扣件式钢管(悬挑型钢)脚手架计算书

建筑外架施工过程中,主要是防止高空坠物事件,不光是挑架问题,还有超高建筑物的1/2高度水平硬防护问题也是很重要的...!本文章是本人多次运用计算的心得,可以借鉴和参考,谢谢

扣件式钢管悬挑脚手架方案计算书

工程名称：四川苍溪龙江国际A区工程3#楼 编制单位：四川华海龙江国际A区项目部

一、综合简述

1、主要规程、规范

(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001)(2002年版) (2)《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ 80-91）； (3)《建筑施工安全检查标准》（JGJ 59-99）； (4)《钢结构设计规范》（GB50017—2003）；

(5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006年版)； (6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002) (7) 施工图纸。 2、计算参数设定

悬挑单排钢管脚手架水平防护棚采用6m杆Φ48x3.5钢管，斜撑立杆步距h=3.00m，水平悬

挑杆件步距h=1.50m。

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建筑外架施工过程中,主要是防止高空坠物事件,不光是挑架问题,还有超高建筑物的1/2高度水平硬防护问题也是很重要的...!本文章是本人多次运用计算的心得,可以借鉴和参考,谢谢

3、钢管截面特征 壁厚t=3.5mm，截面积A=489mm2，惯性矩I=121900mm4；

截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm，每米长质量0.0384kN/m； Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2，弹性模量E=206000N/mm2。 4、荷载标准值 (1)永久荷载标准值

1根悬挑杆件（或斜撑立杆）承受3m×4m(12m2)的钢管及栏杆3m×1.3m(3.9m2)钢管自重标准值1.186kN；

悬挑挡板采用竹跳板及木模板自重标准值为0.80kN/m2（1根悬挑杆件承受12m2+3.9m2=15.9m2）。 (2)施工均布活荷载标准值 装修脚手架2.00kN/m2。

二、竖向斜撑立杆验算

1、 荷载计算

钢管自重GK1=0.0384kN/m

竖向斜撑立杆按每个支撑点有效受力3m×4m(12m2)自重GK2=1.175+0.25×21+0.002×

21=6.467kN

施工活荷载标准值QK=2.00 m2 作用于每3m水平杆线荷载标准值

q=（1.2GK ＋1.4QK）/3=（1.2×6.467+1.4×42）=22.187kN/m 2、水平杆受力计算

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每根钢管长约6.00m，按四跨连续梁计算，L=1.50m。

(1)抗弯强度验算 弯矩系数KM=-0.107

最大弯矩M=KMq12 =-0.107×1.21×1.50×1.50=0.29kN.m 抗弯强度σ=M/W =0.29×106÷5080=57.54N/mm2

纵向水平杆抗弯强度σ=M/W=57.54N/mm＜f=205N/mm,满足要求。 (2)挠度验算

挠度系数Kυ=0.632 最大挠度υ=Kυq14/(100EI)

=0.632×1.21×(1.50×103)4÷(100EI)=1.5mm

纵向水平杆挠度ν=1.5mm＜[ν]=l/150=10.0mm与10mm,满足要求。

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三、横向水平杆验算

1、 荷载计算

钢管自重gk1=0.0384kN/m

中间纵向水平杆传递支座反力R中=1.143×1.21×1.50=2.08kN 旁边纵向水平杆传递支座反力R边=1.04kN 2、 横向水平杆受力计算

按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m

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(1)抗弯强度验算

最大弯矩M=q12/8＋R中L/3

=0.0384×0.80×0.80÷8+2.08×0.27=0.56kN.m 抗弯强度σ=M/W=558149÷5080=109.87N/mm

横向水平杆抗弯强度σ=109.87N/mm2＜f=205N/mm2,满足要求。 (2)挠度验算

集中荷载产生的挠度为

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=2082×267×1635556÷24EI=1.5mm

均布荷载产生的挠度为：υ2=5ql4/384EI

=5×0.04×8004÷(384EI)=0.01mm

最大挠度 υ=υ1+υ2=1.5+0.01=1.51<l/150=800/150=5.3与10mm

横向水平杆挠度ν=1.51mm＜[ν]=l/150=5.3mm与10mm,满足要求。

3、 横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算 R=R中+R边+Gk1×l/2

=2.08+1.04+0.0384×0.80÷2=3.14kN<Rc=8kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值) 扣件抗滑移R=3.14kN＜Rc=8kN,满足要求。

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四、立杆计算

1、 立杆容许长细比验算 计算长度附加系数k=1.0

考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50（2步3跨 查表《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002年版)5.5.3）

立杆步距h=2.00m

立杆计算长度o =kμh=1.00×1.50×2.00=3.00m 长细比λ=o /i= 3000÷15.80=189.87 立杆长细比λ=189.87＜[210],满足要求。

2、 立杆稳定性验算 (1)荷载计算

立杆所受荷载包括：脚手架结构自重、构配件自重及活荷。其中：

1）脚手架结构自重包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重 gk=0.0749kN/m

脚手架结构自重：NGlk=gk×H=0.075×28.00=2.10kN

2)构配件自重包括：脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量：19×1.50×0.40×0.15=1.71kN

