组合扣件式钢管脚手架设计计算书.docx

1、组合扣件式钢管脚手架设计计算书组合扣件式钢管脚手架设计计算书(悬挑型钢+拉吊卸荷)编制单位：广东中城建设集团有限公司 编制人：陈在表 1.计算参数设定（1）脚手架基本参数楼层最大标高+91.80m，脚手架起搭标高为+3.00m，脚手架最大标高+93.60m，采用悬挑型钢+拉吊卸荷的搭设形式，设6个卸荷段分别是+3.00+18.00m,+18.00+33.00m,+33.00+48.00m,+48.00+63.00m,+63.00+78.00m,+78.00+93.60m，其中设3个型钢支承段分别是+3.00+33.00m,+33.00+63.00m,+63.00+93.60m。悬挑型钢采用16

2、号工字钢1.50m,锚固段1.80m，采用直径20mm锚固钢筋,悬挑型钢端部采用16mm钢丝绳1.50m，与结构拉结吊环20mm。拉吊卸荷采用16mm钢丝绳1.50m,吊环20mm。脚手架采用483.0钢管，内立杆离墙0.25m；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2根纵向水平杆；连墙件按2步2跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。脚手架不完全卸荷采用：增加2步距。（2）钢管截面特征 钢管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0.0326k

3、N/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0.1069kN/m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、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m22）施工均布活荷载标准值装修脚手架为2.00kN/m2 ,结构脚手架为3.00kN/m2 3）风荷载风压高度变化系数z=0.65，地面粗糙度按C类 挡风系数 =0.80 ,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

4、.3 =1.30.80=1.04,工程位于广东省高州市,基本风压0=0.30kN/m22.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=0.300.27=0.08kN/m；施工活荷载QK=3.000.27=0.80kN/m；作用于纵向水平杆上线荷载标准值永久荷载：q1=1.2(0.0326+0.08)=0.14kN/m,施工活荷载：q2=1.40.80=1.12kN/m（2）纵向水平杆受力计算每根钢管长约6.00m，按四跨连续梁计算,L=1.50m。1） 抗弯强度验算弯矩系数KM1=-0.107,M1=KM1q1L2=-0.1070.141.502=-0.

5、03kNm弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L2=-0.1211.121.502=-0.30kNmMmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kNm,=Mmax/W=0.33106/4490=73.50kNm纵向杆的抗弯强度=73.50N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2） 挠度验算挠度系数K1=0.632,1=K1q1L4/(100EI)=0.632(0.14/1.2)(1500)4/(100EI)=0.17mm挠度系数K2=0.967,2=K2q2L4/(100EI)=0.967(1.12/1.4)(1500)4/(100EI)=1.76mmmax=1+2=0.1

6、7+1.76=1.93mm纵向杆的max=1.93mm=L/150=10mm与10mm,满足要求。3）最大支座反力Rq1=1.1430.141.50=0.24kN,Rq2=1.2231.121.50=2.05kN,Rmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN3.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=2.29kN,旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15kN（2）横向水平杆受力计算按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m1)抗弯强度验算Mmax=qL2/8R中L/3=0.03260.800.80/82

7、.290.80/3=610000Nmm=0.61kNm=Mmax/W=610000/4490=135.86N/mm2横向水平杆的抗弯强度=135.86N/mm2f=205N/mm2,满足要求。2）挠度验算集中荷载产生的挠度为:1=Pa(3L24a2)/(24EI)=2290267(3800242672)/(24EI)=1.87mm均布荷载产生的挠度为:2=5qL4/384EI=50.03268004/(384EI)=0.01mmmax=12 =1.87+0.01=1.88mm横向水平杆的max=1.88mm=L/150=5.33mm与10mm,满足要求。4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算

8、R=R中R边Gk1L/2=2.291.150.03260.40=3.45kN横向水平杆与立杆连接扣件R=3.45kNRc=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=3119mm=Lo/i=3119/15.9=196， =0.1

