扣件悬挑式脚手架安全施工计算书及相关图纸

10.1型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书 110.2叠合板悬挑脚手架平台拉环钢筋锚固强度计算 18一、验算区域一： 181. 荷载计算 192. 拉环处支座反力计算 193. 拉环计算 194. 锚固长度计算 205. 板的加强措施： 206. 板顶钢筋计算 21二、 验算区域二： 231. 荷载计算 232. 拉环处支座反力计算 243. 拉环计算 244. 锚固长度计算 245. 板的加强措施： 256. 板顶钢筋计算 25三、 验算区域三： 281. 荷载计算 282. 拉环处支座反力计算 293. 拉环计算 294. 锚固长度计算 295. 板的加强措施： 306. 板顶钢筋计算 3010.3图纸 3310.1型钢悬挑脚手架(扣件式)计算书计算依据：1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699－20202、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20163、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20114、《建筑结构荷载规范》GB50009-20125、《钢结构设计标准》GB50017-20176、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010架体验算一、脚手架参数结构重要性系数γ01脚手架安全等级II级脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型Φ48×2.7脚手架架体高度H(m)17.4步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.85内立杆离建筑物距离a(m)0.45双立杆计算方法不设置双立杆二、荷载设计脚手架设计类型结构脚手架脚手板类型钢笆脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.1脚手板铺设方式2步1设安全防护网自重标准值(kN/m2)0.01挡脚板类型木挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式2步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12结构脚手架作业层数njj1结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)3地区山东济南市安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2)0.3风荷载体型系数μs1.04风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)1.421，1.13风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.443，0.353计算简图：立面图侧面图三、纵向水平杆验算纵、横向水平杆布置方式纵向水平杆在上横向水平杆上纵向水平杆根数n2横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)205横杆截面惯性矩I(mm4)98900横杆弹性模量E(N/mm2)206000横杆截面抵抗矩W(mm3)4120纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.3×(0.03+Gkjb×lb/(n+1))+1.5×Gk×lb/(n+1)=1.3×(0.03+0.1×0.85/(2+1))+1.5×3×0.85/(2+1)=1.351kN/m正常使用极限状态q'=(0.03+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.03+0.1×0.85/(2+1))+3×0.85/(2+1)=0.908kN/m计算简图如下：1、抗弯验算Mmax=0.1qla2=0.1×1.351×1.52=0.304kN·mσ=γ0Mmax/W=1×0.304×106/4120=73.778N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.908×15004/(100×206000×98900)=1.528mmνmax＝1.528mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=1.1qla=1.1×1.351×1.5=2.229kN正常使用极限状态Rmax'=1.1q'la=1.1×0.908×1.5=1.499kN四、横向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=2.229kNq=1.3×0.03=0.039kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=Rmax'=1.499kNq'=0.03kN/m1、抗弯验算计算简图如下：弯矩图(kN·m)σ=γ0Mmax/W=1×0.634×106/4120=153.99N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算计算简图如下：变形图(mm)νmax＝1.613mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[850/150，10]＝5.667mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=2.246kN五、扣件抗滑承载力验算横杆与立杆连接方式双扣件扣件抗滑移折减系数0.9扣件抗滑承载力验算：纵向水平杆：Rmax=1×2.229/2=1.115kN≤Rc=0.9×12=8.4.8kN横向水平杆：Rmax=1×2.246=2.246kN≤Rc=0.9×12=8.4.8kN满足要求！