三角形钢管悬挑脚手架计算书Word文档格式.docx

1、计算中考虑风荷载作用；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m2）:0.1581；脚手板自重标准值（kN/m2）:0.150；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:0.005；脚手板铺设层数:3 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；二、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.

2、038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.150.85/（2+1）=0.042 kN/m ；活荷载标准值: Q=20.85/（2+1）=0.567 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.042=0.097 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.567=0.793 kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度） 图2 大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.080.0971.52+0.100.7931.52 =0.196 kN.m

3、；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为 M2max= -0.101.52-0.1171.52 =-0.231 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max（0.196106,0.231106）/5080=45.472 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 45.472 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.042=0.081 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.567 kN/m；最大挠度计算值

4、为：= 0.6770.08115004/（1002.06105121900）+0.9900.567121900） = 1.241 mm；大横杆的最大挠度 1.241 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！三、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：0.851.5/（2+1）=0.06

5、4 kN；活荷载标准值：Q=21.5/（2+1） =0.850 kN；集中荷载的设计值: P=1.2（0.058+0.064）+1.4 0.85 = 1.336 kN； 小横杆计算简图最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax = 1.20.0380.852/8 = 0.004 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = 1.3360.85/3 = 0.378 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.383 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.383106/5080=75

6、.312 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =75.312 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax=58504/（384121900） = 0.01 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.064+0.85 = 0.971 kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:pmax = 971.35850（38502-48502/9 ） /（72121900） = 0.843

7、 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.01+0.843 = 0.854 mm；小横杆的最大挠度为 0.854 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 850/150=5.667与10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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（规范5.2.5）: R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； P1 = 0.0381.

8、52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0380.85/2=0.016 kN； P3 = 0.151.5/2=0.096 kN； Q = 21.5 /2 = 1.275 kN；荷载的设计值: R=1.2（0.058+0.016+0.096）+1.41.275=1.988 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载的计算:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+（1.502/2）0.038/1.8023.20 = 3.

9、638kN；（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.15kN/m2 NG2= 0.153（0.85+0.3）/2 = 0.388 kN；（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.151.5/2 = 0.337 kN；（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 = 0.00523.2 = 0.174 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.537 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值

10、 NQ= 22/2 = 2.55 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压（kN/m2），按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用： Wo = 0.4 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）的规定采用： Uz= 1.42 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.128；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.41.421.128 = 0.448 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.24.537+ 1.42.55= 9.015 kN；考虑

11、风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.537+ 0.851.42.55= 8.479 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 0.448 1.82/10 = 0.259 kN.m；六、立杆的稳定性计算:不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴向压力设计值 ：N = 9.015 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3

12、得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m；长细比 Lo/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.186 ；立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量（抵抗矩） ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 9015/（0.186489）=99.115 N/mm2；立杆稳定性计算 = 99.115 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式立杆的轴心压力设计值 ：N =

13、 8.479 kN； k = 1.155 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186 = 8479.362/（0.186489）+259381.326/5080 = 144.286 N/mm2；立杆稳定性计算 = 144.286 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.448 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A

14、w = 16.2 m2；按规范5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）, N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 10.172 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 15.172 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又：f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；

15、Nl = 15.172 Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 15.172大于双扣件的抗滑力 12.8 kN，不满足要求！建议减少连墙件布置间距，或采用其他连接方式。 连墙件扣件连接示意图八、三角形钢管悬挑支撑计算:在竖向荷载作用下，计算简图如下1、上图所示竖向荷载P1、P2由脚手架立杆所传，作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下：（1）三角形钢管悬支撑的各杆件轴力：NBD 9.015（0.502+2.802）0.5/2.809.157 kN；NCD 9.015（0.50+0.85）2+2.8020.5

16、/2.8010.008 kN；NBC 9.015（0.50+0.85）/ 2.804.346 kN；NAB 9.0150.50/2.80 +4.3465.956 kN；（2）三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力：RAH（拉力）5.956 kN；RDH（压力）5.956 kN；RDVP1+P218.030 kN。2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力，除由P1、P2产生的轴力NAB外，还有P1、P2产生的压屈剪力NV和风荷载引起的水平力NW。（1）由P1、P2产生的压屈剪力NV： Nv=Pi/（85）=18.03/（850.22 ）= 0.964 kN； =（2800.0002+500.0002

17、）0.5/（1.58010）=180；式中 为立杆稳定系数，根据查表得 = 0.220 。（2）风荷载引起的NW：计算风荷载 qw=1.4（0.7zsWo） =1.41.4201.1280.400）4.500 =2.826 kN/mLa-连墙件横向距离,取4.50 m；以连墙杆作为支点，在风荷载作用下，按四跨连续梁计算，边支座反力：R =0.393qwL=0.3932.8263.60= 3.998 kN；L-连墙件竖向距离,取 3.60 m；风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算：NW2R=7.995 kN。3、三角悬挑的杆件和节点设计（1）水平杆AB 轴拉力NABNAB+NV+NW= 5.

18、956+0.964+7.995= 14.915 kN；钢管的拉应力： NAB /A= 14.915103/（4.890100） =30.502 N/mm2；AB杆的拉应力30.5N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求！（2）BD杆NBD9.157 kN，BD的长度2.844 m,在BD杆中点设EF支撑，则BD的计算长度l0计算如下：l0= 2.844103/21.1551642.579 mm；l0/i1642.579/15.800 104； 根据值查表的0.558；M=NBDe；其中依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：e53mm。M = 9.15710353 = 485345.6

19、95 N.mm ；根据钢结构规范规定m取1；NEX=2EA（1.12） =22.060489.000/（1.11042） = 83563.469 N ；BD杆压弯稳定性按下式计算： 9.157103/（0.558489.000）+1485345.695/（5080.000（1- 9.1570.558 /83563.469） =135.324 N/mm2；BD杆的压应力135.32N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求！（3）CD杆 NCD10.008 kN，CD的长度3.108 m,在CD杆中点设EF支撑，则CD的计算长度l0计算如下：l0= 3.1081.1551795.133 mm

20、；l0/i1795.133/15.800 114； 根据值查表的0.489；M=NCDM = 10.00853 = 530422.178 N.mm ；1142） = 69546.205 N ； 10.008103/（0.489530422.178/（5080.000（1- 10.0080.489 /69546.205） =154.171 N/mm2；CD杆的压应力154.17N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求！（4）EF杆 EF杆是为减半压杆BD、CD的计算长度而设置的横向支撑，按钢结构设计规范计算：由BD杆引起：Fb1 = 9.157/60= 0.153 kN ；由CD杆引起：F

21、b2 = 10.008/60（0.6+0.4/2） = 0.133kN；两者基本接近，可确保BD、CD杆的计算长度减半。（5）节点设计需要的扣件数量按照下式计算:其中:Nv -单扣件抗滑移承载力，取0.8008=6.400kN；内外立杆需要扣件数为: n =9.015/6.400 = 2 ；BD杆需要扣件数为： n =9.157/6.400 = 2 ；AB杆需要扣件数为： n =14.915/6.400 = 3 ；CD杆需要扣件数为： n =10.008/6.400 = 2 ；悬挑架双扣件不满足要求！九、结论和建议:1.由以上计算得到 Nl = 15.172大于双扣件的抗滑力 12.8 kN，不满足要求！ 建议减少连墙件布置间距，或采用其他连接方式。2.悬挑架双扣件不满足要求！ 建议减少脚手架纵距或横距，或控制施工荷载,或减少悬挑高度。