钢结构悬挑外架计算书.docx
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钢结构悬挑外架计算书
工字钢悬挑外架计算书
悬挑工字钢采用热轧普通16#其中建筑物外悬挑端长度2.4m,建筑
物内锚固长度3m。
悬挑工字钢按悬挑架架体立杆纵距设置，每一纵距设置一根。
支撑架为三排，外侧立杆定位点距悬挑端端部100mm,立杆横距由外到内分别为0.6m、0.75m,内侧立杆距墙0.5m,立杆纵距1.5m,步距1.75m。
附图：
（一）技术依据
1.参考规范
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130--2011）、
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）、
《混凝土结构荷载规范》（GB50010--2010）、
2.荷载参数
施工均布荷载：
2.0kN/m2,类别为装修脚手架；
同时施工层数为一层；
施工人员及设备荷载标准值取1kN/m2；
本工程处于云南玉溪澄江地区，基本风压为0.3kN/m2；
风荷载高度变化系数之=1.62;
风荷载体型系数也=0.3父1.62=0.16；
脚手板自重标准值0.35kN/m2；
栏杆、挡脚板自重0.17kN/m2；
安全设施及安全网、挡风板自重0.01kN/nf。
（二）小横杆计算
小横杆按照简支梁进行强度和挠度的计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大
弯矩和变形。
考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正
应力和挠度不计入悬挑荷载）。
1.作用小横杆线荷载
（1）作用小横杆线荷载标准值
qk=3.420.90.9/2=1.9kN/m
（2）作用小横杆线荷载设计值
q=（1.20.421.43）0.90.9/2=1.9kN/m
q:
荷载lb:
立杆横距a1：
悬挑长度
小横杆计算简图
2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
Mmax=qlb2/8=1.380.92/8=0.14kNm
仃=Mmax/W=0.14^106/5260=26.61N/mm2c205.0N/mm2满足要求！
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
V=5qklb4/384EI=5父1.9M9004/384父2.06父105M12.7M104=0.62<900/150且
小于10mm,满足要求！
（三）大横杆计算
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上
面。
用小横杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在大横杆的不利布
置，计算大横杆的最大弯矩和变形（需要考虑悬挑荷载）。
1.由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力
（1）由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值
222
Fk=0.5qklb（1&/1b）2=0.51.380.9（1—）2=0.93kN
9
（2）由横向水平杆传给纵向水平杆的集中应力设计值
222
F=0.59b（1&/1b）2=0.51.90.9（1—）2=1.28kN
9
PPP
AZEAA
4*]平]产/
大横杆计算荷载简图
2抗弯强度
最大弯矩考虑为小横杆荷载的计算值最不利分配的弯矩
M=0.175F1a=0.1751.280.9=0.2kNm
c=M/W=0.2106/4490=44.54N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆荷载的标准值最不利分配的挠度
V=1.146Fkla/100EI=1.1460.931039003/1002.0610510.78104=0.45
大横杆的最大挠度小于900/150与10mm,满足要求!
