一、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为15.2 m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为:立杆垂直距离1.5m，立杆水平距离0.9m，立杆步距1.8m
内排架为0.30米；远离墙壁；
主筋在地板上，重叠在小筋上的主筋数量为2根；
使用的钢管类型为φ48×3.0；
横杆与立柱连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.90；
连墙件分两步三跨布置，竖向间距3.6 m，横向间距4.5 m，用扣件连接；
墙体连接件的连接方式为双扣件；
2.活载参数
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
本项目位于* * * * *市。根据荷载规范，基本风压为0.450kN/m2，风荷载高度变异系数μz为1.000，风荷载体型系数μs为1.128。
计算中考虑了风荷载；
4.静态负载参数
每米立杆的结构自重荷载标准值(kn/m):0.1248；
脚手板重量标准值(kn/m2):0.300；栏杆底板自重标准值(kn/m):0.150；
安全设施和安全网自重标准值(kn/m2):0.005；脚手架铺设层数:8层；
脚手架类:竹笆脚手架；栏杆挡板类型:栏杆、竹笆脚手架挡板；
5.水平悬臂支撑梁
悬挑水平钢梁采用14a槽钢，其中楼外悬挑段长1.4m，楼内锚固段长1.5 m。
与地板连接的螺栓直径(mm):20.00；
地面混凝土标号:C25；
6.拉带和支柱的参数
钢丝绳的安全系数为:6.000；
钢丝绳与墙的距离为(m):3.800；
悬挑水平钢梁用钢丝绳与建筑物，最里面的钢丝绳距建筑物1.3 m。
二、总账的计算:
根据《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条，大横杆的强度和挠度按三跨连续梁计算，大横杆在小横杆之上。将大横杆上方的脚手板自重和施工活载作为均布荷载，计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值的计算
大横杆自重标准值:P1 = 0.033 kn/m；
脚手板自重标准值:P2 = 0.3×0.9/(2+1)= 0.09 kn/m；
活荷载标准值:q = 3×0.9/(2+1)= 0.9 kn/m；
静荷载设计值:Q1 = 1.2×0.033+1.2×0.09 = 0.148 kn/m；
活荷载设计值:Q2 = 1.4×0.9 = 1.26 kn/m；
2.强度校核计算
中跨和支座的最大弯曲距离分别按图1和图2组合。
跨中最大弯曲距离的计算公式如下:
跨中最大弯曲距离m1max = 0.08×0.148×1.52+0.10×1.26×1.52 = 0.31 kn . m；
支座最大弯曲距离的计算公式如下:
支座最大弯曲距离为m2max =-0.10×0.148×1.52-0.117×1.26×1.52 =-0.365 kn . m；
选取支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度校核；
σ=Max(0.31×106，0.365×106)/4490 = 81.292N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力σ= 81.292 N/mm2，小于大横杆抗压强度设计值[f]=205 N/mm2，满足要求！
3.挠度计算:
最大挠度被认为是三跨连续梁在均布荷载下的挠度。
计算公式如下:
其中:静荷载标准值:Q1 = P1+P2 = 0.033+0.09 = 0.123 kn/m；
活荷载标准值:Q2 = Q = 0.9 kn/m；
最大挠度计算值为:
ν= 0.677×0.123×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.9×15004/(100×2.06×105×107800)= 2.222毫米；
2.222 mm的大横杆最大挠度小于1500/150 mm的大横杆最大允许挠度10 mm，满足要求！
三、小横杆的计算:
根据JGJ130-2001第5.2.4条，小横杆的强度和挠度按简支梁计算，大横杆在小横杆之上。将大横杆支座的最大反力作为小横杆的集中荷载，计算最不利荷载布置下小横杆的最大弯矩和变形。
1.负载值的计算
大横杆自重标准值:P1 = 0.033×1.5 = 0.05 kn；
脚手板自重标准值:p2 = 0.3×0.9×1.5/(2+1)= 0.135 kn；
活荷载标准值:q = 3×0.9×1.5/(2+1)= 1.350 kn；
集中荷载设计值:p = 1.2×(0.05+0.135)+1.4×1.35 = 2.112 kn；
2.强度校核计算
最大弯矩为小杆自重均布荷载与大杆传递荷载标准值之间最不利分布弯矩之和；
均布荷载最大弯矩的计算公式如下:@建筑行业的yige。
MQ max = 1.2×0.033×0.92/8 = 0.004 kn . m；
集中荷载最大弯矩的计算公式如下:
MP max = 2.112×0.9/3 = 0.634 kn . m；
最大弯矩m = MQ max+MP max = 0.638 kn . m；
