1、懸挑式扣件鋼管腳手架計算書 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規范（jgj130-2001）。 計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為16.8米，立桿采用單立管。 搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距1.05米，立桿的步距1.80米。 采用的鋼管類型為483.0， 連墻件采用2步2跨，豎向間距3.60米，水平間距3.00米。 施工均布荷載為3.0kn/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設3層。 懸挑水平鋼梁采用16b號槽鋼u口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內錨固段長度3.00米。 懸挑水平鋼梁采用拉桿與建筑物拉結，最外面支點距離建筑物1.45m。拉桿采用鋼管

2、100.010.0mm。 一、大橫桿的計算: 大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算，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 大橫桿的自重標準值 p1=0.038kn/m 腳手板的荷載標準值 p2=0.1501.050/3=0.052kn/m 活荷載標準值 q=3.0001.050/3=1.050kn/m 靜荷載的計算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kn/m 活荷載的計算值 q2=1.41.050=1.470kn/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(

3、支座最大彎矩) 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的彎矩 跨中最大彎矩計算公式如下: 跨中最大彎矩為 m1=(0.080.109+0.101.470)1.5002=0.350kn.m 支座最大彎矩計算公式如下: 支座最大彎矩為 m2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.412kn.m 我們選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算： =0.412106/4491.0=91.632n/mm2 大橫桿的計算強度小于205.0n/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度 計算公式如下: 靜荷載標準值q1=0.0

4、38+0.052=0.091kn/m 活荷載標準值q2=1.050kn/m 三跨連續梁均布荷載作用下的最大撓度 v=(0.6770.091+0.9901.050)1500.04/(1002.06105107780.0)=2.511mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求! 二、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 大橫桿的自重標準值 p1=0.0381.500=0.058kn 腳手板的荷載標準值 p2=0.1501.0501.500/3=

5、0.079kn 活荷載標準值 q=3.0001.0501.500/3=1.575kn 荷載的計算值 p=1.20.058+1.20.079+1.41.575=2.369kn 小橫桿計算簡圖 2.抗彎強度計算 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: 集中荷載最大彎矩計算公式如下: m=(1.20.038)1.0502/8+2.3691.050/3=0.835kn.m =0.835106/4491.0=186.009n/mm2 小橫桿的計算強度小于205.0n/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

6、最不利分配的撓度和 均布荷載最大撓度計算公式如下: 集中荷載最大撓度計算公式如下: 小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 v1=5.00.0381050.004/(3842.060105107780.000)=0.03mm 集中荷載標準值p=0.058+0.079+1.575=1.711kn 集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度 v2=1711.3501050.0(31050.02-41050.02/9)/(722.06105107780.0)=3.167mm 最大撓度和 v=v1+v2=3.194mm 小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求! 三、扣件抗滑力的計算: 縱向

7、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(規范5.2.5): r rc 其中 rc 扣件抗滑承載力設計值,取8.0kn； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值； 1.荷載值計算 橫桿的自重標準值 p1=0.0381.050=0.040kn 腳手板的荷載標準值 p2=0.1501.0501.500/2=0.118kn 活荷載標準值 q=3.0001.0501.500/2=2.362kn 荷載的計算值 r=1.20.040+1.20.118+1.42.362=3.498kn 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 當直角扣件的擰緊力矩達40-65n.m時,試驗表明:單扣件在1

8、2kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn； 雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn； 四、腳手架荷載標準值: 作用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/m)；本例為0.1248 ng1 = 0.12516.800=2.097kn (2)腳手板的自重標準值(kn/m2)；本例采用竹笆片腳手板，標準值為0.15 ng2 = 0.15031.500(1.050+0.300)/2=0.456kn (3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kn/m)；本例采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15 ng3

9、= 0.1501.5003/2=0.338kn (4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.50016.800=0.126kn 經計算得到，靜荷載標準值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 3.016kn。 活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。 經計算得到，活荷載標準值 nq = 3.00021.5001.050/2=4.725kn 風荷載標準值應按照以下公式計算 其中 w0 基本風壓(kn/m2)，按照建筑結構荷載規范(gb50009-2001)的規定采用：w0 = 0.450 uz 風

10、荷載高度變化系數，按照建筑結構荷載規范(gb50009-2001)的規定采用：uz = 1.250 us 風荷載體型系數：us = 1.200 經計算得到，風荷載標準值wk = 0.70.4501.2501.200 = 0.472kn/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 n = 1.2ng + 0.851.4nq 風荷載設計值產生的立桿段彎矩 mw計算公式 mw = 0.851.4wklah2/10 其中 wk 風荷載基本風壓標準值(kn/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。 五、立桿的穩定性計算: 1.不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算 其中 n 立桿

11、的軸心壓力設計值，n=10.23kn； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.60cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數，取1.155； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定，u=1.50； a 立桿凈截面面積，a=4.24cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩),w=4.49cm3； 鋼管立桿受壓強度計算值 (n/mm2)；經計算得到 = 127.36 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00n/mm2； 不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 f,滿足要求!

