组合扣件式钢管脚手架设计计算书78阳台段.docx

1、组合扣件式钢管脚手架设计计算书78阳台段组合扣件式钢管脚手架设计计算书(悬挑型钢+拉吊卸荷)1.计算参数设定（1）脚手架基本参数楼层最大标高+58.00m，脚手架起搭标高为+3.50m，脚手架最大标高+59.50m，采用悬挑型钢+拉吊卸荷的搭设形式，设4个卸荷段分别是+3.50+15.50,+15.50+30.50,+30.50+45.50,+45.50+59.50,其中设1个型钢支承段分别是+3.50+15.50。脚手架采用483.0钢管，内立杆离墙0.20m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有3根纵向水平杆；连墙件按2步2

2、跨布置，脚手架铺冲压钢脚手板。（2）钢管截面特征 钢管型号483.0mm，截面积A=424mm2，惯性矩I=107800mm4；截面模量W=4490mm3，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0326kN/m；Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。（3）荷载标准值1）永久荷载标准值每米立杆承受的结构自重标准值为0.1495kN/m，脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2，栏杆与挡板采用栏杆冲压钢,自重标准值为0.3000kN/m，脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.005kN/m22）施工均布活荷载标准值装

3、修脚手架为3.00kN/m2 ， 结构脚手架为3.00kN/m2 。 2.纵向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重GK1=0.0326kN/m；脚手板自重GK2=0.300.20=0.06；施工活荷载QK=3.000.20=0.60；作用于纵向水平杆线荷载标准值：永久荷载q1=1.2(0.0326+0.06)=0.11kN/m；施工活荷载q2=1.40.60=0.84kN/m。（2）纵向水平杆验算每根钢管长约6.00m，按四连续梁计算 L=1.50m。1) 抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107M1=KM1q1L2=-0.1070.111.502=-0.03kN.m弯矩系数KM2=-0.121M

4、2=KM2q2L2=-0.1210.841.502=-0.23kN.mMmax=M1+M2=0.03+0.23=0.26 kN.m=Mmax/W =0.26106/4490=57.91N/mm2 纵向杆的抗弯强度=57.91N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2) 挠度验算挠度系数K1=0.6321=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.11/1.2)(1500)4/(100EI)=0.13 mm挠度系数K2=0.9392=K2q2L4/(100EI)=0.939(0.84/1.4)(1500)4/(100EI)=1.28 mmmax=1+2=0.13+1.28=1.41mm 纵

5、向杆的max=1.41mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.1430.111.50=0.19kNRq2=1.2230.841.50=1.54kNRmax=Rq1+Rq2=0.19+1.54=1.73kN3.横向水平杆验算（1）荷载计算钢管自重gk1=0.0326kN/m中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=1.73kN旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=0.87kN（2）横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m 1)抗弯强度验算Mmax=q12/8R中L/2=0.03260.800.80/81.730.80/2=694608

6、N.mm=0.69kN.m=Mmax/W =694608/4490=154.70N/mm2 横向水平杆的抗弯强度=154.70N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为 1=19Pl3/(384EI)=1917308003/(384EI)=1.97mm均布荷载产生的挠度为2=5qL4/384EI=50.03268004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.97+0.01=1.98mm 横向水平杆的max=1.98mm=L/150=5mm与10mm,满足要求。 4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算R=1.5R中R边Gk1L/2=2.600.870.

7、03260.40=3.47kN 横向水平杆与立杆连接扣件R=3.47kNRc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。5.立杆容许长细比验算计算长度附加系数k=1.0； 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数=1.50；立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo =kh=1.01.501.80=2.70m=2700mm长细比=Lo /i=2700/15.9=169.81 立杆长细比=169.81210,满足要求。轴心受压稳定性系数Lo=kh=1.1551.501.80=3.12m=3119m=Lo/i=3119/15.9=196， =0.188。6. 型钢支承段立杆验算（1)荷载计

8、算立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：1）脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:gk=0.1495kN/m,脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.149517.40=2.61kN。2）构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重。脚手板重量：51.500.400.30=0.90kN；栏杆、挡脚板重量51.500.30=2.25kN；安全网重量:17.401.500.005=0.13kN；构配件自重NG2k= 0.90+2.25+0.13 =3.28kN。3）活荷载包括：a.施工荷载按1层作业计算（其中1层为结构

