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组合扣件式钢管脚手架设计计算书(悬挑型钢+拉吊卸荷)
1.计算参数设定 （1）脚手架基本参数
楼层最大标高+101.20m，脚手架起搭标高为+14.70m，脚手架最大标高+102.50m，采用悬挑型钢+拉吊卸荷的搭设形式，设6个卸荷段分别是+14.70～+29.70m,+29.70～+44.70m,+44.70～+59.70m,+59.70～
+74.70m,+74.70～+89.70m,+89.70～+102.50m，其中设1个型钢支承段分别是+14.70～+102.50m。悬挑型钢采用16号工字钢@1.50m,锚固段1.38m，采用直径16mm锚固钢筋,悬挑型钢端部采用Φ14mm钢丝绳@1.50m，与结构拉结吊环Φ20mm。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1根纵向水平杆；连墙件按每层三跨布置，脚手架满铺ф8焊接钢筋脚手板。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ф8焊接钢筋脚手板,自重标准值为0.11kN/m
栏杆与挡板采用栏杆、ф8焊接钢筋脚手板挡板,自重标准值为0.11kN/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=0.65，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 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=0.11×0.40=0.04kN/m； 施工活荷载QK=3.00×0.40=1.20kN/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+0.04)=0.09kN/m,施工活荷载：q2=1.4×1.20=1.68kN/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=-0.107×0.09×1.50=-0.02kN·m 弯矩系数KM2=-0.121,M2=KM2q2L=-0.121×1.68×1.50=-0.46kN·m Mmax=M1+M2=0.02+0.46=0.48kN·m,σ=Mmax/W=0.48×10/4490=106.90kN·m
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纵向杆的抗弯强度σ=106.90N/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×(0.09/1.2)×(1500)/(100EI)=0.11mm 挠度系数Kυ2=0.967,υ2=Kυ2q2L/(100EI)=0.967×(1.68/1.4)×(1500)/(100EI)=2.65mm υ
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=υ1+υ2=0.11+2.65=2.76mm
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纵向杆的υ=2.76mm＜[υ]=L/150=10mm与10mm,满足要求。
3）最大支座反力
Rq1=1.143×0.09×1.50=0.15kN,Rq2=1.223×1.68×1.50=3.08kN, Rmax=Rq1+Rq2=0.15+3.08=3.23kN 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=3.23kN, 旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.62kN （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/4=0.0326×0.80×0.80/8＋3.23×0.80/4=650000N·mm=0.65kN·m σ=Mmax/W=650000/4490=144.77N/mm
横向水平杆的抗弯强度σ=144.77N/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)=3230×800/(48EI)=1.55mm 均布荷载产生的挠度为:υ2=5qL/384EI=5×0.0326×800/(384EI)=0.01mm υ
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=υ1＋υ2 =1.55+0.01=1.56mm
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横向水平杆的υ=1.56mm＜[υ]=L/150=5.33mm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=3.23＋0.0326×0.40=3.24kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=3.24kN＜Rc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。
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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，?=0.188。
