懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書

1、 羅江縣人民醫(yī)院門診綜合大樓工程項(xiàng)目懸挑腳手架施工方案懸挑式扣件鋼管腳手架計(jì)算書鋼管腳手架的計(jì)算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（jgj130-2001）。計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為22.5米，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.20米，立桿的橫距1.10米，步距1.80米。采用的鋼管類型為483.5，連墻件采用2步2跨，豎向間距3.60米，水平間距2.40米。施工均布荷載為3.0kn/m2，同時(shí)施工1層，腳手板共鋪設(shè)4層。懸挑水平鋼梁采用12.6號槽鋼u口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內(nèi)錨固段長度3.00米。懸挑水平鋼梁上面采用支桿、下面采用拉桿與建筑

2、物拉結(jié)。最外面支點(diǎn)距離建筑物1.40m，支桿采用鋼管100.010.0mm拉桿采用鋼管100.010.0mm。一、大橫桿的計(jì)算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.038kn/m腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.100/3=0.055kn/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.100/3=1.100kn/m靜荷載的計(jì)算值 q1=1.20.038+1.20.055=0.112kn/m活荷載的計(jì)算值 q2=1.41.100=1.540kn/m 大橫桿計(jì)算荷

3、載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩跨中最大彎矩計(jì)算公式如下: 跨中最大彎矩為 m1=(0.080.112+0.101.540)1.2002=0.235kn.m支座最大彎矩計(jì)算公式如下: 支座最大彎矩為 m2=-(0.100.112+0.1171.540)1.2002=-0.276kn.m我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =0.276106/5080.0=54.252n/mm2大橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用

4、下的撓度計(jì)算公式如下: 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.055=0.093kn/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.100kn/m三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 v=(0.6770.093+0.9901.100)1200.04/(1002.06105121900.0)=0.951mm大橫桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,滿足要求!二、小橫桿的計(jì)算小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.0381.200=0.046kn腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.15

5、01.1001.200/3=0.066kn活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.1001.200/3=1.320kn荷載的計(jì)算值 p=1.20.046+1.20.066+1.41.320=1.982kn小橫桿計(jì)算簡圖2.抗彎強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: 集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下: m=(1.20.038)1.1002/8+1.9821.100/3=0.734kn.m=0.734106/5080.0=144.466n/mm2小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0n/mm2,滿足要求!3.撓度計(jì)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載

6、的計(jì)算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 集中荷載最大撓度計(jì)算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 v1=5.00.0381100.004/(3842.060105121900.000)=0.03mm集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p=0.046+0.066+1.320=1.432kn集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度 v2=1432.0801100.0(31100.02-41100.02/9)/(722.06105121900.0)=2.694mm最大撓度和 v=v1+v2=2.723mm小橫桿的最大撓度小于1100.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計(jì)算縱向或橫向水

7、平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5): r rc其中 rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.0kn； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；1.荷載值計(jì)算橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值 p1=0.0381.100=0.042kn腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p2=0.1501.1001.200/2=0.099kn活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=3.0001.1001.200/2=1.980kn荷載的計(jì)算值 r=1.20.042+1.20.099+1.41.980=2.941kn單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65n.m時(shí),試驗(yàn)表明:單扣件在12kn的荷載下會(huì)滑動(dòng),其

8、抗滑承載力可取8.0kn；雙扣件在20kn的荷載下會(huì)滑動(dòng),其抗滑承載力可取12.0kn；四、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；本例為0.1161 ng1 = 0.11622.450=2.606kn (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng2 = 0.15041.200(1.100+0.300)/2=0.504kn (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15 ng3 = 0.1501.2004/2=0

9、.360kn (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.20022.450=0.135kn經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 3.605kn?；詈奢d為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 nq = 3.00011.2001.100/2=1.980kn風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計(jì)算 其中 w0 基本風(fēng)壓(kn/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001)附錄表d.4的規(guī)定采用：w0 = 0.450 uz 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)

10、荷載規(guī)范(gb50009-2001)附錄表7.2.1的規(guī)定采用：uz = 1.250 us 風(fēng)荷載體型系數(shù)：us = 0.600經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk = 0.70.4501.2500.600 = 0.236kn/m2?？紤]風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 n = 1.2ng + 0.851.4nq經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力n=1.23.605+0.851.41.980=6.682kn不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 n = 1.2ng + 1.4nq經(jīng)過計(jì)算得到，底部立桿的最大軸向壓力n=1.23.605+1.41.980=7.098kn風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立

11、桿段彎矩 mw計(jì)算公式mw = 0.851.4wklah2/10其中 wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 步距 (m)。經(jīng)過計(jì)算得到風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩 mw=0.851.40.2361.2001.8001.800/10=0.109kn.m五、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算卸荷吊點(diǎn)按照構(gòu)造考慮，不進(jìn)行計(jì)算。1.不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=7.098kn； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = k

