普通型鋼懸挑腳手架計(jì)算書（施工方案）
一、參數(shù)信息:
1.腳手架參數(shù)
雙排腳手架搭設(shè)高度為17.4米，立桿采用單立桿；
搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為1.5米，立桿的橫距為0.8米，立桿的步距為1.8米；
內(nèi)排架距離墻長度為0.30米；
大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2根；
腳手架沿墻縱向長度為150米；
采用的鋼管類型為Φ48×3.0；
橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù)0.80；
連墻件布置取兩步三跨，豎向間距3.6米，水平間距4.5米，采用扣件連接；
連墻件連接方式為雙扣件連接；
2.活荷載參數(shù)
施工均布荷載(kN/m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；
同時(shí)施工層數(shù):一層；
3.風(fēng)荷載參數(shù)
本工程地處江西省九江市，查荷載規(guī)范基本風(fēng)壓為0.350，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz為1.000，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs為0.645；
計(jì)算中考慮風(fēng)荷載作用；
4.靜荷載參數(shù)
每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.1248；
腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.140；
安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):6層；
腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、木腳手板擋板；
5.水平懸挑支撐梁
懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.2米，建筑物內(nèi)錨固段長度1.8米。
與樓板連接的螺栓直徑(mm):16.00；
樓板混凝土標(biāo)號(hào):C25；
6.拉繩與支桿參數(shù)
支撐數(shù)量為:1；
鋼絲繩安全系數(shù)為:8.000；
鋼絲繩與墻距離為(m):1.10；
懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物1.1m。
二、大橫桿的計(jì)算:
按照《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-20**)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。
1.均布荷載值計(jì)算
大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.033kN/m；
腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.3×0.8/(2+1)=0.08kN/m；
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×0.8/(2+1)=0.533kN/m；
靜荷載的設(shè)計(jì)值:q1=1.2×0.033+1.2×0.08=0.136kN/m；
活荷載的設(shè)計(jì)值:q2=1.4×0.533=0.747kN/m；
2.強(qiáng)度驗(yàn)算
跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。
跨中最大彎距計(jì)算公式如下:
跨中最大彎距為M1ma*=0.08×0.136×1.52+0.10×0.747×1.52=0.192kN.m；
支座最大彎距計(jì)算公式如下:
支座最大彎距為M2ma*=-0.10×0.136×1.52-0.117×0.747×1.52=-0.227kN.m；
選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：
σ=Ma*(0.192×106,0.227×106)/4490=50.557N/mm2；
大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為σ=50.557N/mm2小于大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！
3.撓度驗(yàn)算:
最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。
計(jì)算公式如下：
其中：
靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q1=P1+P2=0.033+0.08=0.113kN/m；
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q2=Q=0.533kN/m；
最大撓度計(jì)算值為：
V=0.677×0.113×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.533×15004/(100×2.06×105×107800)=1.379mm；
大橫桿的最大撓度1.379mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10mm，滿足要求！
三、小橫桿的計(jì)算:
根據(jù)JGJ130-20**第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。
1.荷載值計(jì)算
大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1=0.033×1.5=0.05kN；
腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3×0.8×1.5/(2+1)=0.120kN；
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=2×0.8×1.5/(2+1)=0.800kN；
集中荷載的設(shè)計(jì)值:P=1.2×(0.05+0.12)+1.4×0.8=1.324kN；
2.強(qiáng)度驗(yàn)算
最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和
均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:
Mqma*=1.2×0.033×0.82/8=0.003kN.m；
集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:
Mpma*=1.324×0.8/3=0.353kN.m；
最大彎矩M=Mqma*+Mpma*=0.356kN.m；
最大應(yīng)力計(jì)算值σ=M/W=0.356×106/4490=79.342N/mm2；
小橫桿的最大彎曲應(yīng)力σ=79.342N/mm2小于小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205N/mm2，滿足要求！
3.撓度驗(yàn)算
最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和
小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下:
Vqm
a*=5×0.033×8004/(384×2.06×105×107800)=0.008mm；大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.05+0.12+0.8=0.97kN；
集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下:
Vpma*=969.95×800×(3×8002-4×8002/9)/(72×2.06×105
×107800)=0.794mm；
最大撓度和V=Vqma*+Vpma*=0.008+0.794=0.802mm；
小橫桿的最大撓度為0.802mm小于小橫桿的最大容許撓度800/150=5.333與10mm,滿足要求！
四、扣件抗滑力的計(jì)算:
按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為6.40kN。
縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取6.40kN；
R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；
大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN；
小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.033×0.8/2=0.013kN；
腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P3=0.3×0.8×1.5/2=0.18kN；
活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Q=2×0.8×1.5/2=1.2kN；
荷載的設(shè)計(jì)值:R=1.2×(0.05+0.013+0.18)+1.4×1.2=1.972kN；
R<6.40kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!
