脚手架计算例题讲解

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1、扣件式落地双排脚手架计算书计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。脚手架搭设体系剖面图脚手架搭设体系正立面图脚手架搭设体系平面图一、参数信息1. 脚手架搭设参数脚手架从地面开始搭设，搭设高度H： 36.4m； 顶步栏杆高：1.2m；内立杆距离墙长度a： 0.5m； 横杆步距h： 1.8m；总步数：20步；立杆纵距la： 1.5m；立杆横距lb： 1.05m；小横杆伸出内立杆长度a1： 0.3m；扫地杆距地：0.3

2、m； 采用小横杆在上布置，搭接在大横杆上的小横杆根数为2根； 采用的钢管类型为48 X 3.5；连墙件布置方式为二步二跨，连接方式为扣件连接； 连墙件扣件连接方式为双扣件，扣件抗滑承载力折减系数为1； 脚手架沿墙纵向长度1： 185m；2. 荷载参数(1) 活荷载参数结构脚手架均布活荷载：3kN/m2 ；结构脚手架同时施工层数：1层;(2) 风荷载参数工程所在地，基本风压Wo： 0.45kN/m2； 地面粗糙度类别为：B类(城市郊区)；(2)静荷载参数1) 脚手板参数 选用木脚手板，按规范要求铺脚手板； 脚手板自重：0.35kN/m2；铺设层数：1层；2) 挡脚板参数选用木脚手板(220X48

3、X3000)，铺脚手板层设挡脚板 挡脚板自重：0.08kN/m；挡脚板铺设层数：1层；3) 防护栏杆 铺脚手板层设防护栏杆，每步防护栏杆根数为2根，总根数为8根4) 围护材料2300目/100cm2, A0=1.3mm2密目安全网全封闭。密目网选用为：2300 目/100cm2, A0=1.3mm2； 密目网自重：0.01kN/m2；二、小横杆的计算小横杆在大横杆的上面，考虑活荷载在小横杆上的最不利布置，验算强度和 挠度时不计小横杆的悬挑荷载，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。1. 均布荷载值计算作用在小横杆上的荷载标准值：q=0.038+0.350X 1.5/3+3X 1.5/3 = 1.

4、713 kN/m；作用在小横杆上的荷载设计值：q=1.2X(0.038+0.350X 1.5/3) +1.4X3X 1.5/3 = 2.356 kN/m；2. 强度验算最大弯矩 M = ql2/8 =2.356X1.052/8 = 0.325 kN.m；最大应力计算值。二 M / W =0.325 X 106/5.08 X 103=63.917 N/mm2；小横杆实际弯曲应力计算值o=63.917N/mm2小于抗弯强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！3. 挠度验算最大挠度v = 5ql4/384EI5.0X1.713X10504/(384X2.06X105X12.19X104)=1.0

5、80 mm；小横杆实际最大挠度计算值v=1080mm小于最大允许挠度值min (1050/180, 10) =5. 675mm，满足要求！三、大横杆的计算 小横杆在大横杆的上面,小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆,所 以,大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。计算小横杆传递 给大横杆的集中力时,计入小横杆的悬挑荷载。1. 小横杆传递给大横杆的集中力计算 内排大横杆受到的集中力标准值：F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5X1.713X1.05X(1+0.3/1.05)2=1.487 kN； 内排大横杆受到的集中力设计值：F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5X2

6、.356X1.05X(1+0.3/1.05)2=2.045 kN； 外排大横杆受到的集中力标准值：F=0.5qlb1+(a1/lb)2=0.5X1.713X1.05X1+(0.3/1.05)2=0.973 kN；外排大横杆受到的集中力设计值：F=0.5qlb1+(a1/lb)2=0.5X2.356X1.05X1+(0.3/1.05)2=1.338 kN；2. 大横杆受力计算大横杆按三跨(每跨中部)均有集中活荷载分布计算，由脚手架大横杆试验 可知，大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的，按以上荷载分布进行计算可以满 足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。根据实际受力情况进行电算，得到计算简图及内

7、力、变形图如下(内排大横 杆、外排大横杆计算方式完全相同，下面是内排大横杆的计算过程，外排大横杆计算过程从略，仅给出最终计算结果)：弯矩和剪力计算简图弯矩图(kNm)II f | J2 _剪力图(kN)l.-WSnl門L.4kN|询?伽皿虹blLWINin mill LitllLlllLlTlLimilL4H7klMrsmIS4KI15D0SOD WO “ 90 5D0 BO 500 | SW BTO 500变形计算简图IM变形图(mm)计算得到内排大横杆：最大弯矩：M= 0.828 kN.m最大变形：v二3.875 mm 最大支座反力：F= 6.756 kN计算得到外排大横杆(计算过程从略)

8、：最大弯矩：M= 0.546 kN.m 最大变形：v二2.554 mm 最大支座反力：F= 4.447 kN3. 强度验算最大应力计算值。二 0.828X106/5.08X103=163.044 N/mm2；大横杆实际弯曲应力计算值o=163044N/inm2小于抗弯强度设计值 f=205N/mm2，满足要求！4. 挠度验算最大挠度v =3.875mm；大横杆实际最大挠度计算值v =3. 875mm小于最大允许挠度值min (1500/150, 10) =10. 000mm，满足要求！四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算 扣件的抗滑承载力按照下式计算:R Rc其中 Rc -扣件抗滑承载力设计值。

