型钢悬挑式钢管架

1、第十节 型钢悬挑脚手架计算书计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度外挑一次为10步架，立杆采用单立管,本工程共挑一次。搭设尺寸为：立杆的纵距1.5米，立杆的横距1.0米，立杆的步距1.8米。采用的钢管类型为48.3×3.6，连墙件采用自定义尺寸，竖向间距3.6米，水平间距4.5米。施工均布荷载为2kN/m2，脚手板层层满铺。悬挑水平钢梁采用18号a槽钢槽口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.6米。悬挑梁与楼板采用钢筋连接，钢筋直径18mm。悬挑水平钢梁采用型号为6×19的钢丝绳与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.4m。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设南边 东边 西边下面六

2、米增设立面采用双立杆， 高度为16m，立杆采用单立杆；悬挑脚手架预埋件埋设18MM圆钢。搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为1.0m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.30 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 48.3×3.6； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取自定义，竖向间距 3.15m，水平间距6m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；3.风荷载参数本工程地处浙江金华市，基本风压0.35kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度

3、时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 1.5 m。锚固压点压环钢筋直径(mm):18.00；6.拉绳与支杆参数 钢丝绳安全系数为:5.000；钢丝绳与墙距离为(m)

4、:3.600；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面钢丝绳距离建筑物 1.4 m。 二、大横杆（纵杆）验算 大横杆（纵杆）按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆（纵杆）在小横杆的上面。 按照大横杆（纵杆）上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆（纵杆）的最大弯矩和变形。 1、荷载计算 大横杆（纵杆）的自重标准值 P1=0.0384kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m 活荷载标准值 Q=2×1.05/(2+1)=0.7kN/m 静荷载的计算值 q1=1.2×0.0384+1.2×0.105=0.172

5、kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×0.7=0.98kN/m 最大弯矩M=(0.10×0.172+0.117×0.98)×1.52=0.297kN.m 最大支座力R1=(1.1×0.172+1.2×0.98)×1.5=2.048 KN 最大挠度计算如下: 静荷载标准值q1=0.0384+0.105=0.143kN/m 活荷载标准值q2=0.7kN/m 最大挠度=(0.677×0.143+0.990×0.7)×15004/(100×2.06×105×12.19&#

6、215;104)=1.592mm 2、强度验算 大横杆（纵杆）强度计算如下： =0.297×106/(5.08×103)=58.465N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3、挠度验算 最大计算挠度为=1.592mm 大横杆（纵杆）的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求! 三、小横杆验算 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。 1、荷载计算 小横杆的自重标准值 Po=0.0384 kN/m 大横杆的自重标准值 P1=0.0384×1.5=0.058kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.3×1.05

7、×1.5/(2+1)=0.158kN 活荷载标准值 Q=2×1.05×1.5/(2+1)=1.05kN/m 荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.158+1.4×1.05=1.729kN q=1.2×0.0384=0.046 kN/m 计算简图 弯矩图(kN.m) 剪力图(kN) 由上得：Mmax=0.611kN.m；max=0.69mm；最大支座力R2=1.753KN 2、强度验算 小横杆强度计算如下： =0.611×106/(5.08×103)=120.276N/mm2 小横杆的计算强度小

8、于205.0N/mm2,满足要求! 3、挠度验算 最大计算挠度为=0.69mm 小横杆的最大挠度小于1050/150与10mm,满足要求! 四、扣件抗滑移计算 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R=maxR1,R2=2.048KN 扣件抗滑容许承载力R=8kN 经计算，扣件抗滑移验算满足要求! 五、立杆稳定性验算 1、荷载计算 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 (1)静荷载标准值包括以下内容： 立杆承受的结构自重标准值； Ng1 = 0.1253+(1.05×2/2)×0.0384/1.8×17=2.511kN 脚手板的自重标准值 Ng2

9、= 0.3×4×1.5×(1.05+0.4)/2=1.305kN 栏杆与挡脚手板自重标准值 Ng3 = 0.3×1.5×10/2=2.25kN 吊挂等安全设施荷载 Ng4a = 0.005×1.5×17=0.128kN 经计算得到，静荷载标准值 Ng = Ng1+Ng2+Ng3+Ng4 = 6.194kN。 (2)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。 活荷载标准值 Nq = 2×2×1.5×1.05/2=3.15kN (3)风荷载标准值应按照以下

10、公式计算 k=0.7zs0 W0：基本风压(Kpa)，W0 = 0.45 Uz：风荷载高度变化系数，取脚手架底部z = 0.74 Us：风荷载体型系数，s= 0.871 风荷载标准值k = 0.7×0.74×0.871×0.45 = 0.203kN/m2 荷载设计值计算如下 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2Ng + 0.85×1.4Nq=11.181 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2Ng + 1.4Nq=11.843 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 Mw = 0.85×1.4kl