9、88。6.1 +63.00+93.60m型钢支承段立杆验算、型钢承载力验算、拉吊卸荷段立杆验算立杆按各段间距增加2个步距验算（除顶层外）6.1.1+78.00+93.60m,拉吊段净高度为15.60m,拉吊段计算高度为15.60m,拉吊段底标高为+78.00m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.106915.60=1.67kN2)构配件自重：NG2k=1.44+1.92+0.23=3.59kN其中：脚手板重量：81.500.400.30=1.44kN 栏杆、挡脚板重量：81.500.16=1.92kN 安全网重量：15.601.500.010=0.23kN3

10、)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+78.00m,z=1.36;水平风荷载标准值k=1.361.040.30=0.42kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.421.501.801.80/10=0.26kNm=260000Nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.67+3.59)+1.43.00=10.51kNN/（ A）=10.511000/(0.188424)=1

11、31.85N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.67+3.59)+0.91.43.00=10.09kNN/（ A）MW/W=10.091000/(0.188424)260000/4490=184.49N/mm2立杆稳定性为184.49N/mm2f=205N/mm2,满足要求。6.1.2悬挑段+63.00+78.00m，计算高度78.00-63.00=15.00+2.001.80=18.60m6.1.2.1 型钢支承段立杆验算(1)荷载计算1）脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.106918.60=1.99kN2）构配件自重NG2k=1.8

12、0+2.40+0.28 =4.48kN其中：脚手板重量：101.500.400.30=1.80kN 栏杆、挡脚板重量101.500.16=2.40kN 安全网重量:18.601.500.010=0.28kN3）活荷载包括：a.施工荷载NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算水平风荷载标准值k=zs0=1.281.040.30=0.40kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.401.501.801.80/10=0.24kNm=240000Nmm（2)立杆稳定性验算1)不组合风荷载时

13、N1=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(1.99+4.48)+1.43.00=11.96kNN/( A)=11.961000/(0.188424)=150.04N/mm2 2)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+ NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.99+4.48)+0.91.43.00=11.54kNN/( A)MW/W=11.541000/(0.188424)240000/4490=198.22N/mm2立杆稳定性为198.22N/mm2f=205N/mm2,满足要求。6.1.2.2 型钢承载力验算悬挑材料选采用16号工字钢H=160mm,b=88mm,tw=6.0

14、mm,t=9.9mm,q=0.21kN/m,wx=140900mm3,IX=11270000mm4,S=80800mm3,E=206000N/mm2,f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。（1）抗弯强度验算lC1=1.25m,lC2=1.05m, lC3=0.25m,N1=N2=11.96kN=11960N,x=1.05；Mmax=-N(lC2+lC3)-qlC12/2=-11.96(1.05+0.25)-0.211.252/2=-15.71kNm=-15712063Nmm=Mmax/xWx=15712063/(1.05140900)=106.20N

15、/mm2悬挑型钢梁抗弯强度=106.20N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（2）抗剪强度验算V=2N+qlC1=11.962+0.211.25=24.18kN=VS/Ixtw=2418380800/(112700006.0)=28.90N/mm2悬挑型钢梁抗剪强度=28.90N/mm2120.00N/mm2,满足要求。（3）整体稳定验算L1=1250mm=1.25m,t=9.9mm,b=88mm,iy=18.90;y=L1/iy=1250.00/18.90=66.14 b=1.07-(66.142/44000)(235/235)=0.97, b=1.07-0.282/ b=1.07-

16、0.282/0.97=0.78Mmax/ bWx=15712063/(0.78140900)=142.96N/mm2悬挑型钢梁整体稳定性=142.96N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（4）挠度验算max=NlC22lC1(3-lC2/lC1)/6EI+NlC32lC1(3-lC3/lC1)/6EI+qlC14/8EI =11960105021250(3-1050/1250)/(620600011270000) +1196025021250(3-250/1250)/(620600011270000) +0.2112504/(820600011270000) =2.56+0.19+0.