（四）扣件抗滑力的计算
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7,直角扣
件、旋转扣件（抗滑）承载力设计值为8.00kN,按照扣件抗滑承载
力系数为1.00,该工程的旋转扣件承载力取值为R=8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算：
R其中，Rc——扣件抗滑承载力设计值；
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
纵向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值：
r=2.15F=2.15^1.28=2.752（五）作用于悬挑钢梁脚手架何在标准值
作用于脚手架的荷载暴扣静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值暴扣一下内容：
（1）脚手架自重标准值产生的轴向力
每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）gj查规范本例为0.1295,
Ng1=Hgk=4.20.1295=0.5439kNGIk
（2）脚手板自重标准值产生的轴向力
脚手板自重标准值（kN/m2）：
本例采用50mm厚木脚手板，标准值
为0.30kN/m2
NG2=0.30.91.1=0.297kN
（3）栏杆与挡脚板自重标准值产生的轴向力
栏杆与挡脚板自重标准值（kN/m）:
本例采用栏杆、木脚手挡板，标
准值为0.11kN/m
Ng3=0.110.92/2=0.07kN
（4）吊挂的安全措施及安全网、挡风板自重标准值产生的轴向力
吊挂的安全措施荷载，包括安全网和挡风板自重标准值为0.01kN/m2
NG4=0.010.94.2=0.0378kN
经计算得到静荷载标准值为钢管结构自重与构配件自重：
Ng=NgiNg2Ng3Ng4=0.9487kN
（5）施工荷载标准值产生的轴向力
施工荷载标准值（kN/m2）Nq=3+1=4kN/m2
（6）风荷载标准值产生的轴向力
风荷载标准值：
Wk=」z」sWo
Wo——基本风压（kN/m2）：
按照《建筑结构荷载规范》的规定采用：
Wo=0.30
%——风荷载高度变化系数：
按照《建筑结构荷载规范》
（GB50009-2012）的规定采用\=1.62
」s——风荷载体型系数:
弋=1.30.126=0.16
经计算得到，脚手架底部风荷载标准值
Wk=0.3Ml.62M0.16=0.07776kN/m2。
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值
N=1.2Ng0.91.4Nq=6.178kN
\G\Q
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值
N=1.2Ng1.4Nq=6.7384kN
GQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.91.4Wklah2/10=0.027kNm其中，Wk——风荷载基本风压标准值
la——立杆纵距
h——立杆步距
（六）立杆稳定性计算
1.不考虑风荷载时，立杆稳定性计算
二」£[f1
A
其中，N——立杆的轴心压力设计值
i—-计算立杆的截面回转半径
」——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定
h——立杆步距
-计算长细比，k=1时，Z=kNh/i=164.06<口=210,满足
要求！
k——计算长度回口系数，取1.155
l0计算长度，由公式l0=k」h=3.03m
-轴心受压立杆的稳定系数，由k=1.155时，九=k^h/i=189.4查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表
A.0.6得到0.193.
A——立杆净截面面积
立杆净截面模量
If1——钢管立杆抗压强度设计值
二一一钢管立杆受压强度计算值
经计算得到仃=6738.4/0.193x424=82.34N/mm2<205,满足要求！
2考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
1
AW
经计算得到仃=-6738L十型00=88.357N/mm2M[f],满足要求!
0.1934244490
（七）悬挑工字钢的受力计算
悬挑脚手架的水平工字钢按照带悬臂的连续梁计算
荷载计算简图
支座反力计算公式：
RA=N（2k1k2k3）ql（1k2）
Rb二一N（kik2k3）^（1-k2）
支座弯矩计算公式：
C点最大挠度计算公式:
I——截面惯性矩;
W截面模量;
N——集中强度荷载;
E——型钢弹性模量;
q型钢自重荷载
经计算得：
RA=18.136kN,RB=—4.04kN
最大弯矩MA=13.646kNm,最大应力仃=123.89N/mm2<口，最大挠度
Vmax=6.052mm。
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
受弯扣件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍即4800mm,悬挑工字钢
的最大挠度6.052<4800,满足要求！
250
（八）悬挑工字钢的整体稳定性
悬挑工字钢采用16#工字钢，计算公式如下：
bWn
其中，b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查《钢结构设计规
范》（GB50017—2003）附录B得到电=1.3,由于外>0.6，查表得其值为0.85.
因止匕仃=13646000=153.04N/mm2c215N/mm2,满足要求！
0.85104900
（九）锚固段与楼板连接的计算
1锚环强度验算
悬挑工字钢锚环处反力为4.044kN,锚环直径为20mm,净截面面积
为23.14102=628mm2
锚环应力：
4044+628=6.43N/mm2<50N/mm2,满足要求！
2楼板局部受压承载力计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）A.5.1混凝土局部承
压计算如下：
楼板局部受压荷载计算公式：
FlH—ifccA
其中，Fi——楼板局部压力设计值，即作用于楼板的轴向压力；
■荷载分布影响系数，取0.8;
-i——混凝土局部受压时强度提高系数，取1.0;
fcc混凝土局部挤压的强度设计值；
fee=0.85fc=0.8516.7=14.195N/mm2ccc
A——混凝土局部受压面积；
楼板支座处局部荷载
0.8父1.0父14.195父88M400=398.717kN,RA<398.717kN,满足要求！
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