五、腳手架立桿荷載的計(jì)算:
作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：
(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，為0.1248
NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00=2.746；
(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3
NG2=0.3×3×1.5×(0.8+0.3)/2=0.742kN；
(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；采用欄桿、木腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.14
NG3=0.14×3×1.5/2=0.315kN；
(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005
NG4=0.005×1.5×18=0.135kN；
經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.938kN；
活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。
經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值
NQ=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算
其中Wo--基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-20**)的規(guī)定采用：
Wo=0.35kN/m2；
Uz--風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-20**)的規(guī)定采用：
Uz=1；
Us--風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.645；
經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值
Wk=0.7×0.35×1×0.645=0.158kN/m2；
不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.938+1.4×2.4=8.086kN；
考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.938+0.85×1.4×2.4=7.582kN；
風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW為
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.158×1.5×
1.82/10=0.091kN.m；
六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:
不考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為：
立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值：N=8.086kN；
計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.59cm；
計(jì)算長度附加系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得：k=1.155；當(dāng)驗(yàn)算桿件長細(xì)比時(shí)，取塊1.0；
計(jì)算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得：μ=1.5；
計(jì)算長度,由公式lo=k×μ×h確定：l0=3.118m；
長細(xì)比Lo/i=196；
軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細(xì)比lo/i的計(jì)算結(jié)果查表得到：φ=0.188；
立桿凈截面面積：A=4.24cm2；
立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；
鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：[f]=205N/mm2；
σ=8086/(0.188×424)=101.441N/mm2；
立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=101.441N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！
考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式
立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=7.582kN；
計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.59cm；
計(jì)算長度附加系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得：k=1.155；
計(jì)算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表5.3.3得：μ=1.5；
計(jì)算長度,由公式l0=kuh確定：l0=3.118m；
長細(xì)比:L0/i=196；
軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到：φ=0.188
立桿凈截面面積：A=4.24cm2；
立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；
鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：[f]=205N/mm2；
σ=7582.08/(0.1
88×424)+91392.178/4490=115.473N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=115.473N/mm2小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205N/mm2，滿足要求！
七、連墻件的計(jì)算:
連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算：
Nl=Nlw+N0
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.158kN/m2；
每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw=16.2m2；
按《規(guī)范》5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN),N0=5.000kN；
風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：
Nlw=1.4×Wk×Aw=3.584kN；
連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值Nl=Nlw+N0=8.584kN；
連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：
Nf=φ·A·[f]
其中φ--軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；
由長細(xì)比l0/i=300/15.9的結(jié)果查表得到φ=0.949，l為內(nèi)排架距離墻的長度；
又：A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；
連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN；
Nl=8.584<Nf=82.487,連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！
連墻件采用雙扣件與墻體連接。
由以上計(jì)算得到Nl=8.584小于雙扣件的抗滑力12.8kN，滿足要求！
八、懸挑梁的受力計(jì)算:
懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算。
懸臂部分受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點(diǎn)，A為墻支點(diǎn)。
本方案中，腳手架排距為800mm，內(nèi)排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點(diǎn)距離墻體為1100mm，
水平支撐梁的截面慣性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面積A=26.1cm2。
受腳手架集中荷載N=1.2×3.938+1.4×2.4=8.086kN；
水平鋼梁自重荷載q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；
各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為
R[1]=9.858kN；
R[2]=7.193kN；
R[3]=-0.142kN。
最大彎矩Mma*=1.318kN.m；
最大應(yīng)力σ=M/1.05W+N/A=1.318×106/(1.05×141000)+
0×103/2610=8.903N/mm2；
水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值8.903N/mm2小于水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm2,滿足要求！
九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算:
水平鋼梁采用16~20號(hào)槽鋼,計(jì)算公式如下
其中φb--均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算：
φb=570×9.9×88×235/(1100×160×235)=2.82
由于φb大于0.6，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-20**)附表B，得到φb值為0.97。
經(jīng)過計(jì)算得到最大應(yīng)力σ=1.318×106/(0.97×141000)=9.636N/mm2；
水平鋼梁的穩(wěn)定性計(jì)算σ=9.636小于[f]=215N/mm2,滿足要求!