17、03=2.78mm悬挑型钢梁挠度max=2.78mm=1250/250=5.00mm,满足要求。（5）验算悬挑梁锚固钢筋k=lC1/L=1.25/1.80=0.69,k1=lC3/L=0.25/1.80=0.14,k2=lC2/L=1.05/1.80=0.58RB=-N(k2+k1)+0.5qL(1-k2)=-11960(0.58+0.14)+0.50.211800(1-0.692)=-8512N；预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算,取20钢筋,As=2314.00=628.00mm2;Nm=RB=8512N=8.51kN,Nm/As=8512/628.00=13.55N/mm2锚固钢筋Nma

18、x/As=13.55N/mm265N/mm2,满足要求。（6）悬挑梁下楼板验算悬挑梁下楼板受压尺寸100100mm, 受压楼板为（按C25考虑）混凝土楼板,楼板厚=120mm,上部荷载为：F=8.51kN1)楼板受冲切承载力验算S=2.00,ft=1.27N/mm2,hO=120-15=105mm,=0.41.2/S=1.00pc,m=0N/mm2,Um=2(100+105)+2(100+105)=820mm,h=1.00，(0.7hft0.25pc,m)UmhO=(0.71.001.27+0.250)1.00820105=76.54kN楼板受冲切承载力76.54kN上部荷载F=8.51kN,

19、满足要求。2)楼板局部受压承载力验算Ab=(0.10+0.102)(0.103)=0.09m2,Al=0.100.10=0.01m2l=(Ab/Al)0.5=3.00,fcc=0.8511900=10115kN/m2,=0.75lfccAl=0.753.00101150.01=227.59kN楼板局部受压承载力F=227.59kN上部荷载F=8.51kN,满足要求。6.2+33.00+63.00m型钢支承段立杆验算、型钢承载力验算、拉吊卸荷段立杆验算立杆按各段间距增加2个步距验算（除顶层外）6.2.1+48.00+63.00m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底

20、标高为+48.00m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.106915.00=1.60kN2)构配件自重：NG2k=1.44+1.92+0.23=3.59kN其中：脚手板重量：81.500.400.30=1.44kN 栏杆、挡脚板重量：81.500.16=1.92kN 安全网重量：15.001.500.010=0.23kN3)活荷载包括：a.施工荷载：NQk=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算拉吊段底离地高度+48.00m,z=1.10;水平风荷载标准值k=1.101.040.30=0.34kN/m2由风荷载设计值产生

21、的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mwk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.341.501.801.80/10=0.21kNm=210000Nmm（2）立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+NG2k）1.4NQk=1.2(1.60+3.59)+1.43.00=10.43kNN/（ A）=10.431000/(0.188424)=130.85N/mm22)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+NG2k）0.91.4NQk=1.2(1.60+3.59)+0.91.43.00=10.01kNN/（ A）MW/W=10.011000/(0.188424)210000/4490

22、=172.35N/mm2立杆稳定性为172.35N/mm2f=205N/mm2,满足要求。6.2.2悬挑段+33.00+48.00m，计算高度48.00-33.00=15.00+2.001.80=18.60m6.2.2.1 型钢支承段立杆验算(1)荷载计算1）脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.106918.60=1.99kN2）构配件自重NG2k=1.80+2.40+0.28 =4.48kN其中：脚手板重量：101.500.400.30=1.80kN 栏杆、挡脚板重量101.500.16=2.40kN 安全网重量:18.601.500.010=0.28kN3）活荷载包括：a.施工荷载NQk

23、=1.500.80/2(3.00+2.00)=3.00kNb.风荷载标准值计算水平风荷载标准值k=zs0=1.001.040.30=0.31kN/m2由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:MW=0.91.4Mk=0.91.4kLah2/10=0.91.40.311.501.801.80/10=0.19kNm=190000Nmm（2)立杆稳定性验算1)不组合风荷载时N1=1.2(NGlk+ NG2k）1.4NQk=1.2(1.99+4.48)+1.43.00=11.96kNN/( A)=11.961000/(0.188424)=150.04N/mm2 2)组合风荷载时N1=1.2（NGlk+ NG2k