六、荷载计算脚手架架体高度H17.4脚手架钢管类型Φ48×2.7每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值NG1k单外立杆：NG1k=(gk+la×n/2×0.03/h)×H=(0.12+1.5×2/2×0.03/1.8)×17.4=2.524kN单内立杆：NG1k=2.524kN2、脚手板的自重标准值NG2k1单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(17.4/1.8+1)×1.5×0.85×0.1×1/2/2=0.34kN1/2表示脚手板2步1设单内立杆：NG2k1=0.34kN3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(17.4/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=1.36kN1/2表示挡脚板2步1设4、围护材料的自重标准值NG2k3单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×17.4=0.261kN5、构配件自重标准值NG2k总计单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.34+1.36+0.261=1.961kN单内立杆：NG2k=NG2k1=0.34kN立杆施工活荷载计算外立杆：NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.85×(1×3)/2=1.912kN内立杆：NQ1k=1.912kN组合风荷载作用下单立杆轴向力：单外立杆：N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(2.524+1.961)+1.5×1.912=8.7kN单内立杆：N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(2.524+0.34)+1.5×1.912=6.593kN七、立杆稳定性验算脚手架架体高度H17.4立杆计算长度系数μ1.5立杆截面抵抗矩W(mm3)4120立杆截面回转半径i(mm)16立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)205立杆截面面积A(mm2)384连墙件布置方式两步两跨1、立杆长细比验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/16=168.75≤210满足要求！轴心受压构件的稳定系数计算：立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m长细比λ=l0/i=3.119×103/16=194.906查《规范》表A得，φ=0.1912、立杆稳定性验算组合风荷载作用单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k+NQ1k=2.524+1.961+1.912=6.398kN单立杆的轴心压力设计值N=1.3(NG1k+NG2k)+1.5NQ1k=1.3×(2.524+1.961)+1.5×1.912=8.7kNMwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.5×(0.05×0.6×0.353×1.5×2.72)=0.185kN·mσ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1×[8699.835/(0.191×384)+185282.64/4120]=163.588N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！八、连墙件承载力验算连墙件布置方式两步两跨连墙件连接方式扣件连接连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)3连墙件计算长度l0(mm)500连墙件截面类型钢管连墙件型号Φ48×2.7连墙件截面面积Ac(mm2)384连墙件截面回转半径i(mm)16连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)205连墙件为扣件连接方式双扣件扣件抗滑移折减系数0.9Nlw=1.5×ωk×2×h×2×la=1.5×0.443×2×1.8×2×1.5=7.177kN长细比λ=l0/i=500/16=31.25，查《规范》表A.0.5得，φ=0.915(Nlw+N0)/(φAc)=(7.177+3)×103/(0.915×384)=28.965N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2满足要求！扣件抗滑承载力验算：Nlw+N0=7.177+3=8.4.177kN≤0.9×12=8.4.8kN满足要求！悬挑梁验算一、基本参数主梁离地高度(m)17.8悬挑方式普通主梁悬挑主梁间距(mm)1500主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓锚固螺栓直径d(mm)18主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)1500主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)100主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)1750梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)50三、荷载布置参数支撑点号支撑方式距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)是否参与计算1上拉140029001400否作用点号各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)主梁间距la(mm)16.48.7550150026.48.714001500附图如下：平面图立面图四、主梁验算主梁材料类型工字钢主梁合并根数nz1主梁材料规格18号工字钢主梁截面积A(cm2)30.74主梁截面惯性矩Ix(cm4)1660主梁截面抵抗矩Wx(cm3)185主梁自重标准值gk(kN/m)0.241主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)215主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125主梁弹性模量E(N/mm2)206000主梁允许挠度[ν](mm)1/250荷载标准值：q'=gk=0.241=0.241kN/m第1排：F'1=F1'/nz=6.4/1=6.4kN第2排：F'2=F2'/nz=6.4/1=6.4kN荷载设计值：q=1.3×gk=1.3×0.241=0.313kN/m第1排：F1=F1/nz=8.7/1=8.7kN第2排：F2=F2/nz=8.7/1=8.7kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax=γ0Mmax/W=1×17.317×106/185000=93.606N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求！