三角形钢管悬挑脚手架计算书.docx

三角形钢管悬挑脚手架计算书计算依据：I、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20112、建筑结构荷载规范GB50009-20I23、钢结构设计规范GB5(X)17-20034、施工技术2006.2期由于国家未对钢管悬挑脚手架作出相应规定，故本计算书参考施工技术2006.2期编制，仅供参考。一、参数信息1 .脚手架参数悬桃姿离地高度(m)30架体高度(E)45立杆纵距(E)1.5立杆横距(E)0.8立杆步距(m)1.5内排裂距离墙长度mj1.45横向水平杆在上,搭接在纵向水平杆上的横向水平杆根数2三角形锅管支岸点要向距寓(m)2.9阴管英军48*2.8横杆与立杆连接力式单扣件连墙件布置方式一步一辟竖向间距(m)IS水平间距(1101.5连墉件连接方式扣件连接连墙件扣件连接方式双扣件2 .活荷载参数施工均布卷教小2饰2)3脚手架用途结构脚手袋同时施工层数23 .风荷载参数工行位置天津天津市基本风压(kNm%03风压高度变化系数卬0.796风荷装体型系数W1.254计算中是否考出风相效是4.静荷载参数每米立杆承受的结均自置有数标准值(kN.,m>0.139御手板白耋标准值<kN,11?)0.35栏杆挡出板白重标准值(kN：m)0.17安全设籍与安全同自效比准值CNm)0.01Si手板铺设层数28)手板类别木Si手板栏杆挡板类别木脚手板挡板二、横向水平杆的计算横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算.横向水平杆在纵向水平杆的上面。按照上面的脚手板和活荷载作为均布荷毂计算横向水平杆的最大弯矩和变形。1 .均布荷载值计算横向水平杆的自重标准值：P=0031kNm；脚手板的荷载标准值P:=().35×1.5/3=0.175kNm；活荷载标准值：Q=3×1.53=1.5kNm；荷载的计算值：q=1.2×O.O31+1.2×0,175+1.4×1.5=2.347kNm；2.J47W1111三11三11三11三三三三11三11三三三三&«I*00I横向水平杆计算简图2 .强度计算最大驾矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩.计算公式如下：MqmJX=q28最大弯矩MqmM=2.347x0.82/8=0388kNm；最大应力计算值O=MqnuxZW=44.1.87Nmnr；横向水平杆的最大弯曲应力。=44.)87Nmm2小于横向水平杆的抗弯强度设计值f=2O5Nmm*横向水平杆的弯曲应力满足要求！3 .挠度计篥最大挠度考虑为筒支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0031+0.175+1.5=1.7O6kNm；Vqmax=5q1.4384EI母大挠度V=5,O×1.706x800r*/(384x2.06x105×1019)=0.433mm；横向水平杆的最大挠度0.433mm小于横向水平杆的最大容许挠度800/I5=5.333nrn与IOmm横向水平杆的挠度满足要求！三、纵向水平杆的计算纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算.横向水平杆在纵向水平杆的上面。1 .荷载值计算横向水平杆的自更标准值：Pi=0031xO.8=O.O25kN；脚手板的荷载标准值：Pi=O.35×O,8×i,5/3=0.HkN；活荷载标准值：Q=3xO8x1.53=1.2kN；荷载的设计值：P=(1.2×0.025+1.2×0.14+1.4×1.2V2=0.939kN；09W0.93MN0.9mNG.9W0.93N0J39tN叱IIW"1.吧?叱IIuui1.1.Hui1.iui1.1.1.uuimui1.iuiuiuiumhuiui&飞IWMWI纵向水平杆计算简图2 .强度验算最大考矩考虑为纵向水平杆自重均布荷载与横向水平杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。M>1.ix=O.1.qP均布荷载最大弯矩计算：M1mx,=0.1×0,939×1.5:=0.211kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下：Mp,n1=0.267PI集中荷载最大弯矩计算：M2nu,=0.267×0.939×1.5=0.376kNm；M=ME+M2n=0.211.+0.376=0.587kNm最大应力计算值=O.587×IO,7425O=138.1.95Nmm2；纵向水平杆的最大弯曲应力计算值=1.38.1.95Nmm2小于纵向水平杆的抗弯强度设计值11=2O5Nmnr纵向水平杆的弯曲应力满足要求！3 .挠度验算最大挠度考虑为纵向水平杆自重均布荷载与横向水平杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；均布荷载最大挠度计算公式如下：v11m=0.677q1.4100EI纵向水平杆自重均布荷载引起的最大挠度：v1.n.x=0.677×0.031×15004/(I×2.06×105×101900)=0.05!mm；集中荷载最大挠度计算公式如下：V(Im八=1.8831"力OoEI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：横向水平杆传递荷载P=<0.025+0.14+1.2V2=0.682kNV=1.883×0.682×1.500,/(100×2.06×IQ5×101900)=2.066mm；最大挠度和：V=v11u>+Vux=0.051+2.066=2.117mm；纵向水平杆的最大挠度2.117mm小于纵向水平杆的最大容许挠度1500/150=10与IOmin纵向水平杆的挠度满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表5.17直角、旋转单扣件承载力取值为800kN.