发布时间 : 星期一 文章组合扣件式钢管脚手架设计计算书1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+57.20m，脚手架起搭标高为+14.60m,脚手架最大标高+57.40m，采用单管落地+拉吊卸荷的搭设形式，设2个拉吊段分别是+25.20～+39.60m,+39.60～+57.40m。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0.80m；横向水平杆在下，横向水平杆上设有2根纵向水平杆；连墙件按2步3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0.30kN/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=0.74；地面粗糙度按C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=0.30kN/m
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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=0.30×0.27=0.08；施工活荷载QK=3.00×0.27=0.80 作用于纵向水平杆线荷载标准值
永久荷载q1=1.2×(0.0326+0.08)=0.14kN/m;施工活荷载q2=1.4×0.80=1.12kN/m （2）纵向水平杆验算
每根钢管长约6.00m,按四连续梁计算，L=1.50 1) 抗弯强度验算
弯矩系数KM1=-0.107，M1=KM1q1L=-0.107×0.14×1.50=-0.03kN·m 弯矩系数KM2=-0.121，M2=KM2q2L=-0.121×1.12×1.50=-0.30kN·m Mmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kN·m σ=Mmax/W=0.33×10/4490=73.50N/mm
纵向杆的抗弯强度σ=73.50N/mm＜f=205N/mm,满足要求。
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2) 挠度验算
2) 挠度验算
挠度系数Kυ1=0.632，υ1=Kυ1q1L/(100EI)=0.632×(0.14/1.2)×(1500)/(100EI)=0.17mm 挠度系数Kυ2=0.967，υ2=Kυ2q2L/(100EI)=0.967×(1.12/1.4)×(1500)/(100EI)=1.76mm υ
max
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=υ1+υ2=0.17+1.76=1.93mm
max
纵向杆的υ=1.93mm＜[υ]=L/150=10mm与10mm,满足要求。
3）最大支座反力
Rq1=1.143×0.14×1.50=0.24kN，Rq2=1.223×1.12×1.50=2.05kN Rmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN 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=2.29kN 旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15kN （2）横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算，跨度为：L=0.80m 1)抗弯强度验算
Mmax=qL/8＋R中L/3=0.0326×0.80×0.80/8＋2.29×0.80/3=613275N·m=0.61kN·m σ=Mmax/W=613275/4490=136.59N/mm
横向水平杆的抗弯强度σ=136.59N/mm＜f=205N/mm,满足要求。 2）挠度验算
集中荷载产生的挠度为υ1=Pa(3L－4a)/(24EI)=2290×267(3×800－4×267)/(24EI)=1.87mm 均布荷载产生的挠度为υ2=5qL/384EI=5×0.0326×800/(384EI)=0.01mm υ
max
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=υ1＋υ2=1.87+0.01=1.88mm
max
横向水平杆的υ=1.88mm＜[υ]=L/150=5mm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＋R边＋Gk1L/2=2.29＋1.15＋0.0326×0.40=3.45kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=3.45kN＜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 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10.60m, 落地段计算高度为10.60m, 脚手板铺8层。 (1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NGlk=gkH=0.1069×10.60=1.13kN 2)构配件自重： NG2k=1.44+1.92+0.16=3.52kN 其中：脚手板重量：8×1.50×0.40×0.30=1.44kN
栏杆、挡脚板重量：8×1.50×0.16=1.92kN 安全网重量：10.60×1.50×0.010=0.16kN 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=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN b.风荷载标准值计算
风荷载标准值ωk=0.74×1.04×0.30=0.23kN/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=0.9×1.4×0.23×1.50×1.80×1.80/10=0.14kN·m=140000N.mm (2）立杆稳定性验算
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序号 1 2 3 序号 1 2 3 各标高段 立杆作用力(不组合风荷载) +39.60～+57.40m +25.20～+39.60m 落地段 14.60～+25.20 各标高段 立杆作用力（组合风荷载） +39.60～+57.40m +25.20～+39.60m 落地段 14.60～+25.20 10.92 9.92 9.36 11.34 10.34 9.78 上层立杆传递力 0 验算作用力 11.34 11.34×0.20=2.27 10.34+2.27=12.61 12.61×0.20=2.52 9.78+2.52=12.30 上层立杆传递力 0 验算作用力 10.92 10.92×0.20=2.18 9.92+2.18=12.10 12.10×0.20=2.42 9.36+2.42=11.78 1)不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+ NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(1.13+3.52)+1.4×3.00=9.78kN 上层立杆传递作用力:N2=12.61×0.20=2.52,N=N1+N2=9.78+2.52=12.30kN N/（?A）=12.30×1000/(0.188×424)=154.31N/mm
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2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+ NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.13+3.52)+0.9×1.4×3.00=9.36kN 上层立杆传递作用力:N2=12.10×0.20=2.42,N=N1+N2=9.36+2.42=11.78kN N/（?A）＋MW/W=11.78×1000/(0.188×424)＋140000/4490=178.96N/mm
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立杆稳定性为178.96N/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150×150mm,支承面为混凝土板（按C45考虑）支承板厚=180mm 上部荷载为：F=11.78kN （1）支承面受冲切承载力验算
βs=2.00,ft=1.90N/mm,h0=165mm,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×(150+165)+2×(150+165)=1260mm
)ηumh0=[(0.7×1.0×1.90+0.25×0)×1.00×1260×165]=276.51kN
受冲切承载力276.51kN＞F=11.78kN,满足要求。 (2)支承面局部受压承载力验算
Ab=(0.15+2×0.15)×(0.15×3)=0.20m,Al=0.15×0.15=0.02m βl=(Ab/Al)=3.16，fcc=0.85×21100=17935kN/m，ω=0.75 ωβlfccAl=0.75×3×17935×0.02=807.08kN
支承面局部受压承载力807.08kN＞F=11.78kN,满足要求。 8.拉吊卸荷段立杆
8.1+39.60～+57.40m,拉吊段净高度为17.80m,拉吊段计算高度为17.80m,拉吊段底标高为+39.60m,脚手板铺9层。
（1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×17.80=1.90kN 2)构配件自重：NG2k=1.62+2.16+0.27=4.05kN 其中：脚手板重量：9×1.50×0.40×0.30=1.62kN 栏杆、挡脚板重量：9×1.50×0.16=2.16kN 安全网重量：17.80×1.50×0.010=0.27kN 3)活荷载包括：
a.施工荷载：NQk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+39.60m,μz=1.13;水平风荷载标准值ωk=1.13×1.04×0.30=0.35kN/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=0.9×1.4×0.35×1.50×1.80×1.80/10=0.22kN·m=220000N·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×(1.90+4.05)+1.4×3.00=11.34kN N/（
A）=11.34×1000/(0.188×424)=142.26N/mm
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2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.90+4.05)+0.9×1.4×3.00=10.92kN