普通型钢悬挑脚手架计算书.docx

1、普通型钢悬挑脚手架计算书普通型钢悬挑脚手架计算书内蒙古东升庙矿业有限责任公司瑞东大厦工程； 工程建设地点:内蒙古乌拉特后旗；属于框架结构； 地上15层； 地下1层；建筑高度：62.85m；标准层层高：3.9m ；总建筑面积：19957平方米；总工期：192天。本工程由内蒙古东升庙矿业有限责任公司投资建设，甘肃省城乡规划设计研究院设计，天水中核建设工程有限责任公司地质勘察，巴彦淖尔市正泰监理公司监理，内蒙古正弘建筑安装工程有限责任公司组织施工；由马保忠担任项目经理，李健担任技术负责人。型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)、建筑结构荷载规

2、范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99)、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。 一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 19.5 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.8m，立杆的步距为1.5 m；内排架距离墙长度为0.30 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取三步三跨，竖向间距 4.5 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双

3、扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处内蒙古临河市，基本风压0.5 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1394；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；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:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平

4、钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.2m，建筑物内锚固段长度 1.8 m。锚固压点螺栓直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C30；6.拉绳与支杆参数 悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。 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=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.350.8/(2+1)=0.093 kN

5、/m ；活荷载标准值: Q=30.8/(2+1)=0.8 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.093=0.158 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.8=1.12 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: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.1581.52+0.101.121.52 =0.28 kNm；支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.

6、10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1581.52-0.1171.121.52 =-0.33 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.28106,0.33106)/5080=64.961 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 64.961 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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.093

7、=0.132 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.8 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.13215004/(1002.06105121900)+0.9900.815004/(1002.06105121900) = 1.776 mm；大横杆的最大挠度 1.776 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

8、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：P2=0.350.81.5/(2+1)=0.140 kN；活荷载标准值：Q=30.81.5/(2+1) =1.200 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.14)+1.4 1.2 = 1.917 kN； 小横杆计算简图2.强度验算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 = ql2/8Mqmax = 1.20.0380.82/8 = 0.004 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax

9、 = 1.9170.8/3 = 0.511 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.515 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.515106/5080=101.362 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =101.362 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 = 5ql4/384EIqmax=50.0388004/(3842.06105121900) = 0.008 mm ；大横杆传

10、递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.14+1.2 = 1.398 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 = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1397.6800(38002-48002/9 ) /(722.06105121900) = 1.011 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.008+1.011 = 1.02 mm；小横杆的最大挠度为 1.02 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800/150=5.333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

11、为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0380.8/2=0.015 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.81.5/2=0.21 kN；活荷载标准值: Q = 30.81.5 /2 = 1.8 kN；荷载的设计值: R=1

12、.2(0.058+0.015+0.21)+1.41.8=2.86 kN；R 8.00 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0.1394kN/m NG1 = 0.1394+(1.502/2)0.038/1.5019.50 = 3.467kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3531.5(0.8+0.3)/2 = 0.866 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

13、 NG3 = 0.1431.5/2 = 0.315 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.519.5 = 0.146 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.795 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 NQ = 30.81.52/2 = 3.6 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.795+ 0.851.43.6= 10.038 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向

14、压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.24.795+1.43.6=10.794kN；六、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.5 kN/m2； z - 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：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 0.50.740.214 = 0.055 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.8

15、5 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0551.51.52/10 = 0.022 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.038 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 10.794kN；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建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.

16、3得 ： = 1.7 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.945 m；长细比: L0/i = 186 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.207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；考虑风荷载时 = 10037.52/(0.207489)+22260.467/5080 = 103.544 N/mm2；立杆稳定性计算 = 103.544 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷

17、载时 = 10793.52/(0.207489)=106.631 N/mm2；立杆稳定性计算 = 106.631 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连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.5，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.5 = 0.069 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 20.25 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平

18、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 = 1.954 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.954 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； A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 6.954 N=8.327kN经过计算得到公式右边等于138.51 kN，大于锚固力 N=8.33 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!