11、ah2/10=0.117 k：风荷载标准值(kN/m2)；la：立杆纵距 (m)；h：立杆步距 (m) 2、立杆稳定性验算 考虑风荷载时,钢管立杆受压强度计算值 =N/A+Mw/W= 173.459N/mm2 N：立杆的轴心压力设计值，N=11.181kN； ：轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.152； i：计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0：计算长度 ,由公式 l0 = kh 确定，l0=3.534m； k：计算长度附加系数 取1.155； ：计算长度系数，由脚手架的高度确定 u=1.7； A：立杆净截面面积 A=4.89cm2； W：立杆净截面模量

12、(抵抗矩)，W=5.08cm3； Mw：计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，Mw = 0.117kN.m； f:钢管立杆抗压强度设计值f = 205N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算满足要求! 六、连墙件验算 1、荷载计算 连墙件的轴向力设计值计算： Nl = Nlw + No Nlw:风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw = 1.4 × Wk × Aw 脚手架顶部Uz1 = 1 连墙件均匀布置, 受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位 脚手架顶部风荷载标准值 Wk=0.7Uz1×Us×Wo=0.7×

13、1×0.871×0.45 = 0.274kN/m2。 Wk：风荷载基本风压标准值，Wk = 0.274kN/m2； Aw：每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 4.5×3.6 = 16.2m2； No：连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)，No = 5kN 经计算得到 Nlw = 6.214kN 连墙件轴向力计算值 Nl = 11.214kN 2、连墙件稳定性验算 连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离 长细比=lo/i=40/1.58=25.316 长细比=25.316 < =150(查冷弯薄壁型钢结构技术规范), 满足要求!

14、:轴心受压立杆的稳定系数,由长细比查表得到=0.952； Nl/A=11.214×103/(0.952×4.89×102)=24.089N/mm2 连墙件稳定承载力小于f=205，连墙件稳定性满足要求! 3、抗滑移计算 连墙件采用双扣件与墙体连接 经过计算得到 Nl = 11.214kN小于扣件的抗滑力12kN 经计算，扣件抗滑移验算满足要求! 连墙件扣件连接示意图 七、悬挑梁受力计算 1、荷载计算 (1)静荷载标准值包括以下内容 立杆承受的结构自重标准值； 外立杆Ng1a = 0.1253+(1.5×2/2)×0.038/1.8×1

15、7=2.668kN 内立杆Ng1b = (2×0.1161-0.1253)+(1.5×2/2)×0.038/1.8×17=2.356kN 脚手板的自重标准值 Ng2 = 0.3×4×1.5×(1.05+0.4)/2=1.305kN 栏杆与挡脚手板自重标准值 Ng3 = 0.3×1.5×10/2=2.25kN 安全网等安全设施荷载 Ng4 = 0.005×1.5×17=0.128kN 经计算得到 N1k = Ng1a+Ng2+Ng3+Ng4 = 6.351kN。 N2k = Ng1b+N

16、g2+Ng3 = 5.911kN。 (2) 内、外立杆活荷载按一纵距内施工荷载总和的1/2取值 活荷载标准值 Nq = 2×2×1.5×1.05/2=3.15kN 荷载设计值计算如下： N1=1.2×6.351+1.4×3.15=12.031 kN； N2=1.2×5.911+1.4×3.15=11.503 kN； 水平钢梁自重计算荷载 q=1.2×21.95×10-4×7.85×10=0.207kN/m 钢丝绳拉力S、Sn、Ss的计算如下： S=Fg/K=0.85×29.6

17、45/5=5.04 KN Fg：钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN) Fg=0.5d2=29.645KN，d为钢丝绳直径(mm)； ：钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8； K：钢丝绳使用安全系数，取5 Sn=S×Sin=5.04×3600/(36002+15002)0.5=4.652 KN Ss=S×Cos=5.04×1500/(36002+15002)0.5=1.938 KN 计算简图 弯矩图(kN.m) 剪力图(kN) 由上Mmax=12.758kN.m；max=

18、0.0036mm；支座力从左到右依此为R1=31.446KN，R2=7.291KN 水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.2cm4，截面模量(抵抗矩) W = 108.3cm3，截面积A=21.95cm2 2、强度验算 抗弯强度计算如下： =1.938×103/(21.95×102)+12.758×106/(1.05×108.3×103)=113.076N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3、挠度验算 由上最大挠度 Vmax=0.0036mm 按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即3000mm =3000/250=12mm 水平支撑梁的最大挠度小于3000/250mm,满足要求! 4、钢丝绳的吊环强度验算 钢丝拉绳的吊环强度计算如下： =N/(