懸挑腳手架計算

1、普通懸挑架計算書 鋼管腳手架的計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)、 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)等規(guī)范。 一、參數(shù)信息: 1.腳手架參數(shù) 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.20米，立桿的橫距為1.20米，立桿的步距為1.50 米； 計算的腳手架為雙排腳手架搭設(shè)高度為 25.0 米，立桿采用單立管； 內(nèi)排架距離墻長度為0.30米； 大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2； 采用的鋼管類型為 48×3.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.80； 連墻件采用兩步三跨

2、，豎向間距 3.00 米，水平間距3.60 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) 施工荷載均布參數(shù)(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架； 同時施工層數(shù):2； 3.風(fēng)荷載參數(shù) 河北省石家莊市地區(qū)，基本風(fēng)壓為0.350，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z為0.740，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為0.649； 考慮風(fēng)荷載； 4.靜荷載參數(shù) 每米立桿數(shù)承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)(kN/m2):0.1291； 腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.350；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.140； 安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):2； 腳手板類別:木腳手板；欄桿擋板

3、類別:欄桿木； 4.水平懸挑支撐梁 懸挑水平鋼梁采用16a號槽鋼 ，其中建筑物外懸挑段長度1.80米，建筑物內(nèi)錨固段長度 1.50 米。 與樓板連接的螺栓直徑(mm):180.00； 樓板混凝土標(biāo)號:C35； 5.拉繩與支桿參數(shù) 支撐數(shù)量為:1； 懸挑水平鋼梁上面采用鋼絲繩、下面采用支桿與建筑物拉結(jié)。 鋼絲繩安全系數(shù)為:10.000； 鋼絲繩與墻距離為(m):1.200； 支桿與墻距離為(m):1.500； 最里面支點距離建筑物 1.20 m,支桿采用 5.6號角鋼56×3×6.0mm鋼管。 二、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，大橫桿在小橫桿的上面。

4、 按照大橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.038 kN/m ； 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.350×1.200/(2+1)=0.140 kN/m ； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q=3.000×1.200/(2+1)=1.200 kN/m； 靜荷載的計算值: q1=1.2×0.038+1.2×0.140=0.214 kN/m； 活荷載的計算值: q2=1.4×1.200=1.680 kN/m； 大橫桿計算荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 大橫桿計算荷載組合簡圖(支

5、座最大彎矩) 2.強度計算 最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎距計算公式如下: 跨中最大彎距為M1max=0.08×0.214×1.2002+0.10×1.680×1.2002 =0.267 kN.m； 支座最大彎距計算公式如下: 支座最大彎距為 M2max= -0.10×0.214×1.2002-0.117×1.680×1.2002 =-0.314 kN.m； 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =Max(0.267×106,0.314×106)/5080.

6、0=61.811 N/mm2； 大橫桿的抗彎強度:= 61.811 N/mm2 小于 f=205.0 N/mm2。滿足要求！ 3.撓度計算: 最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度 計算公式如下： 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.038+0.140=0.178 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =1.200 kN/m； 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V= 0.677×0.178×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.200 ×1200.04/(100

7、5;2.06×105×121900.0) = 1.081 mm； 腳手板,縱向、受彎構(gòu)件的容許撓度為 l/150與10 mm 請參考規(guī)范表5.1.8。 大橫桿的最大撓度小于 1200.0/150 mm 或者 10 mm,滿足要求! 三、小橫桿的計算: 小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。 用大橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。 1.荷載值計算 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.038×1.200 = 0.046 kN； 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.350×1.200×1.200/(2+

8、1)=0.168 kN； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3.000×1.200×1.200/(2+1) =1.440 kN； 荷載的計算值: P=1.2×(0.046+0.168)+1.4 ×1.440 = 2.273 kN； 小橫桿計算簡圖 2.強度計算 最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: Mqmax = 1.2×0.038×1.2002/8 = 0.008 kN.m； 集中荷載最大彎矩計算公式如下: Mpmax = 2.273×1.200/3 = 0.909 kN.m ；