栏杆、挡脚板重量：19×1.50×0.068=1.95 kN 安全网重量：28.00×1.50×0.002=0.08 kN 构配件自重NG2k=1.71+1.95+0.08=3.74kN 3）活荷载包括：

① 施工荷载按2层作业计算（其中一层为结构施工，一层装修施工），查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002版)表 4.2.2，得NGk=1.50×0.40×(2.00+3.00)=3.00kN ②风荷载标准值计算 风荷载标准值ωk=0.39kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85 × 1.4Mωk =0.85×1.4ωklah2/10

=0.85×1.4×0.39×1.50×2.002÷10=0.28kN.m (2)轴心受压稳定性系数

建筑外架施工过程中,主要是防止高空坠物事件,不光是挑架问题,还有超高建筑物的1/2高度水平硬防护问题也是很重要的...!本文章是本人多次运用计算的心得,可以借鉴和参考,谢谢

lo=kμh=1.155×1.5×2.00=3.465m

λ= lo/i =3465÷15.800=219.304 =0.152 (3)立杆稳定性验算 1）不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk

=1.2×(2.10+3.74)+1.4×3.00=11.209kN

N/（ A）=11209÷0.152÷489.00=150.80N/mm2<f=205N/mm2 2)组合风荷载时

N=1.2（NGlk+ NG2k）＋0.85×1.4ΣNQk

=1.2×(2.10+3.74)+0.85×1.4×3.00=10.579kN

N/（ A）＋MW/W=10579÷0.152÷489.00+281987÷5080=197.83N/mm2 立杆稳定性N/(υA)=197.83N/mm2＜205N/mm2,满足要求。

五、连墙件计算

连墙件采用υ10mm钢筋，截面积为78.5mm2,fy=210N/mm2 按每个结构层花排设置,纵向间距取 2跨, 架体高度18.00m 连墙件轴向力设计值N1= N1W＋N0 , 其中:

风压高度变化系数μz=1.56 (标高+40m)，基本风压ωo=0.50kN/m 挡风系数 =0.868

背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算, 则脚手架风荷载体型系数 μs=1.3 =1.1284

风荷载标准值ωk，=0.7×1.56×1.1284×0.50=0.62kN/m2 N1W=1.4ωkAω=1.4×0.62×3.00×2×1.50=7.76kN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kN N1= N1W＋N0 =7.76+5.00=12.763kN

σ=N1/A连墙件= 12763÷78.5=162.59N/mm2<fy=210N/mm2

钢筋连墙件强度σ=162.59N/mm2＜fy=210N/mm2,满足要求。

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六、悬挑型钢梁计算

悬挑材料选采用16a号型钢

H=160mm,b=63mm,tw=7mm, wx=108000mm3,

Ix=8660000mm4,S=173600mm3,E=20600N/mm2,f=215.00 N/mm2,

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Fv=120.00N/mm2,t=10mm,fy=235N/mm

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(1)抗弯强度验算

L=0.80m,a=0.20m,N1=N2=N=11.21kN,γx=1.05

Mx=N[a+(L+a)]=11.21×(0.20+(0.80+0.20))=13.45kN.m σ=Mx/γxWx=13.45×106÷1.05÷108000=118.61<f=215.00N/mm2 悬挑型钢梁抗弯强度σ=118.61N/mm2＜215.00N/mm2,满足要求。 (2)抗剪强度验算 V=11.21×2=22.417kN

τ=VS/IxTw=22417×173600÷8660000÷7=69.14N/mm2<fv=120.00N/mm2 悬挑型钢梁抗剪强度τ=69.14N/mm2＜120.00N/mm2,满足要求。 (3)整体稳定验算

l1=1.00m

,t=10mm

=359100÷160×235÷235.00=2.24

=1.07-0.282÷2.24=0.94

=13.45×106÷0.94÷108000=131.88N/mm2<f=215.00N/mm2

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悬挑型钢梁整体稳定性=131.88N/mm2＜215.00N/mm2,满足要求。 (4)挠度验算

ν1=N1(L+a)3/3EI=11209×1000000000÷5351880000000=2.1mm ν2=N2×L×a2×(3-a/L)/6EI

=11209×32000000×2.75÷10703760000000=0.1mm 最大挠度ν=ν1+ν2=2.1+0.1=2.2mm<[ν]=l/400=2.5mm 悬挑型钢梁挠度ν=ν1+ν2=2.2mm＜[ν]=2.5mm,满足要求。

七、验算悬挑梁锚固钢筋

L1=1.50m,HPB235钢筋,fy=210N/mm2

锚固点拉力R=N×(L+2a)/L1=11209×1200÷1500=8967N 预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:取υ14 As=2×153.86=307.72mm2

As×fy/R=307.72×210÷8967=7.21>2 锚固钢筋As×fy/R=7.21＞2,满足要求。

八、计算结果

脚手架采用Φ48x3.5钢管,内立杆离墙0.20m,立杆底高度+6.00m 立杆步距2.00m,立杆纵距1.50m,立杆横距0.80m 连墙件按2步3跨布置

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