十、拉繩的受力計(jì)算:
水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計(jì)算
其中RUicosθi為鋼繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。
各支點(diǎn)的支撐力RCi=RUisinθi
按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：
RU1=10.5kN；
十一、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算:
鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算：
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為
RU=10.5kN
如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算：
其中[Fg]--鋼絲繩的容許拉力(kN)；
Fg--鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)，
計(jì)算中可以近似計(jì)算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)；
α--鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8；
K--鋼絲繩使用安全系數(shù)。
計(jì)算中[Fg]取10.5kN，α=0.82，K=8，得到：
經(jīng)計(jì)算，鋼絲繩最小直徑必須大于15mm才能滿足要求！
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算
鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N，為
N=RU=10.5kN
鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為
其中[f]為拉環(huán)受力的單肢抗剪強(qiáng)度，取[f]=125N/mm2；
所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑D=(1049.972×4/3.142×125)1/2=11mm；
十二、錨固段與樓板連接的計(jì)算:
1.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算如下：
水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)受力R=0.142kN；
水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為:
其中[f]為拉環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.9.8條[f]=50N/mm2；
所需要的水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)最小直徑D=[141.844×4/(3.142×50×2)]1/2=1.344mm；
水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側(cè)30cm以上搭接長度。
2.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計(jì)算如下：
錨固深度計(jì)算公式:
其中N--錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N=0.1
42kN；d--樓板螺栓的直徑，d=16mm；
[fb]--樓板螺栓與混凝土的容許粘接強(qiáng)度，計(jì)算中取1.57N/mm2；
[f]--鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取215N/mm2；
h--樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度，經(jīng)過計(jì)算得到h要大于
141.844/(3.142×16×1.57)=1.797mm。
螺栓所能承受的最大拉力F=1/4×3.14×162×215×10-3=43.21kN
螺栓的軸向拉力N=0.142kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=43.206kN，滿足要求！
3.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，混凝土局部承壓計(jì)算如下：
混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:
其中N--錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向壓力，N=7.193kN；