9、施工）得：NGk=1.500.80/23.00=3.60kNb.风荷载标准值计算4）作用于脚手架上的水平风荷载标准值k地面粗糙度按C类；风压高度变化系数z=0.74 ；挡风系数 =0.953,背靠建筑物按敞开，框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数s=1.3 =1.30.953=1.239,工程位于广东省广州市,，基本风压0=0.30kN/m2 ；水平风荷截标准值k=0.7zs0=0.70.741.2390.30=0.19 kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩：MW=0.851.4Mk=0.851.4kLah2/10=0.851.40.191.501.801.80/10=0.11kN.m

10、=110000N.mm（2)立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(2.61+3.28)+1.43.60=12.11kNN/（A）=12.111000/(0.188424)=151.92 N/mm2 2)组合风荷载时N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(2.61+3.28)+0.851.43.60=11.35kNN/（A）MW/W=11.351000/(0.188424)110000/4490=166.89N/mm2 立杆稳定性为166.89N/mm2f=205N/mm2,满足要求。7.型钢承载力验算悬挑材料选采用18a

11、号槽钢；H=180mm,b=68mm,tw=7.0mm,t=10.5mm,q=0.20kN/m,w=141400mm3,IX=12727000mm4,S=83500mm3,E=206000N/mm2,f=215.00N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。未加钢丝绳前的验算，脚手架搭设高度是四个步距。N=12.11(4/10)=5.01kN（1）抗弯强度验算L=0.80m,a=0.20m,N1=N2=5.01kN=5010N,x=1.05；Mx=Na+(L+a)+q(L+a)2/2=5.010.20+(0.80+0.20)+0.20(0.80+0.20)2/2=6.1

12、1kN.m=6112248N.mm；=Mx/xWx=6112248/(1.05141400)=41.17N/mm2；悬挑型钢梁抗弯强度=41.17N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（2）抗剪强度验算 V=2N+q(L+a)=5.012+0.20(0.80+0.20)=10.22kN=VS/Ixtw=1022083500/(127270007)=9.58N/mm2 悬挑型钢梁抗剪强度=9.58N/mm2120.00N/mm2,满足要求。（3）整体稳定验算L1=1000mm=1.00m,t=11mm b = (5706811)/(1000180)=2.26 b = 1.07 - 0.28

13、2/ b=1.07 - 0.282/2.26=0.95 Mx/ bWx=6112248/(0.95141400)=45.73N/mm2 悬挑型钢梁整体稳定性=45.73N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（4）挠度验算1=N1(L+a)3/3EI=5010(800+200)3/(312727000206000)=0.64mm2=N2La2(3-a/L)/6EI=5010800200.002(3-200/800)/(612727000206000)=0.03mm3=q(L+a)4/8EI=01000/(812727000206000)=0.01mmmax=1+2+3=0.64+0.03+

14、0.01=0.68mm悬挑型钢梁挠度max=0.68mm=(L+a)/400=2.50mm,满足要求。（5）验算悬挑梁锚固钢筋L1=3.00mm,HPB235钢筋,fy=215N/mm2；锚固点拉力Rmax=N(L+2a)/L1+q(L+a)=50101200/3000+0.20(800+200)=2204N；预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取18钢筋；As=2254.34=508.68mm2，Asfy/Rmax=508.68215/2204=49.62锚固钢筋Asfy/Rmax=49.622,满足要求。加钢丝绳的验算经计算得： Mmax=1.46kN.m,Vmax=10.40kN,Rma

15、x=14020N,max=0.05mm(6) 抗弯强度验算L=0.80m,a=0.20m,x=1.05,N=(0.80+0.20)14020/3.00=4673N=Mmax/xWx+N/A=1.46106/(1.05141400.00)+4673/2569.00=11.65N/mm2 悬挑型钢梁抗弯强度=11.65N/mm2215N/mm2,满足要求。(7) 抗剪强度验算 Vmax=10.40kN=VmaxS/Ixtw=10.40100083500.00/(1272700010.5)=6.50N/mm2 悬挑型钢梁抗剪强度=6.50N/mm2120N/mm2,满足要求。 (8) 整体稳定验算L