9、 最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.917 kN.m； = M / W = 0.917×106/5080.000=180.601 N/mm2 ； 小橫桿的計算強度小于 205.000 N/mm2,滿足要求！ 3.撓度計算 最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下: Vqmax=5×0.038×1200.04/(384×2.060×105×121900.000) = 0.041 mm ； P2 = p1 + p2 + Q = 0.046+0.168+

10、1.440 = 1.654 kN； 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下: Vpmax = 1654.080×1200.0×(3×1200.02-4×1200.02/9 ) /(72×2.060×105 ×121900.0) = 4.040 mm； 最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.041+4.040 = 4.081 mm； 小橫桿的最大撓度小于 (1200.000/150)=8.000 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(zhuǎn)單扣件承載力取值為

11、8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80， 該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN。 縱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(shè)計值,取6.40 kN； R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值； 橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.038×1.200=0.046 kN； 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.350×1.200×1.200/2=0.252 kN； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 3.000×1.200×1.200 /2 = 2.160 k

12、N； 荷載的計算值: R=1.2×(0.046+0.252)+1.4×2.160=3.382 kN； R < 6.40 kN , 單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算滿足要求! 五、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0.1291 NG1 = 0.129×25.000 = 3.228 kN； (2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；本例采用木腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35 NG2= 0.350×2×1.200×(1.200+0.3)/

13、2 = 0.630 kN； (3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；本例采用欄桿木，標(biāo)準(zhǔn)值為0.11 NG3 = 0.140×2×1.200/2 = 0.168 kN； (4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.200×25.000 = 0.150 kN； 經(jīng)計算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.176 kN； 活荷載為施工荷載標(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)計算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ= 3.000×1.200&

14、#215;1.200×2/2 = 4.320 kN； 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照以下公式計算 其中 Wo - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Wo = 0.350 kN/m2； Uz - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 0.740 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us =0.649 ； 經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 ×0.350×0.740×0.649 = 0.118 kN/m2； 不考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.

15、2NG+1.4NQ= 1.2×4.176+ 1.4×4.320= 11.059 kN； 考慮風(fēng)荷載時,立桿的軸向壓力設(shè)計值計算公式 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.176+ 0.85×1.4×4.320= 10.151 kN； 風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW計算公式 Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.118×1.200× 1.5002/10 = 0.038 kN.m； 六、立桿的穩(wěn)定性計算: 不組合風(fēng)荷載時，立桿

16、的穩(wěn)定性計算公式為： 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =11.059 kN； 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm； 計算長度附加系數(shù) ：K = 1.155 ； 計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：U = 1.530 計算長度 ,由公式 lo = kuh 確定 ：lo = 2.651 m； Lo/i = 168.000 ； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.251 ； 立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2； 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：f =205.000 N/mm2； = 110

17、59.000/(0.251×489.000)=90.099 N/mm2； 立桿穩(wěn)定性計算 = 90.099 小于 f = 205.000 N/mm2 滿足要求！ 考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計值 ：N =10.151 kN； 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm； 計算長度附加系數(shù) ： K = 1.155 ； 計算長度系數(shù)參照扣件式規(guī)范表5.3.3得 ：U = 1.530 計算長度 ,由公式 lo = kuh 確定：lo = 2.651 m； Lo/i = 168.000 ； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.2

18、51 立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2； 立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 鋼管立桿抗壓強度設(shè)計值 ：f =205.000 N/mm2； = 10151.400/(0.251×489.000)+37805.347/5080.000 = 90.149 N/mm2； 立桿穩(wěn)定性計算 = 90.149 小于 f = 205.000 N/mm2 滿足要求！ 七、連墻件的計算: 連墻件的軸向力計算值應(yīng)按照下式計算： Nl = Nlw + No 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值 Wk = 0.118 kN/m2； 每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積 Aw = 10.80

19、0 m2； 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), No= 5.000 kN； 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kN)，應(yīng)按照下式計算： NLw = 1.4×Wk×Aw = 1.779 kN； 連墻件的軸向力計算值 NL= NLw + No= 6.779 kN； 其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),l為內(nèi)排架距離墻的長度, 由長細比 l/i=300.000/15.800的結(jié)果查表得到0.949； A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2； 連墻件軸向力設(shè)計值 Nf=×A×f=0.949×4.890×10-4&#