2、抗剪验算剪力图(kN)τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1×17.87×1000×[94×1802-(94-6.5)×158.62]/(8×16600000×6.5)=17.485N/mm2τmax=17.485N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求！3、挠度验算变形图(mm)νmax=5.551mm≤[ν]=2×lx/250=2×1500/250=12mm符合要求！4、支座反力计算设计值：R1=-9.622kN,R2=28.039kN五、悬挑主梁整体稳定性验算受弯构件整体稳定性分析：其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得，φb=1.3由于φb大于0.6，根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附表C，得到φb'值为0.85。γ0Mmax/(φb'Wxf)=1×17.317×106/(0.853×185×215×103)=0.51≤1符合要求！六、锚固段与楼板连接的计算主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓U型锚固螺栓直径d(mm)18梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)50锚固螺栓1锚固螺栓21、螺栓粘结力锚固强度计算锚固点锚固螺栓受力：N/2=9.622/2=4.811kN螺栓锚固深度:h≥N/(4×π×d×[τb])=9.622×103/(4×3.14×18×2.5)=17.015mm螺栓验算：σ=γ0N/(4×π×d2/4)=1×9.622×103/(4×π×182/4)=9.453kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2符合要求！2、混凝土局部承压计算如下混凝土的局部挤压强度设计值：fcc=0.95×fc=0.95×14.3=8.6.585N/mm2γ0N/2=4.811kN≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(902-3.14×182/4)×8.6.585/1000=28.6.163kN注：锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×18=90mm符合要求！3、主梁锚固点部位楼板负弯矩配筋计算楼板简化为简支板承受跨中集中荷载，跨度取主梁内锚固点所在板平行主梁方向的净跨；楼板自重、楼面活荷载等有利荷载，作为安全储备不予考虑。集中荷载设计值N1=R1=-9.622kN锚固压点处楼板负弯矩数值：Mmax=N1l0/4=-9.622×3.5/4=-8.419kN·m计算简图如下：公式参数剖析αs=Mmax/(α1fcbh02)=8.419×106/(1×14.3×1000×1092)=0.05α1系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表4.1.4-1取值b计算宽度:b=1000mmh0截面有效高度:h0=130-15-12/2=109mmξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.05)1/2=0.051αs截面抵抗矩系数γs=1-ξ/2=1-0.051/2=0.975ξ相对受压区高度As=Mmax/(γsfyh0)=8.419×106/(0.975×360×109)=220.146Mmax边梁弯矩数值γs力臂系数fy钢筋强度设计值，可按本规范表4.2.3-1取值As≤[As]=π(d1/2)2×b/a1=3.14×(12/2)2×1000/150=753.982mm2符合要求！4、边梁配筋及抗剪验算梁自重：q1＝Gk×h1×b=25×0.4×0.2=2kN/m板自重：q2＝Gk×h2×l0/2=25×0.13×3.5/2=5.688kN/m均布荷载设计值：q=1.3×(q1+q2)+1.5×Qk×(b+l0/2)=1.3×(2+5.688)+1.5×2×(0.2+3.5/2)=15.844kN/m集中荷载设计值N2=R2=28.039kN计算简图如下：1)、边梁配筋验算弯矩图一(kN·m)弯矩图二(kN·m)边梁弯矩值为：Mmax=max(M1,M2)=185.191kN·m根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条：公式参数剖析αs=Mmax/(α1fcbh02)=185.191×106/(1×14.3×200×3572)=0.508αs≥αsb=0.385α1系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法确定；fc混凝土轴心抗压强度设计值；可按本规范表4.1.4-1取值b计算宽度：b=200mmh0截面有效高度:h0=400-25-8-20/2-(1-1)×25/2=357mmαsb截面抵抗矩系数最大值As=Mmax/(fy(h0-as’))=185.191×106/(360×(357-34))=1592.633mm2as’受压区边缘至受压钢筋合力作用点距离as’=25+18/2+(1-1)×25/2=34mmAs≤[As]=nπ(d/2)2=6×3.14×(20/2)2=1884.956mm2符合要求！2)、边梁抗剪验算剪力图一(kN)剪力图二(kN)锚固压点处楼板负剪力数值为：Vmax=max(V1,V2)=121.591kN根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.3.4条：公式参数剖析[V]=αcvftbh0+fyvAsv/sh0=(0.438×1.43×200×357+360×201.062/150×357)/1000=216.939kN[V]构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值αcv斜截面混凝土受剪承载力系数；按本规范第6.3.4条的规定取值b计算宽度：b=200mmft混凝土轴心抗拉强度设计值；按本规范表4.1.4-2取值h0截面有效高度:h0=400-25-8-20/2-(1-1)×25/2=357mmfyv箍筋的抗拉强度设计值，按本规范第4.2.3的规定采用Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积s沿构件长度方向的箍筋间距Vmax=121.591kN≤[V]=216.939kN符合要求！