【正文】 第二章、 型鋼懸挑腳手架設計與驗算本工程懸挑腳手架計算采用品名安全軟件（2011版）進行設計計算，計算時，腳手架搭設高度按照20m高度進行計算（其結果偏于安全），計算過程如下：一、參數(shù)信息雙排腳手架搭設高度為 20 m，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為 ， m； m；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為 2 根；采用的鋼管類型為 Φ48； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 m， m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；施工均布荷載(kN/m2):；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數(shù):2 層；本工程地處重慶，；風荷載高度變化系數(shù)μz，，風荷載體型系數(shù)μs ；每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m):；腳手板自重標準值(kN/m2):；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):；安全設施與安全網(wǎng)自重標準值(kN/m2):；腳手板鋪設層數(shù):3 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹串片腳手板擋板；懸挑水平鋼梁采用18號槽鋼，建筑物內(nèi)錨固段長度 m。錨固壓點壓環(huán)鋼筋直徑(mm):；樓板混凝土標號:C35； 鋼絲繩安全系數(shù)為:；鋼絲繩與墻距離為(m):；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最里面面鋼絲繩距離建筑物 m。 二、小橫桿的計算小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。小橫桿的自重標準值: P1= ；腳手板的荷載標準值: P2= ；活荷載標準值: Q=2；荷載的計算值: q=++1=； 小橫桿計算簡圖最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩，計算公式如下: Mqmax=ql2/8最大彎矩 Mqmax =m；最大應力計算值 σ=Mqmax/W =；小橫桿的最大彎曲應力 σ =[f]=205N/mm2，滿足要求！最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度荷載標準值q=++1=； νqmax=5ql4/384EI最大撓度 ν=8004/(384105101900)= mm；小橫桿的最大撓度 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 800 / 150= 與10 mm，滿足要求！ 三、大橫桿的計算大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。小橫桿的自重標準值: P1= =；腳手板的荷載標準值: P2= ；活荷載標準值: Q= 2；荷載的設計值: P=(++)/2=； 大橫桿計算簡圖最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的彎矩和。 Mmax=均布荷載最大彎矩計算:M1max==m； 集中荷載最大彎矩計算公式如下: Mpmax=集中荷載最大彎矩計算:M2max== m；M=M1max + M2max=+=m最大應力計算值 σ=106/4250=；大橫桿的最大彎曲應力計算值 σ=[f]=205N/mm2，滿足要求！最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與小橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和,單位:mm；均布荷載最大撓度計算公式如下: νmax=大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度： νmax= 15004 /(100105101900)= mm；集中荷載最大撓度計算公式如下: νpmax=集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度：小橫桿傳遞荷載 P=(++)/2= ν= 15003/ ( 100 105101900)= mm；最大撓度和：ν= νmax + νpmax=+= mm；大橫桿的最大撓度 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500 / 150=10與10 mm，滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算,直角、?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》): R ≤ Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,；R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；小橫桿的自重標準值: P1=2/2=；大橫桿的自重標準值: P2==；腳手板的自重標準值: P3=；活荷載標準值: Q=2 /2=；荷載的設計值: R=(++)+=；R ，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求！ 五、腳手架立桿荷載的計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值， NG1=[+(2/2)]=；(2)腳手板的自重標準值；采用竹笆片腳手板， NG2= 3(+)/2=；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用竹串片腳手板擋板， NG3=3；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng): NG4=20=；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值 NQ=22/2=；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N= NG+=+ = ；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N39。=+=+=；六、立桿的穩(wěn)定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=μsω0其中 ω0 基本風壓(kN/m2)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB500092001)的規(guī)定采用：ω0=； μz 風荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB500092001)的規(guī)定采用：μz= ； μs 風荷載體型系數(shù)：；經(jīng)計算得到，風荷載標準值為: Wk= =；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw= m；考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f]立桿的軸心壓力設計值 ：N=；不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式σ=N/(φA)≤ [f]立桿的軸心壓力設計值 ：N=N39。