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=6.212kN,R2=14.945kN
四、上拉杆件验算
上拉杆材料类型
钢筋
上拉杆截面类型
22
上拉杆截面积A（cm2）
3.801
上拉杆截面惯性矩I（cm4）
245
上拉杆截面抵抗矩W（cm3）
49
上拉杆材料抗拉强度设计值f（N/mm2）
205
上拉杆弹性模量E（N/mm2）
206000
对接焊缝抗拉强度设计值ftw（N/mm2）
185
焊缝厚度he（mm）
8
焊缝长度lw（mm）
100
角焊缝强度设计值ffw（N/mm2）
160
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（2900/1050）=70.096°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR2=1×14.945=14.945kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=14.945/tan70.096°=5.411kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=14.945/sin70.096°=15.894kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=15.894kN
轴心受拉稳定性计算：
σ=NS/A=15.894×103/380.1=41.816N/mm2≤0.5×f=102.5N/mm2
符合要求！
角焊缝验算：
σf=NS/（he×lw）=15.894×103/（8×100）=19.868N/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！
对接焊缝验算：
σ=NS/（lwt）=15.894×103/A=15.894×103/380.1=41.816N/mm2≤ftw=185N/mm2
符合要求！
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=|[（-（-NSZ1））]|/nz=|[（-（-5.411））]|/1=5.411kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=1.543×106/（1.05×185×103）+5.411×103/3060=9.713N/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）=1.543×106/（0.929×185×103）=8.979N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、主梁与建筑物节点验算
假设每个螺栓承受主梁传来的拉力和剪力均相等。
由主梁计算可得：
锚固螺栓所受拉力为主梁轴向力取N=5.411kN
锚固螺栓所受剪力为主梁在建筑物边缘处的剪力取V=6.212kN
1）、抗拉验算
单个螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.9ftb×As=0.9×170×（π×d2/4）=
0.9×170×（3.14×202/4）=48.042kN
螺栓所受拉力：
Nt=N/n=5.411/4=1.353kN≤48.042kN
符合要求！
2）、抗剪验算
单个螺栓受剪承载力设计值Nvb=0.9fvb×As=0.9×140×（π×d2/4）=
0.9×140×（3.14×202/4）=39.564kN
螺栓所受剪力：
Nv=V/n=6.212/4=1.553kN≤39.564kN
符合要求！
3）、角焊缝验算
σf=N/（hr×lx）=5.411×103/（10×100）=5.411N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2
τf=V/（hr×lx）=6.212×103/（10×100）=6.212N/mm2≤ffw=160N/mm2
[（σf/βf）2+τf2]0.5=[（5.411/1.22）2+6.2122]0.5=7.633N/mm2≤ffw=160N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求！
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