10.2叠合板悬挑脚手架平台拉环钢筋锚固强度计算本工程预计施工至2-3层，拟在三层底进行悬挑，本工程楼板为叠合板(13cm),6Cm预制+7cm现浇，U型螺栓拟设置于现浇层，需根据外架悬挑型钢布置图对锚固点进行受力复核，是否需要进行加强措施，并提供节点详图。一、验算区域一：14#楼F轴交5轴处拉环受力、锚固以及板受拉：荷载计算根据项目提供的《济宁史海项目扣件式钢管悬挑脚手架安全专项施工方案》提供的计算书可知：每根立杆底部轴力标准值计算：立杆1：恒载标准值FG1=2.18kN（取2.5kN）,活载标准值FQ1=1.35kN（取1.5kN）立杆2：恒载标准值FG2=3.87kN（取4.5kN）,活载标准值FQ2=1.35kN（取1.5kN）经恒活荷载组合后：立杆1：1.3×2.5+1.5×1.5=5.5kN立杆2：1.3×4.5+1.5×1.5=8.1kN钢梁外悬挑处承担的荷载为2.3倍立杆1（13kN）、3倍立杆2（25kN）。拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18，板混凝土强度取C30，混凝土强度达到100%，钢梁全长取5.5m，不考虑钢梁下的主体结构混凝土悬挑梁支撑作用，支点距离边梁外边缘50mm，左侧拉环钢筋设置2道，计算时取1道。脚手架平台示意图拉环处支座反力计算M=25*0.695+13*（1.39+0.695）=44.48kN.m支座1作用力为R1=44.48/2.955=15.05kN根据《混规》9.7.6，共2根拉环，取1根计算：2个截面，每个截面受力为；F1=15.05/2=7.5kN拉环计算拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18,拉环钢筋验算：σ=γ0N/(2A)=1*7.5*1000/254.5=29.47N/mm2≤[f]=65N/mm2注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2.锚固长度计算基本锚固长度：lab=0.14*270*18/1.43=476mm0.6lab=476*0.6=285mm叠合板厚130mm，现浇层为70mm，拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18，取直锚长度为60mm，拉环钢筋承载力为：60/285*270=56.84kN>26.42kN直锚满足强度要求！根据《混凝土结构通用规范》，受拉钢筋的锚固长度不应小于200mm，此计算仅满足计算要求，不满足规范构造要求。注：水平钢梁与楼板连接点拉环水平弯锚段，应放置在附加钢筋下方，并保证水平弯锚长度≥La。图1型钢平铺在楼板时悬挑立面图板的加强措施：1、拉环铺设218，长度1500mm的附加钢筋2、附加钢筋：型号及间距同原板筋；附加范围：自工字钢尾端沿工字钢方向向外1m。纵向钢筋距U型环100m，两侧相同布置。3.注意悬挑工字钢梁的拉环钢筋避开（平行或垂直）桁架筋，确保满足60mm的预埋。图2拉环钢筋板顶钢筋计算按照叠合板的受力方向导荷，板跨3600mm，考虑板自重的有利作用，荷载取值为：每个拉环向上的荷载为15.05kN或10kN，作范围为0.2×0.3㎡计算模型简化：板计算模型荷载简图计算弯矩Mxx计算弯矩Myy计算弯矩配筋面积Asx配筋面积Asy裂缝验算满足要求挠度验算满足要求

验算区域二：14-30#楼13轴附近拉环受力、锚固以及板受拉：荷载计算根据项目提供的《济宁史海项目扣件式钢管悬挑脚手架安全专项施工方案》提供的计算书可知：每根立杆底部轴力标准值计算：立杆1：恒载标准值FG1=2.18kN（取2.5kN）,活载标准值FQ1=1.35kN（取1.5kN）立杆2：恒载标准值FG2=3.87kN（取4.5kN）,活载标准值FQ2=1.35kN（取1.5kN）经恒活荷载组合后：立杆1：1.3×2.5+1.5×1.5=5.5kN立杆2：1.3×4.5+1.5×1.5=8.1kN钢梁外悬挑处承担的荷载为1.5倍立杆1（8.25kN）、1.5倍立杆2（12.15kN）。拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18，板混凝土强度取C30，混凝土强度达到100%，钢梁全长取5.2m，不考虑钢梁下的主体结构混凝土悬挑梁支撑作用，支点距离边梁外边缘100mm，左侧拉环钢筋设置2道，计算时取1道。脚手架平台示意图拉环处支座反力计算M=12.15*1.100+8.25*（1.100+0.900）=29.87kN.m支座1作用力为R1=29.87/2.855=8.4.46kN根据《混规》9.7.6，共2根拉环，取1根计算：2个截面，每个截面受力为；F1=8.4.46/2=5.23kN拉环计算拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18,拉环钢筋验算：σ=γ0N/(2A)=1*5.23*1000/254.5=20.55N/mm2≤[f]=65N/mm2注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2.锚固长度计算基本锚固长度：lab=0.14*270*18/1.43=476mm0.6lab=476*0.6=285mm叠合板厚130mm，现浇层为70mm，拉环钢筋采用HPB300圆钢，直径为18，取直锚长度为60mm，拉环钢筋承载力为：60/285*270=56.84kN>26.42kN直锚满足强度要求！根据《混凝土结构通用规范》，受拉钢筋的锚固长度不应小于200mm，此计算仅满足计算要求，不满足规范构造要求。注：水平钢梁与楼板连接点拉环水平弯锚段，应放置在附加钢筋下方，并保证水平弯锚长度≥La。图1型钢平铺在楼板时悬挑立面图板的加强措施：1、拉环铺设218，长度1500mm的附加钢筋2、附加钢筋：型号及间距同原板筋；附加范围：自工字钢尾端沿工字钢方向向外1m。纵向钢筋距U型环100m，两侧相同布置。3.注意悬挑工字钢梁的拉环钢筋避开（平行或垂直）桁架筋，确保满足60mm的预埋。图2拉环钢筋板顶钢筋计算按照叠合板的受力方向导荷，板跨3600mm，考虑板自重的有利作用，荷载取值为：拉环向上的荷载为7kN，作范围为0.2×0.3㎡板计算模型简化：板计算模型荷载简图Mxx计算弯矩Myy计算弯矩配筋面积Asx配筋面积Asy裂缝验算满足要求挠度验算满足要求

验算区域三：14#楼10轴附近拉环受力、锚固以及板受拉：荷载计算根据项目提供的《济宁史海项目扣件式钢管悬挑脚手架安全专项施工方案》提供的计算书可知：每根立杆底部轴力标准值计算：立杆1：恒载标准值FG1=2.18kN（取2.5kN）,活载标准值FQ1=1.35kN（取1.5kN）立杆2：恒载标准