双立杆扣件式脚手架计算书.docx
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双立杆扣件式脚手架计算书
扣件式脚手架计算书
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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、脚手架参数
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架搭设高度H（m）
51.3
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
92.2
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）
0.9
内立杆离建筑物距离a（m）
0.2
双立杆计算方法
按双立杆受力设计
双立杆计算高度H1（m）
24
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
二、荷载设计
脚手板类型
竹串片脚手板
脚手板自重标准值Gkjb（kN/m2）
0.35
脚手板铺设方式
2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）
0.14
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）
0.129
横向斜撑布置方式
5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
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj（kN/m2）
2
地区
浙江杭州市
安全网设置
半封闭
基本风压ω0（kN/m2）
0.3
风荷载体型系数μs
1.25
风压高度变化系数μz（连墙件、单立杆、双立杆稳定性）
1.2，0.9，0.74
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、单立杆、双立杆稳定性）
0.45，0.34，0.28
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
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×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.033+0.35×0.9/（2+1））+1.4×3×0.9/（2+1）=1.43kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.033+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.033+0.35×0.9/（2+1））+3×0.9/（2+1）=1.04kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.43×1.52=0.32kN·m
σ=Mmax/W=0.32×106/4490=71.46N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×1.04×15004/（100×206000×107800）=1.602mm
νmax＝1.602mm≤[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=1.1×1.43×1.5=2.35kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.04×1.5=1.71kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.35kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.71kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.7×106/4490=156.35N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝1.991mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[900/150，10]＝6mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.37kN
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
0.75
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：
Rmax=2.35/2=1.18kN≤Rc=0.75×8=6kN
横向水平杆：
Rmax=2.37kN≤Rc=0.75×8=6kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
51.3
双立杆计算高度H1
24
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）
0.129
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/2×0.033/h）×（H-H1）=（0.129+1.5×2/2×0.033/1.8）×（51.3-24）=4.28kN
单内立杆：
NG1k=4.28kN
双外立杆：
NG1k=（gk+0.033+la×n/2×0.033/h）×H1=（0.129+0.033+1.5×2/2×0.033/1.8）×24=4.56kN
双内立杆：
NGS1k=4.56kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（（H-H1）/h+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（（51.3-24）/1.8+1）×1.5×0.9×0.35×1/2/2=1.91kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：
NG2k1=1.91kN
双外立杆：
NGS2k1=H1/h×la×lb×Gkjb×1/2/2=24/1.8×1.5×0.9×0.35×1/2/2=1.58kN
1/2表示脚手板2步1设
双内立杆：
NGS2k1=1.58kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆：
NG2k2=（（H-H1）/h+1）×la×Gkdb×1/2=（（51.3-24）/1.8+1）×1.5×0.14×1/2=1.7kN
1/2表示挡脚板2步1设
双外立杆：
NGS2k2=H1/h×la×Gkdb×1/2=24/1.8×1.5×0.14×1/2=1.4kN
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-H1）=0.01×1.5×（51.3-24）=0.41kN
双外立杆：
NGS2k3=Gkmw×la×H1=0.01×1.5×24=0.36kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.91+1.7+0.41=4.02kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=1.91kN
双外立杆：
NGS2k=NGS2k1+NGS2k2+NGS2k3=1.58+1.4+0.36=3.34kN
双内立杆：
NGS2k=NGS2k1=1.58kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj+nzj×Gkzj）/2=1.5×0.9×（1×3+1×2）/2=3.38kN
内立杆：
NQ1k=3.38kN
