建筑施工扣件式钢管脚手架设计计算--挑梁公式错

1建筑施工扣件式钢管脚手架设计计算讲义名词解释1、脚手架：为建筑施工而搭设的上料、堆料与施工作业用的临时结构架。2、双排脚手架（双排架）：由内外两排立杆和水平杆等构成的脚手架3、结构脚手架：用于砌筑和结构工程施工作业的脚手架。4、全封闭脚手架：沿脚手架外侧全长和全高封闭的脚手架。5、半封闭脚手架：遮挡面积占30%~70%的脚手架。6、局部封闭脚手架：遮挡面积小于30%的脚手架。7、敞开式脚手架：仅有作业层栏杆和挡脚板，无其它遮挡设施的脚手架。8、立杆：脚手架中垂直于水平面的竖向杆件。9、纵向水平杆：沿脚手架纵向设置的水平杆。10、横向水平杆：沿脚手架横向设置的水平杆。11、连墙件：连接脚手架与建筑物的构件。12、剪刀撑：在脚手架外侧面成对设置的交叉斜杆。13、脚手架高度：自立杆底座下皮至架顶栏杆上皮之间的垂直距离。立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m（平屋面），高出檐口上皮1.5m（斜屋面）。14、脚手架长度：脚手架纵向两端立杆外皮间的水平距离。15、脚手架宽度：双排脚手架横向两侧立杆外皮之间的水平距离；单排脚手架为外立杆外皮至墙面的距离。16、立杆步距（步）：上下水平杆轴线间的距离。17、立杆纵距（跨）：脚手架立杆的纵向间距。18、立杆横距：脚手架立杆的横向间距，单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距离。19、主节点：立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣接点。20、作业层：上人作业的脚手架铺板层。脚手架力的传递路径：根据公司要求，脚手架一般要求搭设双排脚手架。首先脚手架作业层上的荷载传递给脚手板底的横向水平杆，主节点处的横向水平杆通过扣件传递给立杆，其它部位的横向水平杆上的力传递给纵向水平杆，纵向水平杆上的力通过扣件传递给立杆，立杆所承受的力传递给基础或挑梁。2一、构配件质量要求1、钢管：采用外径48mm，壁厚3.5mm的焊管，符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管。横向水平杆长度不大于2.2m，纵向水平杆长度不大于6.5m。钢管上严禁打孔。2、扣件：采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定。扣件的拧紧力矩40~65N.m，拧紧力矩不大于65N.m，不小于40N.m，相当于在20cm的扳手上悬挂21~33公斤的重物。3、脚手板：天元集团一般使用冲压钢脚手板，材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定，并应有防滑措施。钢脚手板的规格为0.25m×3.0m二、荷载种类三、荷载标准值1、永久荷载标准值：①、每米立杆承受的结构自重标准值可按照下表采用。φ48×3.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值gk1（KN/m）步距（m）脚手架类型纵距（m）1.21.51.82.02.11.20单排0.15810.17230.18650.19580.2004双排0.14890.16110.17340.18150.18561.35单排0.14730.16010.17320.18180.1861双排0.13790.14910.16010.16740.17111.50单排0.13840.15050.16260.17060.1746双排0.12910.13940.14950.15620.15961.80单排0.12530.13600.14670.15390.1575双排0.11610.12480.13370.13950.14242.00单排0.11950.12980.14050.14710.1504双排0.10940.11760.12590.13120.1338注：1、双排脚手架每米立杆承受的结构自重标准值是指内外立杆的平均值；单排脚手架每米立杆承受的结构自重标准值系按双排脚手架外立杆等值采用；2、当采用φ51×3钢管时，每米立杆承受的结构自重标准值可按表中数值乘以0.96采用。②、冲压钢脚手板、木脚手板与竹串片脚手板自重标准值按下表采用。荷载永久荷载（恒荷载）可变荷载（活荷载）脚手架结构自重：包括立杆、纵向、横向水平杆、剪刀撑、横向支撑和扣件等自重。构、配件自重：包括脚手板、栏杆、挡脚板安全网等防护设施的自重。施工荷载：包括作业层上的人员、器具和材料的自重。风荷载3脚手板自重标准值gk21（KN/m2）类别标准值（KN/m2）冲压钢脚手板0.30竹串片脚手板0.35木脚手板0.35③、栏杆与挡脚板自重标准值按下表采用。栏杆、挡脚板自重标准值gk22（KN/m）类别标准值（KN/m）栏杆、冲压钢脚手板挡板0.11栏杆、竹串片脚手板挡板0.14栏杆、木钢脚手板挡板0.14④、脚手架上吊挂的安全设施（安全网、苇席、竹笆及帆布等）的荷载应按实际情况采用。根据《建筑施工手册》可按下表采用。整体拉结和防护材料自重标准值gk3（KN/m2）整体拉结杆件设置情况围护材料封闭类型纵距（m）1.21.51.82.1剪刀撑、增加一道横杆固定封闭材料安全网塑料编织布半0.06020.07530.09040.1054全0.06140.07680.09220.1075席子半0.06380.07980.09580.1117全0.06860.08580.10300.1201竹笆半0.08900.11130.13360.1558全0.11900.19880.17860.2083注：1、gk3计算按满高连续设置于脚手架外立面上的整体拉结杆件（剪刀撑、斜杆、水平加强杆）和封闭杆件、材料的自重。2、单件和材料的自重分别取：安全网、塑料编织布0.002KN/m2；席子0.008KN/m2；竹笆：0.05KN/m2；钢管杆件和剪刀撑0.04KN/m2。永久荷载标准值：GK＝Higk1+n1lagk2+Higk32、装修与结构脚手架作业层上的施工均布活荷载标准值可按下表采用；其它用途脚手架的施工均布活荷载标准值应根据实际情况确定。