普通型鋼懸挑腳手架計算1

1、普通型鋼懸挑腳手架計算書龍湖鎮(zhèn)龍香苑工程；屬于結構;地上0層;地下0層；建筑高度：0m；標準層層高：0m ；總建筑面積：0平方米；總工期：0天；施工單位：。本工程由投資建設，設計，地質勘察，監(jiān)理，組織施工；由擔任項目經(jīng)理，擔任技術負責人。型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑結構荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結構設計規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范編制。 一、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設高度為 20 米，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為0.9米，立桿的步距為1.8 米；

2、內排架距離墻長度為0.30米；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150.00 米；采用的鋼管類型為 48×3.0； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù) 1.00；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 3.6 米，水平間距4.5 米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數(shù):2 層；3.風荷載參數(shù)本工程地處河南省鄭州市，查荷載規(guī)范基本風壓為0.450，風荷載高度變化系數(shù)z為1.000，風荷載體型系數(shù)s為1.130；計算中考慮風荷載作用；4.靜荷載參數(shù)每米

3、立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m2):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150；安全設施與安全網(wǎng)自重標準值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數(shù):3 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.3米，建筑物內錨固段長度 2 米。與樓板連接的螺栓直徑(mm):16.00；樓板混凝土標號:C30；6.拉繩與支桿參數(shù)支撐數(shù)量為:1； 鋼絲繩安全系數(shù)為:8.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.000；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結

4、，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算小橫桿的自重標準值: P1= 0.033 kN/m ；腳手板的荷載標準值: P2= 0.3×1.5/3=0.15 kN/m ；活荷載標準值: Q=2×1.5/3=1 kN/m；荷載的計算值: q=1.2×0.033+1.2×0.15+1.4×1 = 1.62 kN/m； 小橫桿計算簡圖2.強度計算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩，計算

5、公式如下: 最大彎矩 Mqmax =1.62×0.92/8 = 0.164 kN.m；最大應力計算值 = Mqmax/W =36.53 N/mm2；小橫桿的最大彎曲應力 =36.53 N/mm2 小于 小橫桿的抗壓強度設計值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度計算:最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度荷載標準值q=0.033+0.15+1 = 1.183 kN/m ； 最大撓度 V = 5.0×1.183×9004/(384×2.06×105×107800)=0.455 mm；小橫桿的最大撓度 0.455 mm 小于 小橫

6、桿的最大容許撓度 900 / 150=6 與10 mm，滿足要求！ 三、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。1.荷載值計算小橫桿的自重標準值: P1= 0.033×0.9=0.03 kN；腳手板的荷載標準值: P2= 0.3×0.9×1.5/3=0.135 kN；活荷載標準值: Q= 2×0.9×1.5/3=0.9 kN；荷載的設計值: P=(1.2×0.03+1.2×0.135+1.4×0.9)/2=0.729 kN； 大橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布

7、荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的彎矩和。 均布荷載最大彎矩計算:M1max=0.08×0.033×1.5×1.5=0.006 kN.m； 集中荷載最大彎矩計算公式如下: 集中荷載最大彎矩計算:M2max=0.267×0.729×1.5= 0.292 kN.m；M = M1max + M2max = 0.006+0.292=0.298 kN.m最大應力計算值 = 0.298×106/4490=66.359 N/mm2；大橫桿的最大應力計算值 = 66.359 N/mm2 小于 大橫桿的抗壓強度設計值 f=205 N/mm2，滿足

8、要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和,單位:mm；均布荷載最大撓度計算公式如下: 大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度： Vmax= 0.677×0.033×15004 /(100×2.06×105×107800) = 0.051 mm；集中荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度：小橫桿傳遞荷載 P=（0.03+0.135+0.9）/2=0.532kN V= 1.883×0.532×15003/ ( 100 ×2.06×105

9、×107800) = 1.524 mm；最大撓度和：V= Vmax + Vpmax = 0.051+1.524=1.575 mm；大橫桿的最大撓度 1.575 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500 / 150=10與10 mm，滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)1.00，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的

10、豎向作用力設計值；小橫桿的自重標準值: P1 = 0.033×0.9×2/2=0.03 kN；大橫桿的自重標準值: P2 = 0.033×1.5=0.05 kN；腳手板的自重標準值: P3 = 0.3×0.9×1.5/2=0.202 kN；活荷載標準值: Q = 2×0.9×1.5 /2 = 1.35 kN；荷載的設計值: R=1.2×(0.03+0.05+0.202)+1.4×1.35=2.229 kN；R < 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計算: 作用