d--樓板螺栓的直徑，d=16mm；
b--樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長，b=5×d=80mm；
fcc--混凝土的局部擠壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，計(jì)算中取0.95fc=16.7N/mm2；
經(jīng)過計(jì)算得到公式右邊等于103.52kN，大于錨固力N=7.19kN，樓板混凝土局部承壓計(jì)算滿足要求!
篇2：腳手架計(jì)算書
一、計(jì)算說明:
本計(jì)算書是依據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-20**編制而成的。因腳手架所受荷載變異性較大;扣件接點(diǎn)屬于半剛性,且接點(diǎn)剛性大小與扣件質(zhì)量有關(guān),接點(diǎn)性能存在較大變異;腳手架結(jié)構(gòu)、構(gòu)件存在初始缺陷,如桿件的初彎曲、銹蝕,搭設(shè)尺寸誤差、受荷偏心等均較大;與墻的連接點(diǎn),對腳手架的約束性較大,針對以上問題尚不具備獨(dú)立進(jìn)行概率分析的條件,故對結(jié)構(gòu)抗力乘以小于1的調(diào)整系數(shù)-/γR`,其值是與常用安全系數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)確定。
扣件式鋼管腳手架,一般情況下,偏心產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力不大,予以忽略,并在有關(guān)調(diào)整系數(shù)中加以了考慮。
按照《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定,對本工程所使用的鋼管Q235-A級(jí)鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f取為:205N/MM2。
二、計(jì)算搭設(shè)高度計(jì)算
已知:立桿橫距b=1.5米;立桿縱距ι=1.2米;橫桿步距L=1.5米;內(nèi)立桿距離建筑物b1=0.35米;腳手架步距h=1.5米,鋪設(shè)腳手板按2層考慮;腳手架與建筑物拉結(jié)點(diǎn)的位置,豎向間距H1=3h=4.5米,水平距離L1=3L=4.5米;鋼管為φ48×3.5;施工荷載QK=2.0KN/M2。
試驗(yàn)算采用單根鋼管作立桿,其允許搭設(shè)高度為:
1.查有關(guān)表格得:φAf=47.028KN。
2.查有關(guān)表格得:NG K 2=2.156KN。
3.因是兩個(gè)操作層同時(shí)施工,故QK=4.0KN/M2,查有關(guān)表格得:NQ K =5.70KN。
4. 查有關(guān)表格得:NG K 1=0.411KN。
5.將查得數(shù)值代入公式中,其中KA=0.85
H = [KAφAf-1.30(1.2 NG K 2+1.4 NQ K)]/1.2 NG K 1
=[0.85×47.082-1.3(1.2×2.156+1.4×5.70)]/1.2×0.411
=52.9米
最大允許搭設(shè)高度為HMA*=H/(1+H/100)=34.6米>21米(本工程腳手架高度)故滿足工程施工需要。
三、腳手架整體穩(wěn)定性計(jì)算
H=21米,其折合步數(shù)n1=21/1.5=14步。
求證:N/φA≤KAKHf
雙鋼管部分,每一步縱距腳手架的自重
NG K 1`= NG K 1+2×1.5×0.376(鋼管自重)+0.014×4(扣件自重)
=0.411 + 1.128 + 0.056 =1.595KN
N =1.2n1NG K 1+1.4 NQ K=1.2×14×0.411+1.4×5.70=14.88KN
b =1.5H1=4.5
λ* = 2H1/ b=9/1.5=6
由b =1.5H1=3 h 查有關(guān)表格得μ=30
λO* =μλ* =30×6 = 180
由λO* = 180 查有關(guān)表格得φ= 0.220
立桿采用單鋼管,KA =0.85
高度調(diào)整系數(shù)KH = I/(1+H/100)=1/(1+21/100)= 0.826
將N、φ、KA、KH代入公式得N/φA = 14.88×103/0.220×2492 =25.3N/MM2
KA×KH×f=0.85×0.826×205=143.9 N/MM2>25.3N/MM2
故腳手架搭設(shè)符合安全要求。
四、縱向水平桿、橫向水平桿計(jì)算:
計(jì)算說明:縱向、橫向水平桿自重與腳手板自重相比很小,忽略不計(jì)。
抗剪承載力:[V]=Afv/k1=(489.3mm2×120 N/mm2)/1.5=39.14KN
K1為截面形狀尺寸。::橫縱向水平桿的荷載有一只扣件傳遞,一只扣件的抗滑承載力設(shè)計(jì)值只有8.0KN,遠(yuǎn)小于[V],所以只要滿足扣件的抗滑力,桿件抗剪力也肯定能滿足。
篇3：辦公樓工程腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書
