普通悬挑式扣件钢管脚手架计算书

悬挑式扣件钢管脚手架计算书

依据规范:

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

计算参数:

钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。 双排脚手架，搭设高度20.3米，立杆采用单立管。

立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.70米，内排架距离结构0.30米，立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为φ48×3.0，

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。 施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。

脚手板采用木板，荷载为0.35kN/m2，按照铺设7层计算。 栏杆采用木板，荷载为0.17kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m2。 脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加一根大横杆。 基本风压0.30kN/m2，高度变化系数1.5200，体型系数0.8270。

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，建筑物外悬挑段长度1.10米，建筑物内锚固段长度1.90米。 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。 钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。

一、大横杆的计算

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。

按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.700/2=0.122kN/m 活荷载标准值 Q=3.000×0.700/2=1.050kN/m

静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=(0.08×0.193+0.10×1.470)×1.5002=0.366kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-(0.10×0.193+0.117×1.470)×1.5002=-0.430kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： σ=0.430×106/4491.0=95.841N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

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:

静荷载标准值 q1=0.038+0.122=0.161kN/m 活荷载标准值 q2=1.050kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×0.161+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.619mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

二、小横杆的计算

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，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

大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.700×1.500/2=0.184kN 活荷载标准值 Q=3.000×0.700×1.500/2=1.575kN

荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.184+1.4×1.575=2.495kN

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=(1.2×0.038)×0.7002/8+2.495×0.700/4=0.439kN.m σ=0.439×106/4491.0=97.836N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×700.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.01mm 集中荷载标准值 P=0.058+0.184+1.575=1.816kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1816.350×700.0×700.0×700.0/(48×2.06×105×107780.0)=0.585mm 最大挠度和

V=V1+V2=0.590mm

小横杆的最大挠度小于700.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算

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(规范5.2.5): R ≤ Rc

其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 横杆的自重标准值 P1=0.038×0.700=0.027kN

脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.700×1.500/2=0.184kN

活荷载标准值 Q=3.000×0.700×1.500/2=1.575kN

荷载的计算值 R=1.2×0.027+1.2×0.184+1.4×1.575=2.458kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

四、脚手架荷载标准值

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(kN/m)；本例为0.1072 NG1 = 0.107×20.300=2.177kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35 NG2 = 0.350×7×1.500×(0.700+0.300)/2=1.837kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.17 NG3 = 0.170×1.500×7/2=0.893kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.010 NG4 = 0.010×1.500×20.300=0.304kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.212kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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 = 3.000×2×1.500×0.700/2=3.150kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，W0 = 0.300 Uz —— 风荷载高度变化系数，Uz = 1.520 Us —— 风荷载体型系数：Us = 0.827

经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.300×1.520×0.827 = 0.377kN/m2。