11、于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容： (1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN)，為0.1248 NG1 = 0.1248+(0.90×2/2)×0.033/1.80×20.00 = 2.829；(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；采用竹笆片腳手板，標準值為0.3 NG2= 0.3×3×1.5×(0.9+0.3)/2 = 0.81 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15 NG3 = 0.15×3×1.5/2 = 0.337

12、kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.5×20 = 0.15 kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.126 kN；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ= 2×0.9×1.5×2/2 = 2.7 kN；風荷載標準值按照以下公式計算 其中 Wo - 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Wo = 0.45 kN/m2； Uz -

13、 風荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 1 ； Us - 風荷載體型系數(shù)：取值為1.13；經(jīng)計算得到，風荷載標準值 Wk = 0.7 ×0.45×1×1.13 = 0.356 kN/m2；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×4.126+ 1.4×2.7= 8.732 kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.126+ 0.85×1.4×2.7

14、= 8.165 kN；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.356×1.5× 1.82/10 = 0.206 kN.m；六、立桿的穩(wěn)定性計算: 不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為： 立桿的軸向壓力設計值 ：N = 8.732 kN；計算立桿的截面回轉半徑 ：i = 1.59 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；當驗算桿件長細比時，取塊1.0；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 lo

15、 = k××h 確定 ：l0 = 3.118 m；長細比 Lo/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的計算結果查表得到 ：= 0.188 ；立桿凈截面面積 ： A = 4.24 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2； = 8732/(0.188×424)=109.542 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 109.542 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 立桿的軸心壓力設計值 ：N = 8

16、.165 kN；計算立桿的截面回轉半徑 ：i = 1.59 cm；計算長度附加系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細比: L0/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結果查表得到 ：= 0.188立桿凈截面面積 ： A = 4.24 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2； = 8164.8/(0.188×424)+205860.1

17、23/4490 = 148.277 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算 = 148.277 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！七、連墻件的計算: 連墻件的軸向力設計值應按照下式計算： Nl = Nlw + N0風荷載標準值 Wk = 0.356 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 16.2 m2；按規(guī)范5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，按照下式計算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 8.073 kN；連墻件的軸向

18、力設計值 Nl = Nlw + N0= 13.073 kN；連墻件承載力設計值按下式計算： Nf = ·A·f其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)； 由長細比 l0/i = 300/15.9的結果查表得到 =0.949，l為內排架距離墻的長度；又： A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.949×4.24×10-4×205×103 = 82.487 kN；Nl = 13.073 < Nf = 82.487,連墻件的設計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl =

19、 13.073小于雙扣件的抗滑力 16 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖八、懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。懸臂部分受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為900mm，內排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體為 1200mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面積A = 26.1 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.2×4.126 +1.4×2.7 = 8.732 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.2×26.1×0.00

20、01×78.5 = 0.246 kN/m； 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1 = 10.473 kN； R2 = 7.925 kN； R3 = -0.123 kN。 最大彎矩 Mmax= 1.444 kN.m；最大應力 =M/1.05W+N/A= 1.444×106 /( 1.05 ×141000 )+ 0×103 / 2610 = 9.754 N/mm2；水平支撐梁的最大應力計算值 9.7

21、54 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強度設計值 215 N/mm2,滿足要求！九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算: 水平鋼梁采用16號工字鋼,計算公式如下 其中b - 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算： b = 570 ×9.9×88× 235 /( 1200×160×235) = 2.59由于b大于0.6，查鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.961。經(jīng)過計算得到最大應力 = 1.444×106 /( 0.961×141000 )= 10.658 N/mm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 =

22、10.658 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求!十、拉繩的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算 其中RUicosi為鋼繩的 拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=11.28 kN；十一、拉繩的強度計算:鋼絲拉繩(支桿)的內力計算：鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算，為RU=11.28 kN 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算： 其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)， 計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為

23、鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8； K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計算中Fg取11.28kN，=0.82，K=8，得到：經(jīng)計算，鋼絲繩最小直徑必須大于15mm才能滿足要求！ 鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強度計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=11.28kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強度計算公式為 其中 f 為拉環(huán)受力的單肢抗剪強度，取f = 125N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 D=(1127.958×4/3.142×125) 1/2 =11mm；十二、錨固段與樓板連接的計算: 1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強度計算如下：水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力 R