辦公樓工程腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書：
1、腳手架搭設(shè)高度H總：
外架應(yīng)高出屋面欄板1.2m，所以H總=0.35m+28m+1.2m=29.55m，其中0.35m是室內(nèi)外的高差。
2、搭設(shè)材料要求：
落地竹腳手架使用的毛竹材應(yīng)為三年生長期，長5m以上、厚6mm以上新竹或經(jīng)搭設(shè)連續(xù)使用保持韌性，表面為表或黃色的舊竹。凡有腐爛、蟲蛀、通裂、刀傷、霉變等不得使用。落地竹腳手架各桿件直徑要求如下：
①、立桿：有效使用段內(nèi)小頭直徑為60mm；
②、大橫桿：有效使用段內(nèi)小頭直徑為60mm；
③、鋪榀橫桿：有效使用段內(nèi)小頭直徑為60mm；
④、小橫桿：小頭直徑為60mm；
⑤、頂桿：小頭直徑為55mm；
⑥、剪刀撐桿：有效使用段內(nèi)小頭直徑為60mm；
⑦、欄桿、擋腳桿：有效使用段內(nèi)小頭直徑為45mm。
竹榀應(yīng)使用質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，其表層呈青、黃色、韌性好、無腐爛、蟲蛀、斷裂，30mm左右寬的元竹片編織而成，榀經(jīng)長1.0-1.2m，緯長同搭設(shè)架凈寬（立桿之間的凈距），經(jīng)竹片不少于5道，四周經(jīng)緯竹片應(yīng)鉆孔，用鉛絲綁扎封閉。綁扎繩系特制聚丙經(jīng)拉絲制成，其規(guī)格通常為0.5mm × 5mm，拉力不小于0.25KN，根據(jù)綁扎需要裁成定長。聯(lián)墻桿使用材料有：
①、φ6圓鋼或8＃鉛絲作拉結(jié)材料；毛竹或40mm×60mm小方木作壓（頂）結(jié)材料。
⑵法蘭螺栓經(jīng)改制與圓鋼（或鉛絲）配合的專設(shè)拉、壓聯(lián)結(jié)式工具。
3、搭設(shè)與防護(hù)的基本要求：
①、采用雙排搭設(shè)。
②、立桿橫向間距為1.2m；縱向間距為1.5m；里立桿距建筑物距離為0.20m。立桿搭接長度為2m，用綁扎繩綁扎三道，立桿的有效長度為4m。
③、大橫桿：
設(shè)外架步數(shù)為16步，除底皮架高2.0m外，其余15步架均為1.8m。大橫桿搭設(shè)長度為1.5m。
④、小橫桿：
水平間距與立桿橫向間距相同為1.2m，其長度為1.7m，內(nèi)外分別伸出架外0.2m及0.3m。
⑤、腳手板鋪設(shè)：
隔層滿鋪竹榀，竹榀規(guī)格為1.2m×0.9m（長×寬），最底部一步架不鋪竹榀腳手板，從第二步架起，滿鋪竹榀層數(shù)為15層。
⑥、剪刀撐：
縱向距離每隔7m左右設(shè)一組連續(xù)性的剪刀撐，因?yàn)榧舻稉螚U件較少，在計(jì)算架體自重時(shí)忽略這部份桿件重量。
⑦、防護(hù)：
每步架的外側(cè)離大橫桿0.18m高處設(shè)擋腳板一道、1.0m高處再綁扎欄桿一道；另外，在所有架體外側(cè)均掛安全立網(wǎng)進(jìn)行全封閉的防護(hù)，立網(wǎng)規(guī)格L-1.8×6.0每片網(wǎng)重量為4kg。
⑧、架體與建筑物的拉結(jié)：
拉結(jié)點(diǎn)用8＃鉛絲連接，拉結(jié)點(diǎn)處（或其附近）的小橫桿應(yīng)頂住建筑物；拉結(jié)點(diǎn)以二步四跨設(shè)置一點(diǎn)（即3.6m×6.0m）。
⑨、立桿基底處理：
在底部內(nèi)外雙排立桿設(shè)置處，挖橫向長度為1.2m、縱向長度為0.25m、深0.5m的基槽；基槽底應(yīng)先進(jìn)行夯實(shí)后放入墊板，并將內(nèi)外立桿放在墊板上，回填埋好。
⑩、荷載傳遞方式：
用竹榀鋪設(shè)的條件下，施工荷載通過竹榀傳遞給大橫桿，再由大橫桿傳遞給靠近立桿的小橫桿，小橫桿傳遞給立桿，立桿傳至基礎(chǔ)（與地面接觸的墊板）。
4、毛竹的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量選擇：
本地使用的毛竹（又稱楠竹、茅竹、江南竹）是竹類中力學(xué)性能較好的一種。強(qiáng)度近似水曲柳，考慮新舊、粗細(xì)等因素對毛竹影響較大，且影響造成的變化規(guī)律差，因此，在確定其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量時(shí)，按比水曲柳強(qiáng)度低一等級(jí)的樺木（栲木）取值，即設(shè)毛竹的強(qiáng)度等級(jí)為TB15。
5、大橫桿強(qiáng)度、撓度驗(yàn)算：
大橫桿受力按三跨連續(xù)梁計(jì)算，荷載最大時(shí)中間支座彎矩最大，以此彎矩進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算公式：
MB=KMB支.qL2[1]
V=Kf。qL2÷100÷E÷I<[V][2]
σ=MB/v<Fm[3]
條件1:查得KMB支=-0.117、Kf=0.99。
條件2:q-為外側(cè)大橫桿線荷載（所以外側(cè)大橫桿受力最差）。