= ；計算立桿的截面回轉半徑 ：i= cm；計算長度附加系數(shù)參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ1302001) ： k= ；計算長度系數(shù)參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ1302001) ：μ= ；計算長度 ,由公式 l0=kuh 確定：l0= m；長細比: L0/i=195 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比 lo/i 的結果查表得到 ：φ= 立桿凈截面面積 ： A= cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W= cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：[f] =205N/mm2；考慮風荷載時σ=7633/(398)+；立桿穩(wěn)定性計算 σ=[f]=205N/mm2，滿足要求！不考慮風荷載時σ=8137/(398)=；立桿穩(wěn)定性計算 σ=[f]=205N/mm2，滿足要求！七、連墻件的計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算：Nl=Nlw + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算μz＝，μs＝，ω0＝，Wk=μsω0= =；每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側的迎風面積 Aw= m2；按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ1302001)(kN), N0= ；風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設計值(kN)，按照下式計算：Nlw=WkAw=；連墻件的軸向力設計值 Nl=Nlw + N0= ；連墻件承載力設計值按下式計算：Nf=φA[f]其中 φ 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長細比 l/i=300/16的結果查表得到 φ=，l為內(nèi)排架距離墻的長度； A= cm2；[f]=205N/mm2；連墻件軸向承載力設計值為 Nf=104205103=；Nl= Nf=,連墻件的設計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl= 12kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖八、懸挑梁的受力計算懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。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，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為800mm，內(nèi)排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體為 1100mm，水平支撐梁的截面慣性矩I=，截面抵抗矩W=，截面積A=。受腳手架集中荷載 N= +=；水平鋼梁自重荷載 q==； 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kNm) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為：R2=；R3=；R4=。最大彎矩Mmax=m；最大應力σ=M/+N/A=106/( 152200)+ 103/2929=；,滿足要求！九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算水平鋼梁采用18號槽鋼,計算公式如下 σ=M/φbWx ≤ [f]其中φb 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算： φb=(570tb/lh)(235/fy)經(jīng)過計算得到最大應力φb=(570tb/lh)(235/fy)=570 70 235 /( 2400180235)=，根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》(GB500172003)附表B，得到 。經(jīng)過計算得到最大應力 σ=106 /( 152200 )= ；水平鋼梁的穩(wěn)定性計算 σ= 小于 [f]=215N/mm2 ,滿足要求！十、拉繩的受力計算水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算 RAH=ΣRUicosθi其中RUicosθi為鋼繩的 拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=RUisinθi按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：RU1=；十一、拉繩的強度計算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算，為RU= 選擇619鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強度1700MPa。 [Fg]=aFg/K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)，查表得Fg＝； α 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對6163α＝； K 鋼絲繩使用安全系數(shù)。K＝6。得到：[Fg]=Ru＝。經(jīng)計算，選此型號鋼絲繩能夠滿足要求。鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強度計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強度計算公式為 σ=N/A ≤ [f]其中 [f] 為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，按《混凝土結構設計規(guī)范》 每個拉環(huán)按2個截面計算的吊環(huán)應力不應大于50N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 D=(102764/(502)) 1/2 =；實際拉環(huán)選用直徑D=12mm 的HPB235的鋼筋制作即可。十二、錨固段與樓板連接的計算水平鋼梁與樓板壓點如果采用壓環(huán)，拉環(huán)強度計算如下水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力 R=； 壓環(huán)鋼筋的設計直徑D=16mm；水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)強度計算公式為: σ=N/2A ≤ [f]其中 [f] 為拉環(huán)鋼筋抗拉強度，按照《混凝土結構設計規(guī)范》 每個拉環(huán)按2個截面計算的吊環(huán)應力不應大于50N/mm2；A=πD2/4=162/4=σ=N/2A=2=；水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度。拉環(huán)所受應力小于50N/mm2，滿足要求！為確保安全，懸挑槽鋼固定端實際采用兩根拉環(huán)。53