6.1 +14.70～+102.50m型钢支承段立杆验算、型钢承载力验算、拉吊卸荷段立杆验算 序号 1 2 3 4 5 6 序号 1 2 3 4 5 6 各标高段 +89.70～+102.50m +74.70～+89.70m +59.70～+74.70m +44.70～+59.70m +29.70～+44.70m 悬挑段 +14.70～+29.70m 6.1.1+89.70～+102.50m,拉吊段净高度为12.80m,拉吊段计算高度为12.80m,拉吊段底标高为+89.70m,脚手板铺7层。 （1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×12.80=1.37kN 2)构配件自重：NG2k=0.46+1.16+0.19=1.81kN 其中：脚手板重量：7×1.50×0.40×0.11=0.46kN 栏杆、挡脚板重量：7×1.50×0.11=1.16kN 安全网重量：12.80×1.50×0.010=0.19kN 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+89.70m,μz=1.43;水平风荷载标准值ωk=1.43×1.04×0.30=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=0.27kN·m=270000N·mm （2）立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时
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各标高段 +89.70～+102.50m +74.70～+89.70m +59.70～+74.70m +44.70～+59.70m +29.70～+44.70m 悬挑段 +14.70～+29.70m 立杆作用力（组合风荷载） 7.60 8.20 8.20 8.20 8.20 8.20 上层立杆传递力 0 7.60×0.20=1.52 验算作用力 7.60 8.20+1.52=9.72 9.72×0.20=1.94 8.20+1.94=10.14 10.14×0.20=2.03 8.20+2.03=10.23 10.23×0.20=2.05 8.20+2.05=10.25 10.25×0.20=2.05 8.20+2.05=10.25 立杆作用力(不组合风荷载) 8.02 8.62 8.62 8.62 8.62 8.62 上层立杆传递力 0 8.02×0.20=1.6 验算作用力 8.02 8.62+1.6=10.22 10.22×0.20=2.04 8.62+2.04=10.66 10.66×0.20=2.13 8.62+2.13=10.75 10.75×0.20=2.15 8.62+2.15=10.77 10.77×0.20=2.15 8.62+2.15=10.77 N1=1.2(NGlk+NG2k）＋1.4ΣNQk=1.2×(1.37+1.81)+1.4×3.00=8.02kN N/（A）=8.02×1000/(0.188×424)=100.61N/mm 2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.37+1.81)+0.9×1.4×3.00=7.60kN N/（A）＋MW/W=7.60×1000/(0.188×424)＋270000/4490=155.48N/mm 立杆稳定性为155.48N/mm＜f=205N/mm,满足要求。
6.1.2+74.70～+89.70m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底标高为+74.70m,脚手板铺8层。 （1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×15.00=1.60kN 2)构配件自重：NG2k=0.53+1.32+0.23=2.08kN 其中：脚手板重量：8×1.50×0.40×0.11=0.53kN 栏杆、挡脚板重量：8×1.50×0.11=1.32kN 安全网重量：15.00×1.50×0.010=0.23kN 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+74.70m,μz=1.36;水平风荷载标准值ωk=1.36×1.04×0.30=0.42kN/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=0.9×1.4×0.42×1.50×1.80×1.80/10=0.26kN·m=260000N·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×(1.60+2.08)+1.4×3.00=8.62kN 上层立杆传递作用力:N2=8.02×0.20=1.6,N=N1+N2=8.62+1.6=10.22kN N/（A）=10.22×1000/(0.188×424)=128.21N/mm 2)组合风荷载时
N1=1.2（NGlk+NG2k）＋0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.60+2.08)+0.9×1.4×3.00=8.20kN 上层立杆传递作用力:N2=7.60×0.20=1.52,N=N1+N2=8.20+1.52=9.72kN N/（A）＋MW/W=9.72×1000/(0.188×424)＋260000/4490=179.85N/mm 立杆稳定性为179.85N/mm＜f=205N/mm,满足要求。
6.1.3+59.70～+74.70m,拉吊段净高度为15.00m,拉吊段计算高度为15.00m,拉吊段底标高为+59.70m,脚手板铺8层。 （1）荷载计算
1)脚手架结构自重：NG1k=gkH=0.1069×15.00=1.60kN 2)构配件自重：NG2k=0.53+1.32+0.23=2.08kN 其中：脚手板重量：8×1.50×0.40×0.11=0.53kN 栏杆、挡脚板重量：8×1.50×0.11=1.32kN 安全网重量：15.00×1.50×0.010=0.23kN 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+59.70m,μz=1.20;水平风荷载标准值ωk=1.20×1.04×0.30=0.37kN/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=0.9×1.4×0.37×1.50×1.80×1.80/10=0.23kN·m=230000N·mm
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