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×（4.28+4.02）+0.9×1.4×3.38=14.21kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（4.28+1.91）+0.9×1.4×3.38=11.68kN
双外立杆：
Ns=1.2×（NGS1k+NGS2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（4.56+3.34）+0.9×1.4×3.38=13.73kN
双内立杆：
Ns=1.2×（NGS1k+NGS2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（4.56+1.58）+0.9×1.4×3.38=11.62kN
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
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
27
21
3
200
1100
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
α1=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/200）=86.19°
α2=arctan（ls/Hs）=arctan（3000/1100）=69.86°
钢丝绳竖向分力，不均匀系数KX取1.5
P1=Kf×KX×N×hj（n+1）/（H-H1）×HL/la=0.8×1.5×11.68×21/（51.3-24）×3/1.5=21.56kN
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/（H-H1）×HL/la=0.8×1.5×14.21×21/（51.3-24）×3/1.5=26.23kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=21.56/sin86.19°=21.61kN
T2=P2/sinα2=26.23/sin69.86°=27.94kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=27.94kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×27.94/（2×15.19）=2个≤[n]=5个
满足要求！
Pg=k×[Fg]/α=9×27.94/0.85=295.8kN
钢丝绳最小直径dmin=（Pg/0.5）1/2=（295.8/0.5）1/2=24.32mm
吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=4×27.94×103/（65π））1/2=24mm
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24.32mm，必须拉紧至27.94kN，吊环最小直径为24mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
51.3
双立杆计算高度H1
24
双立杆受力不均匀系数KS
0.6
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=169.81≤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=3.12m
长细比λ=l0/i=3.12×103/15.9=196.13
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
单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（hx1-H1+（1-Kf）×（H-hx1-hj顶）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/（H-H1）=（1.2×（4.28+4.02）+1.4×3.38）×（27-24+（1-0.8）×（51.3-27-0）+max[6，（1-0.8）×21]）/（51.3-24）=7.45kN
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×（NGS1k+NGS2k）+N=1.2×（4.56+3.34）+7.45=16.93kN
σ=N/（φA）=7453/（0.188×424）=93.5N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
σ=KSNS/（φA）=0.6×16928.44/（0.188×424）=127.42N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（hx1-H1+（1-Kf）×（H-hx1-hj顶）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/（H-H1）=（1.2×（4.28+4.02）+0.9×1.4×3.38）×（27-24+（1-0.8）×（51.3-27-0）+max[6，（1-0.8）×21]）/（51.3-24）=7.21kN
双立杆的轴心压力设计值NS=1.2×（NGS1k+NGS2k）+N=1.2×（4.56+3.34）+7.21=16.69kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.34×1.5×1.82/10=0.21kN·m
σ=N/（φA）+Mw/W=7213.12/（0.188×424）+208254.33/4490=136.87N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
Mws=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.28×1.5×1.82/10=0.17kN·m
σ=KS（NS/（φA）+Mw/W）=0.6×（16688.56/（0.188×424）+170473.68/4490）=148.4N/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
连墙件截面面积Ac（mm2）
489
连墙件截面回转半径i（mm）
158
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
0.85
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.45×2×1.8×2×1.5=6.84kN
长细比λ=l0/i=600/158=3.8，查《规范》表A.0.6得，φ=0.99
（Nlw+N0）/（φAc）=（6.84+3）×103/（0.99×489）=20.28N/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=6.84+3=9.84kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求！
十、立杆地基承载力验算
地基土类型
粘性土
地基承载力特征值fg（kPa）
120
地基承载力调整系数mf
1
垫板底面积A（m2）
0.25
单立杆的轴心压力标准值N=（（NG1k+NG2k）+NQ1k）×（hx1-H1+（1-Kf）×（H-hx1-hj顶）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/（H-H1）=（（4.28+4.02）+3.38）×（27-24+（1-0.8）×（51.3-27-0）+max[6，（1-0.8）×21]）/（51.3-24）=5.93kN
双立杆的轴心压力标准值NS=（NGS1k+NGS2k）+N=（4.56+3.34）+5.93=13.82kN
立柱底垫板的底面平均压力p＝N/（mfA）＝13.82/（1×0.25）＝55.29kPa≤fg＝120kPa
满足要求！
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