扣件式脚手架计算书.docx
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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
Φ48.3×3.6
脚手架搭设高度H（m）
63
脚手架沿纵向搭设长度L（m）
180
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）
1
内立杆离建筑物距离a（m）
0.2
双立杆计算方法
按构造要求设计
双立杆计算高度H1（m）
30
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
北京北京
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
1.25
风压高度变化系数μz（连墙件、单立杆稳定性）
1.2，0.9
风荷载标准值ωk（kN/m2）（连墙件、单立杆稳定性）
0.45，0.34
计算简图：
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）
127100
横杆弹性模量E（N/mm2）
206000
横杆截面抵抗矩W（mm3）
5260
承载能力极限状态
q=1.2×（0.04+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.04+0.35×1/（2+1））+1.4×3×1/（2+1）=1.59kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.04+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.04+0.35×1/（2+1））+3×1/（2+1）=1.16kN/m
计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.59×1.52=0.36kN·m
σ=Mmax/W=0.36×106/5260=67.91N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×1.16×15004/（100×206000×127100）=1.514mm
νmax＝1.514mm≤[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=1.1×1.59×1.5=2.62kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.16×1.5=1.91kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=2.62kN
q=1.2×0.04=0.048kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.91kN
q'=0.04kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下：
弯矩图（kN·m）
σ=Mmax/W=0.87×106/5260=165.56N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求！
2、挠度验算
计算简图如下：
变形图（mm）
νmax＝2.592mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[1000/150，10]＝6.67mm
满足要求！
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=2.65kN
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
0.85
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：
Rmax=2.62/2=1.31kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
横向水平杆：
Rmax=2.65kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
满足要求！
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
63
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
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/2×0.04/h）×H=（0.129+1.5×2/2×0.04/1.8）×63=10.21kN
单内立杆：
NG1k=10.21kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆：
NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（63/1.8+1）×1.5×1×0.35×1/2/2=4.72kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆：
NG2k1=4.72kN
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=（63/1.8+1）×1.5×0.14×1/2=3.78kN
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=0.01×1.5×63=0.94kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆：
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=4.72+3.78+0.94=9.45kN
单内立杆：
NG2k=NG2k1=4.72kN
立杆施工活荷载计算
外立杆：
NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj+nzj×Gkzj）/2=1.5×1×（1×3+1×2）/2=3.75kN
内立杆：
NQ1k=3.75kN
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×（10.21+9.45）+0.9×1.4×3.75=28.32kN
单内立杆：
N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（10.21+4.72）+0.9×1.4×3.75=22.65kN
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
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×HL/la=0.8×1.5×22.65×21/63×3/1.5=18.12kN
P2=Kf×KX×N×hj（n+1）/H×HL/la=0.8×1.5×28.32×21/63×3/1.5=22.65kN
钢丝绳轴向拉力
T1=P1/sinα1=18.12/sin86.19°=18.16kN
T2=P2/sinα2=22.65/sin69.86°=24.13kN
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力[Fg]=max[T1，T2]=24.13kN
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×24.13/（2×15.19）=2个≤[n]=5个
满足要求！
Pg=k×[Fg]/α=9×24.13/0.85=255.49kN
钢丝绳最小直径dmin=（Pg/0.5）1/2=（255.49/0.5）1/2=22.6mm
吊环最小直径dmin=（4A/π）1/2=（4×[Fg]/（[f]π））1/2=4×24.13×103/（65π））1/2=22mm
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22.6mm，必须拉紧至24.13kN，吊环最小直径为22mm。
八、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
63
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W（mm3）
5260
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）
506
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+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（10.21+9.45）+1.4×3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=15.11kN
σ=N/（φA）=15108.5/（0.188×506）=158.82N/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+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（10.21+9.45）+0.9×1.4×3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=14.83kN
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=14833.5/（0.188×506）+208254.33/5260=195.52N/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）
140
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+（1-Kf）×（Hx顶-hx1）+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（（10.21+9.45）+3.75）×（27+（1-0.8）×（27-27）+max[6，（1-0.8）×21]）/63=12.26kN
立柱底垫板的底面平均压力p＝N/（mfA）＝12.26/（1×0.25）＝49.05kPa≤fg＝140kPa
满足要求！
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