第七节、计算书及相关图纸
【计算书】
普通型钢悬挑脚手架计算书
中国物资储运总公司物流服务中心大楼工程； 工程建设地点:江岸区解放大道2020号；属于框剪结构； 地上23层； 地下2层；建筑高度：90.2m；标准层层高：3.8m ；总建筑面积：30116.7平方米；总工期：530天。
本工程由中国物资储运总公司投资建设，国家发展和改革委员会国家物资储备局设计院设计，武汉市地质工程勘察院地质勘察，武汉市土木工程建设监理有限公司监理，湖北中进建设工程有限公司组织施工；由王雄军担任项目经理，王静峰担任技术负责人。
工程说明：1.1工程概况
1、设计单位：国家发展和改革委员会国家物资储备局设计院 2、工程名称：物流服务中心大楼 3、建设地点：武汉市解放大道2020号 4、建设规模：总建筑面积为30416.19㎡（其中地上：26546.99㎡；地下：3869.2㎡），框剪地上22层，地下2层，总高度为90.90米
5、?
型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。
一、参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 18 m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8 m； 内排架距离墙长度为0.30 m；
大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根； 采用的钢管类型为 Φ48×2.8； 横杆与立杆连接方式为单扣件；
连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接； 连墙件连接方式为单扣件；
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架； 同时施工层数:2 层；
3.风荷载参数
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本工程地处湖北武汉市，基本风压0.35kN/m2； 风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150； 安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层； 脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 3 m。
锚固压点螺栓直径(mm):20.00； 楼板混凝土标号:C30；
6.拉绳与支杆参数
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钢丝绳安全系数为:8.000； 钢丝绳与墙距离为(m):3.300；
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。
二、大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.031kN/m ；
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m ； 活荷载标准值: Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；
静荷载的设计值: q1=1.2×0.031+1.2×0.105=0.163kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.4×1.05=1.47kN/m；
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
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图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.163×1.52+0.10×1.47×1.52 =0.36kN·m； 支座最大弯距计算公式如下: M2max=-0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.163×1.52-0.117×1.47×1.52 =-0.424kN·m；
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： σ =Max(0.36×106,0.424×106)/4250=99.765N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为 σ=99.765N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下：
νmax=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.031+0.105=0.136kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05kN/m； 最大挠度计算值为：ν=0.677×0.136×15004/(100×2.06×105×101900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×101900)=2.729 mm；
大横杆的最大挠度 2.729 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！
三、小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值：p1= 0.031×1.5=0.047kN；
脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN； 活荷载标准值：Q=3×1.05×1.5/(2+1) =1.575kN；
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.047+0.158)+1.4 ×1.575=2.45kN；
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小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；
均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax=ql2/8
Mqmax=1.2×0.031×1.052/8=0.005kN·m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax=Pl/3
Mpmax=2.45×1.05/3=0.858kN·m ； 最大弯矩 M=Mqmax + Mpmax=0.863kN·m； 最大应力计算值 σ=M / W=0.863×106/4250=202.992N/mm2 ；
小横杆的最大弯曲应力 σ =202.992N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: νqmax=5ql4/384EI νqmax=5×0.031×10504/(384×2.06×105×101900)=0.024 mm ；
大横杆传递荷载 P=p1 + p2 + Q=0.047+0.158+1.575=1.779kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: νpmax=Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI νpmax=1779.3×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×101900)=3.483 mm； 最大挠度和 ν=νqmax + νpmax=0.024+3.483=3.506 mm；
小横杆的最大挠度为 3.506 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！
四、扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施
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