16、1=1.00m,t=10.50mm b=(570bt/L1h)(235/fy)=5706810.5/(1000180)235/235=2.260.6 b=1.07-0.282/ b=1.07-0.282/2.26=0.95 Mmax/(bWx)=1.46106/(0.95141400.00)=10.87N/mm2悬挑型钢梁整体稳定性10.87N/mm2215N/mm2,满足要求。 (9) 挠度验算 max=0.05mm 悬挑型钢梁挠度max=0.05mm=(L+a)/250=4.00mm,满足要求。 (10) 验算悬挑梁锚固钢筋L1=1.00mm,HPB235钢筋,fy=235.00N/mm2

17、锚固点拉力Rmax=N(L+2a)/L1+q(L+a)=12.111000(0.801000+20.201000)/3.0010000.20(800+200)=5044.00N预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取18.00As=23.1418.002/4=508.68mm2Asfy/Rmax=508.68210/5044.00=21.18锚固钢筋Asfy/Rmax=21.182,满足要求。(11) 钢丝绳验算h=3.00m,L=0.80m,N=4673N钢丝绳采用18mm,=0.80,K=10.00,K=0.360破断拉力总和F破=KD2Ro/1000=(0.3601821570)/1000

18、=183.12 kN钢丝绳允许拉力P=F破/K=183.120.80/10=14.65kNToa=12.11(3.002 +1.002)0.5/3.00=12.76kN钢丝绳承受拉力12.76kNP=14.65kN,满足要求。(12) 吊环验算吊环采用20,As=314.00mm2,f=50N/mm2每个吊环承受的拉力为：N拉=Toa =12.76kN吊环可承受的拉力:fAs=250314.00/1000=31.40kN 吊环强度31.40kNN拉=12.76kN,满足要求。8.拉吊卸荷段立杆、钢丝绳计算8.1 +15.50+30.50m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为20.40

19、m,拉吊段底标高为+15.50m,脚手板铺5层。（1）荷载计算 立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中： 1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.149520.40=3.06kN。 2)构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量：51.500.400.30=0.90 kN 栏杆、挡脚板重量：51.500.30=2.25kN 安全网重量：20.401.500.005=0.15kN 构配件自重NG2k=0.90+2.25+0.15 =3.30 kN 3)活荷载包括： a.施工荷载按：1层作业计算得： NGk=1.500.80/23.00=3.60

20、kN b.风荷载标准值计算 拉吊段底离地高度+15.50m,风压高度变化系数z=0.84,其余参数同前; 水平风荷载标准值k=0.70.841.2390.30=0.22kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 1.4Mk=0.851.4kLah2/10 =0.851.40.221.501.801.80/10=0.13kN.m=130000N.mm（2）立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(3.06+3.30)+1.43.60=12.67kN N/（ A）=12.671000/(0.188424)=158.95 N/mm2

21、2)组合风荷载时 N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(3.06+3.30)+0.851.43.60=11.92kN N/（ A）MW/W=11.921000/(0.188424)130000/4490=167.36N/mm2 立杆稳定性为167.36N/mm2f=205N/mm2,满足要求。（3）钢丝绳验算 h=3.00m,La=0.80m,离墙距离=0.20m,N=12.67kN 钢丝绳采用=18mm,钢丝绳允许拉力P=15.41kN Toa=12.67(1.002+3.002)0.5/3.00=13.36kN; Tob=12.67(0.202+3.002)0.5

22、/3.00=12.70kN; 钢丝绳承受拉力Toa=13.36kNP=15.41kN,Tob=12.70kNP=15.41kN，钢丝绳强度满足要求。8.2 +30.50+45.50m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为20.40m,拉吊段底标高为+30.50m,脚手板铺5层。（1）荷载计算 立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中： 1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.149520.40=3.06kN。 2)构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量：51.500.400.30=0.90 kN 栏杆、挡脚板重量：51.500.30

23、=2.25kN 安全网重量：20.401.500.005=0.15kN 构配件自重NG2k=0.90+2.25+0.15 =3.30 kN 3)活荷载包括： a.施工荷载按：1层作业计算得： NGk=1.500.80/23.00=3.60kN b.风荷载标准值计算 拉吊段底离地高度+30.50m,风压高度变化系数z=1.13,其余参数同前; 水平风荷载标准值k=0.71.131.2390.30=0.29kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 1.4Mk=0.851.4kLah2/10 =0.851.40.291.501.801.80/10=0.17kN.m=170000N.

