型钢悬挑脚手架.docx
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型钢悬挑脚手架
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
架体验算（分为三挑：
1、23.5-37米标高2、37-50.5米标高3、50.5-61.7米标高）
一、脚手架参数
脚手架设计类型
结构脚手架
脚手板设计荷载（kN/m2）
3
同时施工作业层数
1
卸荷设置
有
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H（m）
13.5
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
7.6
立杆步距h（m）
1.8
立杆纵距或跨距la（m）
1.3
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
木脚手板
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
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
1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
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
浙江湖州市
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、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）
107800
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×（0.033+Gkjb×la/（n+1））+1.4×Gk×la/（n+1）=1.2×（0.033+0.35×1.3/（2+1））+1.4×3×1.3/（2+1）=2.042kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.033+Gkjb×la/（n+1））+Gk×la/（n+1）=（0.033+0.35×1.3/（2+1））+3×1.3/（2+1）=1.485kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[2.042×0.852/8，2.042×0.152/2]=0.184kN·m
σ=Mmax/W=0.184×106/4490=41.072N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=max[5q'lb4/（384EI），q'a14/（8EI）]=max[5×1.485×8504/（384×206000×107800），1.485×1504/（8×206000×107800）]=0.455mm
νmax＝0.455mm≤[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）=2.042×（0.85+0.15）2/（2×0.85）=1.201kN
正常使用极限状态
Rmax'=q'（lb+a1）2/（2lb）=1.485×（0.85+0.15）2/（2×0.85）=0.874kN
四、纵向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.201kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=0.874kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.423×106/4490=94.187N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.682mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1300/150，10]＝8.667mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.779kN
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
1
扣件抗滑承载力验算：
横向水平杆：
Rmax=1.201kN≤Rc=1×7=7kN
纵向水平杆：
Rmax=2.779kN≤Rc=1×7=7kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架架体高度H
13.5
脚手架钢管类型
Ф48×3
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/2×0.033/h）×H=（0.12+（0.85+0.15）×2/2×0.033/1.8）×13.5=1.87kN
单内立杆：
NG1k=1.87kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×（lb+a1）×Gkjb×1/1/2=（13.5/1.8+1）×1.3×（0.85+0.15）×0.35×1/1/2=1.934kN
1/1表示脚手板1步1设
单内立杆：
NG2k1=1.934kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（13.5/1.8+1）×1.3×0.17×1/1=1.879kN
1/1表示挡脚板1步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆：
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.3×13.5=0.176kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.934+1.879+0.176=3.988kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=1.934kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×（lb+a1）×（njj×Gkjj）/2=1.3×（0.85+0.15）×（1×3）/2=1.95kN
内立杆：
NQ1k=1.95kN
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×（1.87+3.988）+0.9×1.4×1.95=9.486kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（1.87+1.934）+0.9×1.4×1.95=7.021kN
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
9
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[n]
5
吊环设置
共用
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）
10
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
卸荷系数Kf
0.8
上部增加荷载高度（m）
6
脚手架卸荷次数N
1
第N次卸荷
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
3.4
10.1
3
200
1100
1.3
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
α=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/1100）=69.864°
钢丝绳竖向分力，不均匀系数KX取1.5
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×9.486×10.1/13.5×1.3/1.3=8.516kN
钢丝绳轴向拉力
T2=P2/sinα2=8.516/sin69.864°=9.071kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=9.071kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×9.071/（2×15.19）=1个≤[n]=5个
满足要求！
花篮螺栓验算：
σ=[Fg]×103/（π×de2/4）=9.071×103/（π×102/4）=115.492N/mm2≤[ft]=170N/mm2
满足要求！
Pg=k×[Fg]/α=9×9.071/0.85=96.043kN
钢丝绳最小直径dmin=（Pg/0.5）1/2=（96.043/0.5）1/2=13.86mm
吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=4×9.071×103/（65π））1/2=18mm
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次卸荷钢丝绳最小直径13.86mm，必须拉紧至9.071kN，吊环最小直径为18mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
13.5
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W（mm3）
4490
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）
424
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
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=3.118m
长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132
查《规范》表A得，φ=0.188
满足要求！
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）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.87+3.988+1.95）×（3.4+max[6，（1-0.8）×10.1]）/13.5=5.436kN
单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（1.87+3.988）+1.4×1.95）×（3.4+max[6，（1-0.8）×10.1]）/13.5=6.795kN
σ=N/（φA）=6795.156/（0.188×424）=85.246N/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）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.87+3.988+1.95）×（3.4+max[6，（1-0.8）×10.1]）/13.5=5.436kN
单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（1.87+3.988）+0.9×1.4×1.95）×（3.4+max[6，（1-0.8）×10.1]）/13.5=6.605kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.331×1.3×1.82/10=0.176kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=6605.067/（0.188×424）+175665.672/4490=121.985N/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）
600
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
连墙件截面面积Ac（mm2）
424
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
1
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.478×2×1.8×2×1.3=6.264kN
长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896
（Nlw+N0）/（φAc）=（6.264+3）×103/（0.896×424）=24.385N/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=6.264+3=9.264kN≤1×10.5=10.5kN
满足要求！
悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度（m）
23.5
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距（mm）
1300
主梁与建筑物连接方式
预埋
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
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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
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
5.44
6.8
300
1300
2
5.44
6.8
1150
1300
附图如下：
平面图
立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
槽钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号槽钢
主梁截面积A（cm2）
25.15
主梁截面惯性矩Ix（cm4）
934.5
主梁截面抵抗矩Wx（cm3）
116.8
主梁自重标准值gk（kN/m）
0.197
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=0.197=0.197kN/m
第1排：
F'1=F1'/nz=5.44/1=5.44kN
第2排：
F'2=F2'/nz=5.44/1=5.44kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.197=0.237kN/m
第1排：
F1=F1/nz=6.8/1=6.8kN
第2排：
F2=F2/nz=6.8/1=6.8kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=1.351×106/116800=11.563N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=6.336×1000×[65×1602-（65-8.5）×1402]/（8×9345000×8.5）=5.55N/mm2
τmax=5.55N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.02mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=6.336kN,R2=7.564kN
四、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
1400
钢丝绳直径（mm）
14
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
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[n]
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）
10
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
主梁拉环直径d（mm）
20
焊缝厚度he（mm）
10
焊缝长度lw（mm）
100
角焊缝强度设计值ftw（N/mm2）
160
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（3300/1050）=72.35°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR2=1×7.564=7.564kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=7.564/tan72.35°=2.407kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=7.564/sin72.35°=7.937kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=7.937kN
钢丝绳：
查表得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=101kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×101/9=9.539kN≥NS=7.937kN
符合要求！
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×9.539/（2×15.19）=1个≤[n]=3个
符合要求！
花篮螺栓验算：
σ=[Fg]/（π×de2/4）=9.539×103/（π×102/4）=121.453N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求！
拉环验算：
σ=[Fg]/（2A）=2[Fg]/πd2=2×9.539×103/（π×202）=15.182N/mm2≤[f]=65N/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
符合要求！
拉环详图（主梁为槽钢）
角焊缝验算：
τf=NS/（he×lw）=7.937×103/（10×100）=7.937N/mm2≤ftw=160N/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=[（2.407）]/1=2.407kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=1.351×106/（1.05×116.8×103）+2.407×103/2515=11.969N/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，按照下式计算：
φb=（570tb/lh）×（235/fy）=570×10×65×235/（1050×160×235）=2.21
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0.94。
σ=Mmax/（φbWx）=1.351×106/（0.942×116.8×103）=12.273N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
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