24、）0.91.4NQk=1.2(1.99+4.48)+0.91.43.00=11.54kNN/( A)MW/W=11.541000/(0.188424)190000/4490=187.09N/mm2立杆稳定性为187.09N/mm2f=205N/mm2,满足要求。6.2.2.2 型钢承载力验算悬挑材料选采用16号工字钢H=160mm,b=88mm,tw=6.0mm,t=9.9mm,q=0.21kN/m,wx=140900mm3,IX=11270000mm4,S=80800mm3,E=206000N/mm2,f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。（1）抗

25、弯强度验算lC1=1.25m,lC2=1.05m, lC3=0.25m,N1=N2=11.96kN=11960N,x=1.05；Mmax=-N(lC2+lC3)-qlC12/2=-11.96(1.05+0.25)-0.211.252/2=-15.71kNm=-15712063Nmm=Mmax/xWx=15712063/(1.05140900)=106.20N/mm2悬挑型钢梁抗弯强度=106.20N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（2）抗剪强度验算V=2N+qlC1=11.962+0.211.25=24.18kN=VS/Ixtw=2418380800/(112700006.0)=28

26、.90N/mm2悬挑型钢梁抗剪强度=28.90N/mm2120.00N/mm2,满足要求。（3）整体稳定验算L1=1250mm=1.25m,t=9.9mm,b=88mm,iy=18.90;y=L1/iy=1250.00/18.90=66.14 b=1.07-(66.142/44000)(235/235)=0.97, b=1.07-0.282/ b=1.07-0.282/0.97=0.78Mmax/ bWx=15712063/(0.78140900)=142.96N/mm2悬挑型钢梁整体稳定性=142.96N/mm2215.00N/mm2,满足要求。（4）挠度验算max=NlC22lC1(3-l

27、C2/lC1)/6EI+NlC32lC1(3-lC3/lC1)/6EI+qlC14/8EI =11960105021250(3-1050/1250)/(620600011270000) +1196025021250(3-250/1250)/(620600011270000) +0.2112504/(820600011270000) =2.56+0.19+0.03=2.78mm悬挑型钢梁挠度max=2.78mm=1250/250=5.00mm,满足要求。（5）验算悬挑梁锚固钢筋k=lC1/L=1.25/1.80=0.69,k1=lC3/L=0.25/1.80=0.14,k2=lC2/L=1.05

28、/1.80=0.58RB=-N(k2+k1)+0.5qL(1-k2)=-11960(0.58+0.14)+0.50.211800(1-0.692)=-8512N；预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算,取20钢筋,As=2314.00=628.00mm2;Nm=RB=8512N=8.51kN,Nm/As=8512/628.00=13.55N/mm2锚固钢筋Nmax/As=13.55N/mm265N/mm2,满足要求。（6）悬挑梁下楼板验算悬挑梁下楼板受压尺寸100100mm, 受压楼板为（按C25考虑）混凝土楼板,楼板厚=120mm,上部荷载为：F=8.51kN1)楼板受冲切承载力验算S=2.00

29、,ft=1.27N/mm2,hO=120-15=105mm,=0.41.2/S=1.00pc,m=0N/mm2,Um=2(100+105)+2(100+105)=820mm,h=1.00，(0.7hft0.25pc,m)UmhO=(0.71.001.27+0.250)1.00820105=76.54kN楼板受冲切承载力76.54kN上部荷载F=8.51kN,满足要求。2)楼板局部受压承载力验算Ab=(0.10+0.102)(0.103)=0.09m2,Al=0.100.10=0.01m2l=(Ab/Al)0.5=3.00,fcc=0.8511900=10115kN/m2,=0.75lfccAl

30、=0.753.00101150.01=227.59kN楼板局部受压承载力F=227.59kN上部荷载F=8.51kN,满足要求。6.3+3.00+33.00m型钢支承段立杆验算、型钢承载力验算、拉吊卸荷段立杆验算立杆按各段间距增加2个步距验算（除顶层外）6.3.1+18.00+33.00m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底标高为+18.00m,脚手板铺8层。（1）荷载计算1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.106915.00=1.60kN2)构配件自重：NG2k=1.44+1.92+0.23=3.59kN其中：脚手板重量：81.500.400.30=1.44kN 栏杆、挡脚板重量：81.500.