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
装修脚手架
卸荷设置
无
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3.25
脚手架架体高度H（m）
24
立杆步距h（m）
1.8
立杆纵距或跨距la（m）
1.5
立杆横距lb（m）
0.8
内立杆离建筑物距离a（m）
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
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）
0.3
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
5步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.118，0.142
装修脚手架作业层数nzj
2
装修脚手架荷载标准值Gkzj（kN/m2）
3
地区
河南郑州市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.3
风荷载体型系数μs
1.128
风压高度变化系数μz（连墙件、单立杆稳定性）
0.946，0.51
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、单立杆稳定性）
0.32，0.173
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
1
横杆抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
205
横杆截面惯性矩I（mm4）
115000
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
4790
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×（0.036+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.036+0.3×0.8/（1+1））+1.4×3×0.8/（1+1）=1.867kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.036+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.036+0.3×0.8/（1+1））+3×0.8/（1+1）=1.356kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.867×1.52=0.42kN·m
σ=Mmax/W=0.42×106/4790=87.702N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×1.356×15004/（100×206000×115000）=1.962mm
νmax＝1.962mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.867×1.5=3.081kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.356×1.5=2.237kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=3.081kN
q=1.2×0.036=0.043kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.237kN
q'=0.036kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.62×106/4790=129.361N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.015mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.558kN
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
0.9
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：
Rmax=3.081/2=1.54kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆：
Rmax=1.558kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
24
脚手架钢管类型
Ф48×3.25
每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）
0.118，0.142
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/2×0.036/h）×H=（0.142+1.5×1/2×0.036/1.8）×24=3.767kN
单内立杆：
NG1k=（gk+la×n/2×0.036/h）×H=（0.118+1.5×1/2×0.036/1.8）×24=3.191kN
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=（24/1.8+1）×1.5×0.8×0.3×1/1/2=2.58kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆：
NG2k1=2.58kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/5=（24/1.8+1）×1.5×0.17×1/5=0.731kN
1/5表示挡脚板5步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×24=0.36kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.58+0.731+0.36=3.671kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=2.58kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（nzj×Gkzj）/2=1.5×0.8×（2×3）/2=3.6kN
内立杆：
NQ1k=3.6kN
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×（3.767+3.671）+0.9×1.4×3.6=13.462kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.191+2.58）+0.9×1.4×3.6=11.461kN
七、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
24
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4790
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）
457
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
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.767+3.671+3.6=11.038kN
单内立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.191+2.58+3.6=9.371kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQ1k=1.2×（3.767+3.671）+1.4×3.6=13.966kN
σ=N/（φA）=13965.6/（0.188×457）=162.549N/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=3.767+3.671+3.6=11.038kN
单内立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=3.191+2.58+3.6=9.371kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+0.9×1.4NQ1k=1.2×（3.767+3.671）+0.9×1.4×3.6=13.462kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.173×1.5×1.82/10=0.106kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=13461.6/（0.188×457）+105938.28/4790=178.8N/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）
420
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3.25
连墙件截面面积Ac（mm2）
457