12、uh 確定，l0=1.1551.5001.800=3.118m； a 立桿凈截面面積，a=4.890cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=5.080cm3； 由長細(xì)比，為3118/16=197； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.186； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 =7098/(0.19489)=78.135n/mm2； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00n/mm2；不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求!2.考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n=6.682kn； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)

13、半徑，i=1.58cm； k 計(jì)算長度附加系數(shù)，取1.155； u 計(jì)算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.500； l0 計(jì)算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=1.1551.5001.800=3.118m； a 立桿凈截面面積，a=4.890cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=5.080cm3； 由長細(xì)比，為3118/16=197； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表得到0.186； mw 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，mw=0.109kn.m； 鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值 (n/mm2)；經(jīng)計(jì)算得到 =6682/(0.19489)+1090

14、00/5080=95.075n/mm2； f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205.00n/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 nl，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!連墻件采用扣件與墻體連接。經(jīng)過計(jì)算得到 nl = 7.858kn小于扣件的抗滑力8.0kn，滿足要求!連墻件扣件連接示意圖七、懸挑梁的受力計(jì)算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。懸臂部分腳手架荷載n的作用，里端b為與樓板的錨固點(diǎn)，a為墻支點(diǎn)。本工程中，腳手架排距為1100mm，內(nèi)側(cè)腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體 = 1400mm，水平支撐梁的截面慣性矩i = 391.50cm4，截面抵抗矩w = 62.14c

15、m3，截面積a = 15.69cm2。受腳手架集中荷載 p=7.10kn水平鋼梁自重荷載 q=1.215.690.00017.8510=0.15kn/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計(jì)算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kn) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kn.m) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 r1=8.309kn,r2=6.530kn,r3=0.022kn最大彎矩 mmax=1.226kn.m抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=m/1.05w+n/a=1.226106/(1.0562140.0)+0.0001000/1569.0=18.788n/mm2水平

16、支撐梁的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于215.0n/mm2,滿足要求!八、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算水平鋼梁采用12.6號槽鋼u口水平,計(jì)算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算： 經(jīng)過計(jì)算得到 b=5709.053.0235/(1400.0126.0235.0)=1.54由于b大于0.6，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)附錄b其值b=1.07-0.282/b=0.887經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度 =1.23106/(0.88762140.00)=22.24n/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算 0時(shí)，水平鋼梁受壓；當(dāng)rah0時(shí)，水平鋼梁受拉；當(dāng)rah=0時(shí)，水平鋼梁不受力。各支點(diǎn)的支撐

17、力 rci=ruisini+rdisini且有 ruicosi=rdicosi可以得到 按照以上公式計(jì)算得到由左至右各桿件力分別為 ru1=3.958kn rd1=4.775kn十、拉桿與支桿的強(qiáng)度計(jì)算拉繩或拉桿的軸力ru與支桿的軸力rd我們均取最大值進(jìn)行計(jì)算，分別為ru=3.958kn，rd=4.775kn拉桿的強(qiáng)度計(jì)算：上面拉桿以鋼管100.010.0mm計(jì)算，斜拉桿的容許壓力按照下式計(jì)算： =n/a f其中 n 斜拉桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n = 3.96kn； a 斜拉桿凈截面面積，a =29.85cm2； 斜拉桿受拉強(qiáng)度計(jì)算值，經(jīng)計(jì)算得到結(jié)果是 1.33 n/mm2； f 斜拉桿抗拉強(qiáng)度

18、設(shè)計(jì)值，f = 215n/mm2；受拉斜桿的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求!斜撐桿的焊縫計(jì)算：斜撐桿采用焊接方式與墻體預(yù)埋件連接，對接焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式如下 其中 n為斜撐桿的軸向力，n=3.958kn；lwt為焊接面積，取2984.52mm2；ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度，取185.0n/mm2；經(jīng)過計(jì)算得到焊縫抗拉強(qiáng)度 = 3957.61/2984.52 = 1.33n/mm2。對接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度計(jì)算滿足要求!下面壓桿以鋼管100.010.0mm計(jì)算，斜壓桿的容許壓力按照下式計(jì)算： 其中 n 受壓斜桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，n = 4.78kn； 軸心受壓斜桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比l/i查表

19、得到= 0.32； i 計(jì)算受壓斜桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i = 3.36cm； l 受最大壓力斜桿計(jì)算長度，l = 5.00m； a 受壓斜桿凈截面面積，a =29.85cm2； 受壓斜桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值，經(jīng)計(jì)算得到結(jié)果是 5.06 n/mm2； f 受壓斜桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 215n/mm2；受壓斜桿的穩(wěn)定性計(jì)算 f,滿足要求!斜撐桿的焊縫計(jì)算：斜撐桿采用焊接方式與墻體預(yù)埋件連接，對接焊縫強(qiáng)度計(jì)算公式如下 其中 n為斜撐桿的軸向力，n=4.775kn； lwt為焊接面積，取2984.52mm2； ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強(qiáng)度，取185.0n/mm2；經(jīng)過計(jì)算得到焊縫抗拉強(qiáng)度 = 4775.48/2984.52 = 1.60n/mm2。對接焊縫的抗拉或抗