20、215;205.000×103 = 95.133 kN； Nl=6.779<Nf=95.133,連墻件的設(shè)計計算滿足要求！ 連墻件采用雙扣件與墻體連接。 經(jīng)過計算得到 Nl=6.779小于雙扣件的抗滑力 16.0 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。 本工程中，腳手架排距為1200mm，內(nèi)側(cè)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 = 866.20 cm4，截面抵抗矩W = 108.30 c

21、m3，截面積A = 21.95 cm2。 受腳手架集中荷載 N=1.2×4.176 +1.4×4.320 = 11.059 kN； 水平鋼梁自重荷載 q=1.2×21.950×0.0001×78.500 = 0.207 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(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m) 經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 R1 = 16.641 kN； R2 = 6.184 kN； R3 = -0.026 kN。 最

22、大彎矩 Mmax= 3.355 kN.m； 截面應(yīng)力 =M/1.05W+N/A= 3.355×106 /( 1.05 ×108300.0 )+ 0.000×103 / 2195.0 = 29.502 N/mm2； 水平支撐梁的計算強度 =29.502 小于 215.000 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16a號槽鋼,計算公式如下 其中b - 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算： 經(jīng)過計算得到強度 b = 570 ×10.0×63.0× 235 /( 1200.0×160.0

23、15;235.0) = 1.87 由于b大于0.6，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.919。 經(jīng)過計算得到強度 = 3.355×106 /( 0.919×108300.00 )= 33.699 N/mm2； 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 = 33.699 小于 f = 215.000 N/mm2 ,滿足要求! 十、拉繩與支桿的受力計算: 水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi、支桿的軸力RDi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； RDicosi為支桿的頂力對水平桿產(chǎn)生的軸拉力。 當(dāng)RAH>0時，水平鋼梁受壓；

24、當(dāng)RAH<0時，水平鋼梁受拉；當(dāng)RAH=0時，水平鋼梁不受力。 各支點的支撐力 RCi=RUisini+RDisini 且有 RUicosi=RDicosi 可以得到 按照以上公式計算得到由左至右各桿件力分別為 RU1=10.460kN RD1=11.840kN 十一、拉繩與支桿的強度計算: 鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計算： 鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU與支桿的軸力RD我們均取最大值進行計算，分別為 RU = 10.460kN RD = 11.840kN 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)；

25、計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(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10.460kN，=0.820,K=10.000,得到： 鋼絲繩最小直徑必須大于16.000mm才能滿足要求! 下面壓桿以 5.6號角鋼56×3×6.0mm鋼管計算，斜壓桿的容許壓力按照下式計算： 其中 N - 受壓斜桿的軸心壓力設(shè)計值，N = 11.840kN； - 軸心受壓斜桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l/i查表得到 = 0.248； i -

26、 計算受壓斜桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i =1.130cm； l - 受最大壓力斜桿計算長度，l = 1.921m； A - 受壓斜桿凈截面面積，A =3.340cm2； - 受壓斜桿受壓強度計算值，經(jīng)計算得到結(jié)果是142.934 N/mm2； f - 受壓斜桿抗壓強度設(shè)計值，f = 215N/mm2； 受壓斜桿的穩(wěn)定性計算< f,滿足要求! 鋼絲拉繩(斜拉桿)的吊環(huán)強度計算 鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU我們均取最大值進行計算作為吊環(huán)的拉力N，為 N=RU=10.460kN 鋼絲拉繩(斜拉桿)的吊環(huán)強度計算公式為 其中 f 為吊環(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)的吊環(huán)最小直徑 D=(1045.967×4/3.142×125.000) 1/2 =11.000mm; 斜撐支桿的焊縫計算： 斜撐支桿采用焊接方式與墻體預(yù)埋件連接，對接焊縫強度計算公式如下 其中 N為斜撐支桿的軸向力，N=11.840kN； lw為斜撐支桿件的周長，取2