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=1.4×0.32×2×1.8×2×1.5=4.838kN
长细比λ=l0/i=420/15.9=26.415，查《规范》表A.0.6得，φ=0.93
（Nlw+N0）/（φAc）=（4.838+3）×103/（0.93×457）=18.442N/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=4.838+3=7.838kN≤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）
10.7
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1500
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）
1200
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
C30
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
1100
3000
1100
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
5.771
3.6
1.35
1.4
9.371
12.831
300
1500
2
7.44
3.6
1.35
1.4
11.04
15.084
1100
1500
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
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
2
焊缝厚度hr（mm）
8
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=1×0.205=0.205kN/m
第1排：
F'1=γ0F1'/nz=1×9.371/1=9.371kN
第2排：
F'2=γ0F2'/nz=1×11.04/1=11.04kN
荷载设计值：
q=γ0×1.2×gk=1×1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：
F1=γ0×F1/nz=1×12.831/1=12.831kN
第2排：
F2=γ0×F2/nz=1×15.084/1=15.084kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=2.831×106/141000=20.077N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=9.464×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=11.185N/mm2
τmax=11.185N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.085mm≤[ν]=2×lx/250=2×1200/250=9.6mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=9.464kN,R2=18.751kN
四、上拉杆件验算
上拉杆材料类型
钢筋
上拉杆截面类型
20
上拉杆截面积A（cm2）
3.142
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
吊耳板厚S（mm）
10
吊耳板宽LDP（mm）
100
吊耳板高L（mm）
120
吊耳板圆周外半径R（mm）
35
吊孔直径D（mm）
20
吊耳板许用拉应力[σ]（N/mm2）
205
吊耳板许用剪应力[τ]（N/mm2）
125
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
吊耳板螺栓直径d（mm）
18
吊耳板螺栓个数n
1
钢拉杆与吊耳板焊缝厚度hr1（mm）
8
钢拉杆与吊耳板焊缝长度lx1（mm）
100
钢拉杆与建筑物连接螺栓直径d（mm）
18
钢拉杆与建筑物连接螺栓个数n
1
角焊缝强度设计值ffw（N/mm2）
160
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（3000/1100）=69.864°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR2=1×18.751=18.751kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=18.751/tan69.864°=6.875kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=18.751/sin69.864°=19.971kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=19.971kN
轴心受拉稳定性计算：
σ=NS/A=19.971×103/314.2=63.563N/mm2≤0.5×f=102.5N/mm2
符合要求！
1、上拉杆与主梁连接点计算
1）螺栓抗剪验算
单个螺栓受剪承载力设计值Nvb=0.9×fvb×As=0.9×140×（π×d2/4）=
0.9×140×（3.14×182/4）=32.047kN
螺栓所受剪力：
Nv=Ns/n=19.971/1=19.971kN≤32.047kN
符合要求！
2）吊耳板计算
吊耳板
吊耳板吊索方向的最大拉应力：
σL=NS/（S（2R-D））=19.971×103/（10×（2×35-20））=39.943N/mm2≤[σ]=205N/mm2
符合要求！
吊耳板吊索方向的最大剪应力：
τL=NS/（S（2R-D））=19.971×103/（10×（2×35-20））=39.943N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3）角焊缝计算
钢拉杆与连接板连接焊缝主要承受剪应力：
τf=NS/（hr1×lx1）=19.971×103/（8×100）=24.964N/mm2≤ffw=160=160N/mm2
符合要求！
2、上拉杆与建筑物连接点计算
由上式计算可得上拉杆与建筑物连接点最大轴向拉力Ns=19.971kN
上拉杆1：
与建筑物连接螺栓所受拉力
Nt=Ns1×sin（90-α1）=19.971×sin（90°-69.864°）=6.875kN
与建筑物连接螺栓所受剪力
Nv=Ns1×cos（90-α1）=19.971×cos（90°-69.864°）=18.751kN
螺栓所受最大拉力Nt=max（Nt1,Nt2…）=6.875kN
螺栓所受最大剪力Nv=max（Nv1,Nv2…）=18.751kN
1）螺栓抗拉验算
单个螺栓受拉承载力设计值
Ntb=0.9×ftb×As=0.9×170×（π×d2/4）=0.9×170×（3.14×182/4）=38.914kN
单个螺栓所受拉力：
N=Nt/n=6.875/1=6.875kN≤38.914kN
符合要求！
2）螺栓抗剪验算
单个螺栓受剪承载力设计值Nvb=0.9×fvb×As=0.9×140×（π×d2/4）=
0.9×140×（3.14×182/4）=32.047kN
螺栓所受剪力：
V=Nv/n=18.751/1=18.751kN≤32.047kN
符合要求！
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=|[（-（-NSZ1））]|/nz=|[（-（-6.875））]|/1=6.875kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=2.831×106/（1.05×141×103）+6.875×103/2610=21.755N/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）=2.831×106/（0.929×141×103）=21.612N/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=6.875kN
锚固螺栓所受剪力为主梁在建筑物边缘处的剪力取V=9.464kN
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=6.875/2=3.438kN≤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=9.464/2=4.732kN≤39.564kN
符合要求！
3）、角焊缝验算
σf=N/（hr×lx）=6.875×103/（8×100）=8.594N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2
τf=V/（hr×lx）=9.464×103/（8×100）=11.83N/mm2≤ffw=160N/mm2
[（σf/βf）2+τf2]0.5=[（8.594/1.22）2+11.832]0.5=13.769N/mm2≤ffw=160N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
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