发布时间 : 星期四 文章组合扣件式钢管脚手架设计计算书更新完毕开始阅读
组合扣件式(落地+拉吊卸荷)钢管脚手架设计计算书
1.计算参数设定 （1）脚手架基本参数
建筑物最大标高+77.10m，脚手架起搭标高为+15.35m,脚手架最大标高+78.60m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设4个拉吊段分别是+35.35～+46.15m,+46.15～+56.95m,+56.95～+67.75m,+67.75～+78.60m。拉吊卸荷采用Φ14mm钢丝绳@1.50m,吊环Φ20mm。
脚手架采用Φ48×3.0钢管，内立杆离墙0.20m；立杆步距h=1.80m，立杆纵距La=1.50m，立杆横距0.70m；纵向水平杆在上，横向水平杆上设有1根纵向水平杆；连墙件按2步2跨布置，脚手架满铺冲压钢脚手板。脚手架不完全卸荷采用：立杆向下传递20%荷载。
（2）钢管截面特征
钢管Φ48×3.0mm，截面积A=424mm，惯性矩I=107800mm，截面模量W=4490mm，回转半径i=15.9mm，每米长质量0.0326kN/m，Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm，弹性模量E=206000N/mm。 （3）荷载标准值 1）永久荷载标准值
每米立杆承受的结构自重标准值为0.1069kN/m 采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.07kN/m
栏杆与挡板采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,自重标准值为0.16kN/m， 脚手架上吊挂的安全设施（安全网）自重标准值为0.010kN/m 2）施工均布活荷载标准值
装修脚手架为2.00kN/m ,结构脚手架为3.00kN/m 3）风荷载
风压高度变化系数μz=1.23；地面粗糙度按B类
挡风系数=0.80 ,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=1.3×0.80=1.04,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.35kN/m 2.纵向水平杆验算 （1）荷载计算
钢管自重GK1=0.0326kN/m；脚手板自重GK2=0.07×0.35=0.02kN/m； 施工活荷载QK=3.00×0.35=1.05kN/m； 作用于纵向水平杆上线荷载标准值
永久荷载：q1=1.2×(0.0326+0.02)=0.06kN/m,施工活荷载：q2=1.4×1.05=1.47kN/m （2）纵向水平杆受力计算
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
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弯矩系数KM1=-0.107,M1=KM1q1L=-0.107×0.06×1.50=-0.01kN·m 弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L=-0.121×1.47×1.50=-0.40kN·m Mmax=M1+M2=0.01+0.40=0.41kN·m,σ=Mmax/W=0.41×10/4490=91.31kN·m 纵向杆的抗弯强度σ=91.31N/mm＜f=205N/mm,满足要求。 2） 挠度验算
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挠度系数Kυ1=0.632,υ1=Kυ1q1L/(100EI)=0.632×(0.06/1.2)×(1500)/(100EI)=0.07mm 挠度系数Kυ2=0.967,υ2=Kυ2q2L/(100EI)=0.967×(1.47/1.4)×(1500)/(100EI)=2.31mm υ
max
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=υ1+υ2=0.07+2.31=2.38mm
max
纵向杆的υ=2.38mm＜[υ]=L/150=10mm与10mm,满足要求。
3）最大支座反力
Rq1=1.143×0.06×1.50=0.10kN,Rq2=1.223×1.47×1.50=2.70kN, Rmax=Rq1+Rq2=0.10+2.70=2.80kN 3.横向水平杆验算 （1）荷载计算
钢管自重gk1=0.0326kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.80kN, 旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.40kN （2）横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.70m 1)抗弯强度验算
Mmax=qL/8＋R中L/4=0.0326×0.70×0.70/8＋2.80×0.70/4=490000N·mm=0.49kN·m σ=Mmax/W=490000/4490=109.13N/mm
横向水平杆的抗弯强度σ=109.13N/mm＜f=205N/mm,满足要求。 2）挠度验算
集中荷载产生的挠度为:υ1=Pl/(48EI)=2800×700/(48EI)=0.90mm 均布荷载产生的挠度为:υ2=5qL/384EI=5×0.0326×700/(384EI)=0mm υ
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=υ1＋υ2 =0.90+0=0.90mm
max
横向水平杆的υ=0.90mm＜[υ]=L/150=4.67mm与10mm,满足要求。
4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑验算 R=R中＋Gk1L/2=2.80＋0.0326×0.35=2.81kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=2.81kN＜Rc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。 5.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
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立杆步距h=1.80m；立杆计算长度Lo=kμh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm 长细比λ=Lo/i=2700/15.9=169.81 立杆长细比λ=169.81＜[210],满足要求。 轴心受压稳定性系数
Lo=kμh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119mm λ=Lo/i=3119/15.9=196，查得?=0.188。 6.落地段立杆计算
净高度20.00m, 落地段计算高度为20.00m, 脚手板铺9层。 (1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1069×20.00=2.14kN 2)构配件自重： NG2k=0.33+2.16+0.30=2.79kN 其中：脚手板重量：9×1.50×0.35×0.07=0.33kN