该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.(X)kN.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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5)：RRc其中Re-扣件抗滑承载力设计值，取8.(X)kN;R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横向水平杆的自重标准值：P=O.O31.×O.8×22=O.O25kN；纵向水平杆的自重标准值：Pj=0.031×1.5=0.(¼7kN；脚手板的自重标准值：P1=O.35×O,8×1.5/2=0.21kN；活荷载标准值：Q=3×0.8×1.52=1.8kN；荷载的设计值：R=1.2×(0.025+0.047-K).21)+1.4×1.8=2.858kN；R<8kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！五、脚手架立杆荷载的计算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(1)每米立杆承受的结构自重标准值.为01394kNmNGi=O.I394+(O.8O×22)×O.O3.5O×4.5O=O.7O2kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为O35kN11Ngz=035×2×1.5×(0.8+1.45)/2=1.1S1.kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木挡脚板,标准值为01.7kNmNGJ=O.I7×2×1.52=O.255kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网：().()1.kNnNa=O.01X1.5x4.5=0.06SkN；经计算得到,静荷载标准值NG=NG1.+NG2+NG3+NG4=2.206kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到.活荷毂标准值No=3×0.8×1.5×2Z2=3.6kN,考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为N=1.2Ng+0.9×1.4Nq=I.2×2.2O6+0.9×1.4×3.6=7.183kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2Ng+1.4Nq=1.2×2.206+1.4×3.6=7.687kN；六、立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：=N(A)立杆的轴向压力设计值：N=N'=7.687kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.6cm;计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI30201.1.)第528条得：k=1.1.55,长细比验算时.k=1.；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ1.30-2OH)表5.2.8得：=1.5长细比骏算:计算长度.由公式0=kxh确定：1.o=225m；长细比Mi=141；立杆稳定性计满足要求！轴心受压杆件稳定性验算：计算长度，由公式o=kuh确定：1o=2.599m；轴心受压立杆的稳定系数0由长细比Ui的计算结果查表得到：W=0268；立杆净截面面积：A=3.98Cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.25c11?；钢管立杆抗压强度设计值：11=205Nmm?；=7687(0.268×398)=72.069Nmn;立杆稳定性计算=72,O69Nmm-小于立杆的抗压强度设计值(f=2O5Nmm2立杆稳定性满足要求！七、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Ni=Niu+No连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算W=O796,s=1.254,o=0.3,k=,so=().796×1.254×0.3=0.299kNm-；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外恻的迎风面积A,=225m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJI332011)5212条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN).N1.)=3kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算：Nw=1.4×k×Au=0.943kN；连墙件的轴向力设计值N=Nm+No=3.943kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=×A×0.85×11其中-轴b受压立杆的稳定系数；由长细比1.i=145016=90.625；查表得到=0.654.1为内排架距离墙的长度；A=3.98cm2；(f)=2O5Nmm2；连墙件轴向承载力设计值为N1.