本外架的外墻裝修及防護(hù)狀況：設(shè)施工荷載為q施=2KN/m2；竹榀自重（以現(xiàn)場使用新竹榀為準(zhǔn)）q榀=60N/m2；大橫桿共四根，四跨長度時(shí)立桿的縱向間距（即L縱=1.5m）；架體凈寬為1.09m（B凈=1.2-0.11=1.09m）。
q內(nèi)=6.667N/m(所以外架防護(hù)由立網(wǎng)張掛在外側(cè)大橫桿內(nèi)全封閉防護(hù)，三跨二步的立網(wǎng)重量為：4÷1.8+3×1.5×1.0=47.22kg，兩立桿間的大橫桿長度為1.5m，立網(wǎng)重量作用在外側(cè)大橫桿的線荷載為：1.2×10÷1.8=6.667N/m)。
q=1.4q施.B凈/4+1.2(q榀.B凈/4+q網(wǎng))
=1.4×2×1.09÷4+1.2（0.06×1.09÷4+0.0067）=0.7907KN/m。
條件3：L-每跨長度L=1.5m。
條件4：E-彈性模量，參照樺木（TB15）查得
E=10000N/mm2=10000×10-3KN/m2
條件5：I-毛竹截面慣性矩，以毛竹平均直徑計(jì)算。
I=π（d外4-d內(nèi)4）/64=3.14(114-104) ×10-8÷64=227.8×10-8m4
條件6：WN-毛竹桿件凈截面抵抗矩（以平均直徑計(jì)算）。
WN=π（d外4-d內(nèi)4）/32d外
=3.14×（114-104）×10-8÷32÷11÷10-2=1.42×10-6m3。
把條件1-6分別代入公式[1]、[2]、[3]
M=KMqL2=0.117×0.7907×1.52=0.2082KN.m
V=KfqL4÷100÷E÷I
=0.99×0.7907×1.54÷100÷10000÷103÷227.8÷10-8m=7.12×10-4m
σ=M/Wn=0.208
2×1000÷41.42÷10-8=5.0265×106N/mm2參照查得：抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：fM=15N/mm2
受彎構(gòu)件允許撓度控制值為：[V]=L/200=1.5÷200=7.5×10-3m
因?yàn)棣襪=5.0265N/mm2
v=7.12×10-4<[v]=7.5×10-3m
所以大橫桿強(qiáng)度、撓度滿足要求。
6、小橫桿強(qiáng)度、撓度驗(yàn)算：
小橫桿受力按簡支梁計(jì)算：
M=qL4/8[4]
=qL4/384EI[5]
σm=M/wn<fm[6]
條件1：L-小橫桿的跨度（即架寬）L=B=1.2m
條件2：q-小橫桿所承載的線荷載（設(shè)架體外側(cè)張掛的立網(wǎng)及大橫桿的自重和由大橫桿傳至小橫桿均轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄奢d）。
q小=1.2KN/m2
q大=77.78KN/m2
q均=20÷1.2÷1.5=5.56N/m2
每跨間大橫桿的延長為1.5×4=6.0m
由資料查得每根長度為6m的毛竹重為14kg，因此每跨間大橫桿自重為：14×6.0÷6=14 kg。
q大=14×10÷1.2÷1.5=77.78N/m2
因?yàn)閝=1.4q施×1.2+1.2（q榀+q網(wǎng)+q大）×1.2
=1.4×2×1.2+1.2×（0.06+0.0056+0.07788）×1.2=3.567KN/m
條件3：E-彈性模量，查得E=10000N/mm2
條件4：I-毛竹桿件毛截面慣性矩，同大橫桿計(jì)算I=227.8×10-8m4
條件5：Wn-毛竹桿件凈截面抵抗矩，同大橫桿計(jì)算Wn=41.42×10-6m3
把條件1-5分別代入公式[4]、[5]、[6]
M=qL2/8=3.567×1.22÷8=0.6KN.m
V=5qL4/384EI=5×3.567×1.24÷384÷10000÷103÷227.8÷103=0.00423
σm=M/Wn=0.6×1000÷41.42÷10-6=14.48×106N/m2=14.48N/mm2
參照查得，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fm=15N/mm2
受彎構(gòu)件允許撓度控制值[V]=L/200=1.2÷200=0.006m
因?yàn)椋襪=14.48N/mm2<fm=15N/mm2V=0.00423m<[V]=0.006m
所以小橫桿強(qiáng)度、撓度滿足要求。
7、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算：
立桿強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)對受力最不利情況的桿件進(jìn)行驗(yàn)算，即對第一步架的外側(cè)立桿強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。
驗(yàn)算公式：
σC=N/An≤fc
條件1：N-底部立桿外側(cè)所承受軸壓力N=1.2NGK+1.4NQK
NGK-一個(gè)縱距內(nèi)腳手架自重產(chǎn)生的軸力
NQK-一個(gè)縱距內(nèi)施工荷載
求NGK