24、mm（2）立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(3.06+3.30)+1.43.60=12.67kN N/（ A）=12.671000/(0.188424)=158.95 N/mm2 2)组合风荷载时 N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(3.06+3.30)+0.851.43.60=11.92kN N/（ A）MW/W=11.921000/(0.188424)170000/4490=171.81N/mm2 立杆稳定性为171.81N/mm2f=205N/mm2,满足要求。（3）钢丝绳验算 h=3.00m,La=0

25、.80m,离墙距离=0.20m,N=12.67kN 钢丝绳采用=18mm,钢丝绳允许拉力P=15.41kN Toa=12.67(1.002+3.002)0.5/3.00=13.36kN; Tob=12.67(0.202+3.002)0.5/3.00=12.70kN; 钢丝绳承受拉力Toa=13.36kNP=15.41kN,Tob=12.70kNP=15.41kN，钢丝绳强度满足要求。8.3 +45.50+59.50m,拉吊段净高度为14.00m,拉吊段计算高度为19.40m,拉吊段底标高为+45.50m,脚手板铺5层。（1）荷载计算 立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：

26、1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.149519.40=2.91kN。 2)构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量：51.500.400.30=0.90 kN 栏杆、挡脚板重量：51.500.30=2.25kN 安全网重量：19.401.500.005=0.15kN 构配件自重NG2k=0.90+2.25+0.15 =3.30 kN 3)活荷载包括： a.施工荷载按：1层作业计算得： NGk=1.500.80/23.00=3.60kN b.风荷载标准值计算 拉吊段底离地高度+45.50m,风压高度变化系数z=1.25,其余参数同前; 水平风荷载标准值k

27、=0.71.251.2390.30=0.33kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 1.4Mk=0.851.4kLah2/10 =0.851.40.331.501.801.80/10=0.19kN.m=190000N.mm（2）立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(2.91+3.30)+1.43.60=12.49kN N/（ A）=12.491000/(0.188424)=156.69 N/mm2 2)组合风荷载时 N=1.2（NGlk+ NG2k）0.851.4NQk=1.2(2.91+3.30)+0.851.43.6

28、0=11.74kN N/（ A）MW/W=11.741000/(0.188424)190000/4490=171.78N/mm2 立杆稳定性为171.78N/mm2f=205N/mm2,满足要求。（3）钢丝绳验算 h=3.00m,La=0.80m,离墙距离=0.20m,N=12.49kN 钢丝绳采用=18mm,钢丝绳允许拉力P=15.41kN Toa=12.49(1.002+3.002)0.5/3.00=13.17kN; Tob=12.49(0.202+3.002)0.5/3.00=12.52kN; 钢丝绳承受拉力Toa=13.17kNP=15.41kN,Tob=12.52kNP=15.41k

29、N，钢丝绳强度满足要求。序号验算内容9.吊环验算通过比较，以+15.50+30.50拉吊段的钢丝绳受力最大，故以此进行计算每个吊环承受的拉力。N拉=Toa+Tob=13.36+12.70=26.06kN；吊环采用20mm光面圆钢，As=3.14(20/2)2 = 314mm2，f =50N/mm2f As=250314=31.40kN 吊环允许拉力31.40kNN拉=26.06kN，满足要求。10.连墙件计算连墙件采用483.0钢管,截面积为424mm2；fy=210N/mm2按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,脚手架最高59.50m连墙件轴向力设计值N1= N1WN0,其中:风压高度变化系数z=1.35(标高+59.50m),基本风压o=0.30kN/m2;挡风系数 =0.953,背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算，则脚手架风荷载体型系数s=1.3 =1.30.953=1.239风荷载标准值k,=0.71.351.2390.30=0.35kN/m2N1W = 1.4kA=1.40.353.6021.50=5.29kN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kNN1= NlWN0 =5.29+5.0