=0.654×3.98×IO,×O.85×2O5×IO3=45.356kN；N=3.943kN<N1.=45.356kN连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到N=3.943kN,小于双扣件的抗滑力9.6kN双扣件抗滑承载满足要求！八、三角形钢管悬挑支撑计算在竖向荷载作用下,计算简图如下内排架至*的RAb立杆,向网皿捧距立面图I、上图所示竖向荷载P1.、P2由脚手架立杆所传.作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下：(1)三角形钢管悬支撑的各杆件轴力：Nbd三7.687×(1.552+2.902)i2.90=8.716kN；Ncd=7.687×(1.55-H).80)2+2.9O30-52.90=9.894kN；Nbc=7.687×(1.55+O.8OV2.9()=6.229kN；Nb=7.687×1.55/2.90+6.229=IO.338kN；(2)三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力：RAH(拉力)=0.338kN；RDH(压力)=10.338kN；Rdv=P+P:=15374kNo2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力，除由Pi、Pa产生的轴力NAB外，还有Pi、P2产生的压屈剪力N，和风荷教引起的水平力Nw0(1)由巴、Pz产生的压屈剪力NV：Nv=Pi(85)Nv=P(85)=15.374(85×0.171)=I.O58kN；=(2900.0002+155O.O()O-)05(1.600×10)=206；式中为立杆稳定系数,根据查表得=O171。(2)风荷载引起的Nw：计算风荷载qw=1.4x(sX<x)x1.a=1.4×(0.796×1.254×O.3OO)×1.500=0.629kNm1.a-连墙件横向距离,取1.5()m.以连墙杆作为支点，在风荷载作用下，按四跨连续梁计算，边支座反力：R=0393×qw×1.=0.393×0.629×1.50=0.371kN；1.-连堵件竖向距商，取1.50m；风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算:Nw=2R=O.741.kN,3、三角悬挑的杆件和节点设计(1)水平杆AB轴拉力Nab=Nab+Nv+Nw=10.338+1.058+0.741=!2.137kN；钢管的拉应力：。=N,b/A=12.137×10(3.980×1.)=30.495Nmm2；AB杆的拉应力30.49Nmm2小于2O5Nmm2满足要求!(2)BD杆Nbd=8.716kN.BD的长度3.288m,在BD杆中点设EF支撑，则BD的计算长度I。计算如下：Io=3.288×1()'2×I.155=1898.957nun；=1.i=1898.957/16.000=119；根据入值查表的(P=O.458；M=NBDXe；其中依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：c=53mm,M=8.716×103×53=461959.994Nmm；根据钢结构规范规定所取1；N,EX=11A(1.1.2)N'f,x=jEA(I.I2)=112×2.060×10s×398.0(1.1×1192)=51947.354N；BD杆压弯稳定性按下式计算：G=NAPA+mMW(1.-NqN,Ex)a=8.716×Kf/(0.458×398.(XX)+1×46I959.994(425().(XX)×(1-8.716×1.(P×0.4585I947.354)=165.562Nnm2；BD杆的压应力1.65.56Nmrn2小于205Nm11满足要求！(3)CD杆NcD=9.894kN.CD的长度3.733in,在CD杆中点设EF支惮，则CD的计算长度1。计算如下：Io=3.733×IO52×I.I55=2155.592mm；=1.i=2155.592/16.000=135；根据入值查表的<p=0371.；M=NCDXC；其中依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：e=53mm,M=9.894×103×53=524391.72SNmm；根据钢结构规范规定Dm取1；N*Fx=112EA(1.1.2)N,ex=EA(1.12)=×2.060×105×398.000(I.I×I352)=40363.593N；BD杆压旁稳定性按下式计算：O=NApA+mMW(1.-N,N,E)=9.894×IO,(O.371×398.(XX)+1×524391.728(4250.000×(I-9.894XKrxO.371/40363,593)=202.737Nmm2；CD杆的压应力202.74Nmm2小于205Nm11满足要求！(4)EF杆EF杆是为减半压杆BD、CD的计算长度而设置的横向支撑.按钢结构设计规范计算：由BD杆引起：Fb1.=NBD依)Fh1.=8.716/60=O.I45kN；由CD杆引起：Fh2=Nbd6O+(0.6+0.4/n)Fb2=9.89460x(0.6X).42)=0.1.32kN；两者基本接近，可确保BD、CD杆的计算长度减半。)节点设计需要的扣件数量按照下式计算：n=PNv,其中：N1.一单扣件抗滑移承载力.取0.800×8=6.400kN；内外立杆需要扣件数为：n=7.687/6.400=2；BD杆需要扣件数为：n=8.716/6.400=2；AB杆需要扣件数为：n=12.137/6.400=2；CD杆需要扣件数为：n=9.894/6.400=2