q榀-一個(gè)縱距內(nèi)竹榀自重產(chǎn)生的軸力
q榀=8×（1.5×1.2×60）=864N
q立-一個(gè)縱距內(nèi)立桿自重產(chǎn)生的軸力
因?yàn)榱U長度為6m，重約14kg，搭設(shè)長度為2m，有效長度4m，所以一個(gè)縱距內(nèi)16步架以下（高度為29.55m），需用2×8根立桿。
q立=2×8×14×10=2240N
q大小-一個(gè)縱距內(nèi)大、小橫桿的延長長度為
L大小=1.5×4+1.2+1.2+0.2+0.3=7.7m
16步架以下有15步L1=15×7.7=115.5m
q大小=14×10÷6L1=14×10÷6×115.5=2695N
q欄-一個(gè)縱距內(nèi)防護(hù)欄桿，在外側(cè)立桿所產(chǎn)生軸力
q欄=14×10×（15×1.5）÷6=525N
q網(wǎng)-一個(gè)縱距內(nèi)立網(wǎng)在外側(cè)立桿所產(chǎn)生的軸力
q網(wǎng)=4×10×1.8×1.5÷18÷6=150N
所以，NGK=（q榀+q立+q大小）/2+q欄+q網(wǎng)
=（864+2240+2695）/2+525+150=3574.5N
求NQK：
設(shè)有三層同時(shí)施工，分布在10步以下，10步與12步之間，12步以下的架上:
q施=2000N/m2
一個(gè)縱距內(nèi)施工荷載為：
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2 NGK+1.4 NQK=1.2×3574.5+1.4×4320=10337.4N=10.34KN
條件2：An-受壓桿件凈截面面積（以平均直徑計(jì)算）
An=π（d2外-d2內(nèi)）/4=3.14(112-102)×10-4÷4=16.5×10-4m2
把條件1-2分別代入公式：
σC=N/An=10.34÷（16.5×10-4）=6.27N/m.m2
參照查得抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fc=14N/m.m2
因?yàn)椋褻=6.27N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿強(qiáng)度滿足要求。
8、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：
驗(yàn)算公式：
N/ΨAo≤Fc
NGK=q榀+q立+q大小+q欄+q網(wǎng)
=864+2240+2695+525+150=6474N
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×6474+1.4×4320=13816.8N=13.82KN
Ao=2An=2×16.5×10-4=33×10-4m2
求Ψ---縱向彎曲系數(shù)
λ=Lo/i=1800÷（110÷4）=65.45（i=d/4）
因?yàn)棣?65.45<91
所以Ψ=1/[1+(λ÷65)2]=1/[1+(65.45÷65)2]=0.4966N/ΨA0=13.82÷0.4966÷(33×10-4)=8.433N/m.m2
查得抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Fc=14N/m.m2
因?yàn)椋篘/ΨA0=8.433N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿穩(wěn)定性滿足要求。
9、驗(yàn)算連接點(diǎn)的抗風(fēng)強(qiáng)度：
風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式：W=0.75
在本地區(qū)域W0=0.5KN/m2
查表得Bz=1（風(fēng)壓數(shù)）Mz=1.835（風(fēng)壓高度系數(shù)）
Mszu=φus（Hn）n=2雙排
查表得：擋風(fēng)系數(shù) φ=0.114
Wod2均=0.5×1.11×1.11=6.05×10-3
Ws=1.4/1.0=1.4
所以Ustw=0.114×1.4×2×0.93=0.308
W=0.75×1×1.385×0.308×0.5=0.16KN/m2
驗(yàn)算連結(jié)點(diǎn)抗風(fēng)強(qiáng)度：
Na=1.4HL1W=1.4×3.6×4.8×0.16=3.87KW
因?yàn)閇w]=300～500
A=2×12.57=25.14m.m2
λ=N大/A=3.86×107÷25.14=1539N/m.m2<[W]
所以連結(jié)點(diǎn)抗風(fēng)強(qiáng)度滿足要求。
10、基礎(chǔ)驗(yàn)算：
N/A≤[R]
N=13.82KN
A=1.2×0.25=0.3m2(內(nèi)外立桿基底的接觸面積)
N/A=13.82÷0.3=46.07KN/m2
素土承載力[R]=85KN/m2，現(xiàn)場基礎(chǔ)采用C15的素混凝土。
由于N/A=46.07KN/m2<[R]=85KN/m2，所以立桿基礎(chǔ)設(shè)置滿足要求。