12、 2.考慮風荷載時,立桿的穩定性計算 其中 n 立桿的軸心壓力設計值，n=9.24kn； 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.19； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.60cm； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=3.12m； k 計算長度附加系數，取1.155； u 計算長度系數，由腳手架的高度確定；u = 1.50 a 立桿凈截面面積，a=4.24cm2； w 立桿凈截面模量(抵抗矩)，w=4.49cm3； mw 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，mw = 0.273kn.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (n/mm2)；經計算得到 =

13、 175.86 f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00n/mm2； 考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 nl，連墻件的設計計算滿足要求! 連墻件采用扣件與墻體連接。 經過計算得到 nl = 12.144kn大于扣件的抗滑力8.0kn，不滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖 七、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1050mm，內側腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體 = 1450mm， 水平支撐梁的截面慣性矩i = 934.50cm4，截面抵抗矩w = 116.8

14、0cm3，截面積a = 25.15cm2。 受腳手架集中荷載 p=10.23kn 水平鋼梁自重荷載 q=1.225.150.00017.8510=0.24kn/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖 經過連續梁的計算得到 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=11.086kn,r2=10.451kn,r3=-0.004kn 最大彎矩 mmax=1.833kn.m 抗彎計算強度 f=m/1.05w+n/a=1.833106/(1.05116800.0)+3.2151000/2515.0=

15、16.226n/mm2 水平支撐梁的抗彎計算強度小于215.0n/mm2,滿足要求! 八、懸挑梁的整體穩定性計算: 水平鋼梁采用16b號槽鋼u口水平,計算公式如下 其中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數，按照下式計算： 經過計算得到 b=57010.065.0235/(1450.0160.0235.0)=1.60 由于b大于0.6，按照鋼結構設計規范(gb50017-2003)附錄b其值用b查表得到其值為0.893 經過計算得到強度 =1.83106/(0.893116800.00)=17.57n/mm2； 水平鋼梁的穩定性計算 f,滿足要求! 九、拉桿的受力計算: 水平鋼梁的軸力rah和拉

16、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=11.543kn 十、拉桿的強度計算: 拉繩或拉桿的軸力ru我們均取最大值進行計算，為ru=11.543kn 拉桿的強度計算： 上面拉桿以鋼管100.010.0mm計算，斜拉桿的容許壓力按照下式計算： =n/a f 其中 n 斜拉桿的軸心壓力設計值，n = 11.54kn； a 斜拉桿凈截面面積，a =29.85cm2； 斜拉桿受拉強度計算值，經計算得到結果是 3.87 n/mm2； f 斜拉桿抗拉強度設計值，f =

17、215n/mm2； 受拉斜桿的穩定性計算 f,滿足要求! 斜撐桿的焊縫計算： 斜撐桿采用焊接方式與墻體預埋件連接，對接焊縫強度計算公式如下 其中 n為斜撐桿的軸向力，n=11.543kn； lwt為焊接面積，取2984.52mm2； ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強度，取185.0n/mm2； 經過計算得到焊縫抗拉強度 = 11543.18/2984.52 = 3.87n/mm2。 對接焊縫的抗拉或抗壓強度計算滿足要求! 十一、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，拉環強度計算如下： 水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力r=10.451kn 水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計

18、算公式為 其中f為拉環鋼筋抗拉強度，每個拉環按照兩個截面計算，按照混凝土結構設計規范10.9.8f = 50n/mm2； 所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環最小直徑 d=104514/(3.1416502)1/2=12mm 水平鋼梁與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度。 2.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，螺栓粘結力錨固強度計算如下： 錨固深度計算公式 其中 n 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，n = 10.45kn； d 樓板螺栓的直徑，d = 16mm； fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5n/mm2； h 樓板螺栓在混凝土樓板內的錨固深度，經過計算得到 h 要大于10451.23/(3.1416161.5)=138.6mm。 3.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算如下： 混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式 其中 n 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，n = 10.45kn； d 樓板螺栓的直徑，d = 16mm； b