栏杆、挡脚板重量：9×1.50×0.16=2.16kN 安全网重量：20.00×1.50×0.010=0.30kN 3)活荷包括：
a.施工荷载按2层作业计算（其中1层为结构施工，1层装修施工）得： ΣNQk=1.50×0.70/2×(3.00+2.00)=2.63kN b.风荷载标准值计算
风荷载标准值ωk=1.23×1.04×0.35=0.45kN/m 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah/10=0.9×1.4×0.45×1.50×1.80×1.80/10=0.28kN·m=280000N.mm (2）立杆稳定性验算
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序号 1 2 3 4 5 序号 1 2 3 4 5 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载) 上层立杆传递力 +67.75～+78.60m +56.95～+67.75m +46.15～+56.95m +35.35～+46.15m 落地段 15.35～+35.35 各标高段 立杆作用力（组合风荷载） 上层立杆传递力 +67.75～+78.60m +56.95～+67.75m +46.15～+56.95m +35.35～+46.15m 落地段 15.35～+35.35 6.89 6.88 6.88 6.88 9.23 0 7.26 7.25 7.25 7.25 9.60 0 验算作用力 7.26 7.26×0.20=1.45 7.25+1.45=8.70 8.70×0.20=1.74 7.25+1.74=8.99 8.99×0.20=1.8 7.25+1.8=9.05 9.05×0.20=1.81 9.60+1.81=11.41 验算作用力 6.89 6.89×0.20=1.38 6.88+1.38=8.26 8.26×0.20=1.65 6.88+1.65=8.53 8.53×0.20=1.71 6.88+1.71=8.59 8.59×0.20=1.72 9.23+1.72=10.95 1)不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(2.14+2.79)+1.4×2.63=9.60kN 上层立杆传递作用力:N2=9.05×0.20=1.81,N=N1+N2=9.60+1.81=11.41kN N/（?A）=11.41×1000/(0.188×424)=143.14N/mm
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2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+ NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(2.14+2.79)+0.9×1.4×2.63=9.23kN 上层立杆传递作用力:N2=8.59×0.20=1.72,N=N1+N2=9.23+1.72=10.95kN N/（?A）＋MW/W=10.95×1000/(0.188×424)＋280000/4490=199.73N/mm
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立杆稳定性为199.73N/mm＜f=205N/mm,满足要求。 7.支撑支承面验算
钢管立杆高配套底座200×100mm,支承面为混凝土板（按C20考虑）支承板厚=100mm 上部荷载为：F=10.95kN （1）支承面受冲切承载力验算
βs=2.00,ft=1.10N/mm,h0=85mm,βh=1.00 η=0.4+1.2/βs=1.00,σ(0.7βhft+0.25σ
pc,m
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=0N/mm,um=2×(200+85)+2×(100+85)=940mm
)ηumh0=[(0.7×1.0×1.10+0.25×0)×1.00×940×85]=61.52kN
受冲切承载力61.52kN＞F=10.95kN,满足要求。 (2)支承面局部受压承载力验算
Ab=(0.20+2×0.10)×(0.10×3)=0.12m,Al=0.20×0.10=0.02m βl=(Ab/Al)=2.45，fcc=0.85×9600=8160kN/m，ω=0.75 ωβlfccAl=0.75×2×8160×0.02=244.80kN
支承面局部受压承载力244.80kN＞F=10.95kN,满足要求。 8.拉吊卸荷段立杆
8.1+67.75～+78.60m,拉吊段净高度为10.85m,拉吊段计算高度为10.85m,拉吊段底标高为+67.75m,脚手板铺6层。
（1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×10.85=1.16kN 2)构配件自重：NG2k=0.22+1.44+0.16=1.82kN 其中：脚手板重量：6×1.50×0.35×0.07=0.22kN 栏杆、挡脚板重量：6×1.50×0.16=1.44kN 安全网重量：10.85×1.50×0.010=0.16kN 3)活荷载包括：
a.施工荷载：NQk=1.50×0.70/2×(3.00+2.00)=2.63kN b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+67.75m,μz=1.79;水平风荷载标准值ωk=1.79×1.04×0.35=0.65kN/m 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
MW=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωkLah/10=0.9×1.4×0.65×1.50×1.80×1.80/10=0.40kN·m=400000N·mm （2）立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时
N1=1.2(NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(1.16+1.82)+1.4×2.63=7.26kN N/（A）=7.26×1000/(0.188×424)=91.08N/mm 2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.16+1.82)+0.9×1.4×2.63=6.89kN N/（A）＋MW/W=6.89×1000/(0.188×424)＋400000/4490=175.52N/mm 立杆稳定性为175.52N/mm＜f=205N/mm,满足要求。
8.2+56.95～+67.75m,拉吊段净高度为10.80m,拉吊段计算高度为10.80m,拉吊段底标高为+56.95m,脚手板铺6层。
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