9、规范规定直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN。扣件抗滑承载力折减系数1,则该工程采用的单扣件承载力取值为 8.000kN,双扣件承载力取值为16.000kN；R -纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。本工程内排大横杆传给内 立杆的竖向作用力为6.756 kN, 外排大横杆传给外立杆的竖向作用力为4.447 kN；作业层内力杆扣件抗滑承载力验算：内立杆受到的竖向作用力R=6756kNW8.000k N,内力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！作业层外力杆扣件抗滑承载力验算：外立杆受到的竖向作用力R=4 447kNW8.000k N,外力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满

10、足要求！五、脚手架立杆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. 确定按稳定计算的脚手架搭设高度HsHs=H/(1-0.001H)=36.4/(1-0.001X36.4)=37.775m；2. 静荷载标准值计算(1)结构自重标准值NG1k采用48 X 3.5钢管。外立杆：NG1k= gk Hs=0.1360X37.775=5.137kN；内立杆：NG1k= gk Hs=0.1136X37.775=4.291 kN；构配件自重标准值NG2k1) 脚手板的自重标准值NG2k1采用木脚手板，自重标准值gkl=0.35kN/m2，铺设层数nl=l层。外立杆：NG2kl二 n1X0.5X

11、lbXlaXgk1 = 1X0.5X 1.05X 1.5X0.35=0.276 kN；内立杆：NG2k1二 n1X(0.5Xlb+a1)XlaXgk1= 1X(0.5X1.05+0.3)X1.5X0.35=0.433 kN；2) 挡脚板的自重标准值NG2k2采用木脚手板(220X48X3000),自重标准值gk2=0.08kN/m，铺设层数n2=1 层。外立杆：NG2k2二 n2XlaXgk2 = 1X1.5X0.08=0.120 kN；3) 防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3采用48 X 3.5钢管，自重标准值gk3=0.0384kN/m，总根数n3=8根。外立杆：NG2k3二 n3X(l

12、aXgk3+0.0132) = 8X(1.5X0.0384+0.0132) =0.566 kN；4) 围护材料的自重标准值NG2k4采用2300目/100cm2, A0=1.3mm2密目安全网全封闭，自重标准值 gk4=0.01kN/m2。外立杆：NG2k4二 laX H Xgk4 =1.5X36.4X0.01=0.546 kN；5) 附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5搭接在大横杆上的小横杆根数n4=2根，铺设层数n5=1层，采用48 X3.5钢管，自重标准值gk6=0.0384kN/m。外立杆：NG2k5二 n5Xn4X(0.5XlbXgk6+0.0132)= 1X2X(0.5X1.05X

13、0.0384+0.0132)=0.067 kN；内立杆：NG2k5二 n5Xn4X (0.5Xlb+a1)Xgk6+0.0132= 1X2X(0.5X1.05+0.3)X0.0384+0.0132= 0.090 kN；6) 构配件自重标准值NG2k合计外立杆：NG2k=0.276+0.120+0.566+0.546+0.067=1.575 kN；内立杆：NG2k=0.433+0.090=0.523 kN；3. 活荷载标准值计算活荷载按照1个结构作业层(荷载为3 kN/m2)计算，活荷载合计值EQk=3 kN/m2。外立杆：刀NQk二 0.5XlbXlaXEQk = 0.5X 1.05X 1.5

14、X3=2.363kN；内立杆：刀NQk = (0.5Xlb+a1)XlaXEQk = (0.5X1.05+0.3) X1.5X3=3.713 kN；4. 风荷载标准值计算Wk=0.7口z口s0其中3 0 基本风压(kN/m2)，按照荷载规范规定采用：30 = 0.45 kN/m2；口s 风荷载体型系数：口s=1.30 =1.3X0.868=1.128； 0为挡风系数， 考虑了脚手架和围护材料的共同作用，计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。口 z 风荷载高度变化系数，按照荷载规范的规定采用：脚手架底部口 z二 1.00，脚手架顶部uz= 1.56；经计算得到，风荷载标准值为:脚手架底部 Wk =

15、 0.7X0.45X 1.00X 1.128 = 0.355 kN/m2；脚手架顶部 Wk = 0.7X0.45X 1.56X 1.128 = 0.554 kN/m2；六、立杆稳定性计算(一) 基本数据计算1. 立杆长细比验算 依据扣件式规范第5. 1 . 9条：长细比入二 10/i = kuh/i=uh/i (k 取为 1)查扣件式规范表5.3.3得：口 = 1.500；立杆的截面回转半径：i二1.580 cm；入二 1.500X1.8X100/1.580=170.886立杆实际长细比计算值入=170.886小于容许长细比210,满足要求！2确定轴心受压构件的稳定系数d长细比入二 10/i = kh/i=1.155X 1.500X 1.8X 100/1.580=197.373；稳定系数d查扣件式规范附录C表得到：= 0