施工均布活荷载标准值qk1（KN/m2）类别标准值（KN/m2）装修脚手架2结构脚手架3注：斜道均布活荷载标准值不应低于2KN/m23、作用于脚手架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：ωk=0.7μsμzωo式中ωk—风荷载标准值（KN/m2）；μz—风压高度变化系数，按照下表选用，可采用插值法；μs—脚手架风荷载体型系数，按照下表选用；4ωo—基本风压（KN/m2），临沂地区可按0.4KN/m2选用。风压高度变化系数μz离地面或海平面高度（m）地面粗糙度类别ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.922502.992.802.542.193003.122.972.752.453503.123.122.942.684003.123.123.122.91≥4503.123.123.123.12注：地面粗糙度类别分为四类：A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。脚手架风荷载体型系数μs背靠建筑物的状况全封闭敞开、框架和开洞墙脚手架状况全封闭、半封闭1.0ψ1.3ψ敞开μstw注：1、μstw可将脚手架视为木行架，按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定计算。2、ψ为挡风系数，ψ=An/Aw，其中An为挡风面积；Aw为迎风面积。敞开式单、双排脚手架的ψ值按照下表采用；全封闭脚手架可以近似按ψ=1.0计算（计算结果偏于安全）。敞开式单、双排扣件式钢管脚手架的挡风系数ψ值（φ48×3.5）步距（m）纵距（m）1.21.51.82.01.20.1150.1050.0990.0971.350.1100.1000.0930.0911.50.1050.0950.0890.0871.80.0990.0890.0830.0802.00.0960.0860.0800.0775四、荷载效应组合计算项目荷载效应组合纵向、横向水平杆强度与变形永久荷载+施工均布活荷载脚手架立杆稳定永久荷载+施工均布活荷载永久荷载+0.85（施工均布活荷载+风荷载）连墙件承载力单排架：风荷载+3.0KN双排架：风荷载+5.0KN五、计算内容及规定1、纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；2、立杆的稳定性计算；3、连墙件的强度、稳定性和连接强度计算；4、立杆地基承载力计算（悬挑脚手架的挑梁计算）。计算构件的强度、稳定性和连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。脚手架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。验算变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值ƒ205弹性模量2.06×105扣件、底座的承载力设计值（KN）项目承载力设计值对接扣件（抗滑）3.20直角扣件、旋转扣件（抗滑）8.00底座（抗压）40.00受弯构件的容许挠度构件类别容许挠度[υ]脚手板、纵向、横向水平杆ι/150与10mm悬挑受弯杆件ι/400注：ι为受弯构件的跨度。受压、受拉构件的容许长细比构件类别容许长细比[λ]计算λ时，计算长度ι0立杆双排架210ι0=μh单排架230横向斜撑、剪刀撑中的压杆250ι0=μι=1.27ι拉杆350注：μ脚手架立杆的计算长度系数，可查后边的表。六、纵向水平杆、横向水平杆计算1、纵向、横向水平杆的抗弯强度按下式计算：MWσ=≤ƒ6M=1.2MGK+1.4∑MQK式中M—纵向、横向水平杆弯矩设计值；W—截面模量，φ48×3.5钢管为5080mm3；ƒ—钢材的抗弯强度设计值ƒ=205N/mm2；MGK—脚手板自重标准值产生的弯矩；MQK—施工荷载标准值产生的弯矩。2、纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定：υ≤[υ]式中υ—挠度；[υ]—容许挠度。横向水平杆所受的内力按简支梁计算：反力：RA=RB=qι0/2RA=qι0(1+a/ι0)2/2RB=qι0(1-a/ι0)2/2剪力：VA=RAVB=-RBVA左=-qaVA右=RA-qaVB=-RB挠度：υ=5qι04/384EIυ=qaι03(-1+4a2/ι02+3a3/ι03)/24EI弯矩：Mmax=qι02/8MA=-qa2/2Mmax=qι02(1-a2/ι02)2/8纵向水平杆所受的内力按三跨连续梁计算：（一般为集中荷载作用于跨中）弯矩：M跨中max=0.213FιM支座max=-0.175Fι剪力：Vmax=0.675F挠度：υmax=1.615Fι3/100EI3、纵向或横向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力应符合下式规定：R≤RC式中R—纵向、横向水平杆传递给立杆的竖向作用力设计值；RC—扣件抗滑承载力设计值，每个直角扣件、旋转扣件抗滑承载力设计值为8KN，当不满足要求时，可增加抗滑扣件。七、立杆计算1、立杆的稳定性计算应按下列公式分别进行计算：不组合风载时：N/ΨA≤ƒ组合风载时：N/ΨA+Mω/W≤ƒ式中N—计算立杆段的轴向力设计值；Ψ—轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比λ查表，附表如下，当λ＞250时，Ψ=7320/λ2；λ—长细比，λ=ι0/i；ι0—计算长度，ι0=kμh；qι0qι0ABABaFFFABCDιιι注：F可进行组合7i—截面回转半径，φ48×3.5钢管为15.8mm；A—立杆的截面面积，φ48×3.5钢管为489mm2；Mω—计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；ƒ—钢材的抗压强度设计