最大应力计算值σ= m/w = 0.638×106/4490 = 142.011n/mm2；
小横杆的最大弯曲应力σ =142.011 N/mm2小于小横杆抗压强度205 N/mm2的设计值，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最不利挠度与大横杆传递荷载设计值之和；
小杆件自重和均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
νqmax = 5×0.033×9004/(384×2.06×105×107800)= 0.013mm；
大横杆传递的荷载为p = P1+P2+Q = 0.05+0.135+1.35 = 1.535 kn；
集中荷载标准值最不利分布引起的最大挠度计算公式如下:
νpmax = 1534.95×900×(3×9002-4×9002/9)/(72×2.06×105×107800)= 1.788mm；
最大挠度总和ν=νqmax+νpmax = 0.013+1.788 = 1.801mm；
小横杆的最大挠度为1.801 mm，小于900/150=6的小横杆的最大允许挠度10 mm，满足要求！
四、扣件抗滑力的计算:
根据规范表5.1.7，直角和旋转单扣件承载力为8.00kN，本工程旋转单扣件实际承载力按扣件抗滑承载力系数0.90计算为7.20kN。
当纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按下列公式计算。
R ≤ Rc
其中，Rc——扣件抗滑承载力设计值为7.20kn
r——纵向或横向水平杆传递给立杆的竖向力设计值；
大横杆自重标准值:P1 = 0.033×1.5×2/2 = 0.05 kn；
小横杆自重标准值:P2 = 0.033×0.9/2 = 0.015 kn；
脚手板自重标准值:P3 = 0.3×0.9×1.5/2 = 0.202 kn；
活荷载标准值:q = 3×0.9×1.5/2 = 2.025 kn；
荷载设计值:r = 1.2×(0.05+0.015+0.202)+1.4×2.025 = 3.156 kn；
R & lt7.20 kN，单扣件抗滑承载力设计计算满足要求！
五、脚手架立杆荷载计算:
作用在脚手架上的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆的结构自重标准值为0.1248kn/m
NG1 =[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×15.20 = 2.319 kn；
(2)脚手板重量的标准值；采用竹笆脚手架时，标准值为0.3kN/m2。
NG2 = 0.3×8×1.5×(0.9+0.3)/2 = 2.16 kN；
(3)栏杆和挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆脚手架挡板时，标准值为0.15 kn/m
NG3 = 0.15×8×1.5/2 = 0.9 kN；
(4)悬挂安全设施的荷载，包括安全网；0.005千牛/平方米
NG4 = 0.005×1.5×15.2 = 0.114千牛；
经过计算，静荷载的标准值在建筑行业是@ Yige。
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.493 kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力之和，立杆取纵向距离内施工荷载之和的1/2。
经计算，活荷载的标准值
NQ= 3×0.9×1.5×2/2 = 4.05千牛；
风荷载的标准值按下列公式计算
根据《建筑结构荷载规范》( GB50009-2001)采用Wo -基本风压(kN/m2 ):
wo = 0.45 kN/m2；
uz–风荷载高度变异系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定:
uz = 1；
us——风荷载体型系数:取值为1.128；
经计算，风荷载的标准值
wk = 0.7×0.45×1×1.128 = 0.355 kN/m2；
不考虑风荷载时立杆轴向压力设计值的计算公式
n = 1.2 ng+1.4 NQ = 1.2×5.493+1.4×4.05 = 12.261 kN；
考虑到风荷载，立杆的轴向压力设计值为
n = 1.2 NG+0.85×1.4 NQ = 1.2×5.493+0.85×1.4×4.05 = 11.411 kN；
风荷载设计值产生的立杆截面弯矩MW为
MW = 0.85×1.4 kwlh 2/10 = 0.850×1.4×0.355×1.5
1.82/10 = 0.205 kn . m；
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载，立杆的稳定性计算公式为:
立杆轴向压力设计值:N = 12.261 kN；
计算立杆截面的回转半径:I = 1.59cm；；
计算长度附加系数见《扣件规范》表5 . 3 . 3:k = 1.155；验算杆件长细比时，取1.0块；
长度系数按扣件规范表5.3.3计算:μ= 1.5；
计算长度由公式lo = k×μ×h确定:l0 = 3.118m
长细比lo/I = 196；
轴心受压立柱的稳定系数φ由长细比lo/i: φ = 0.188查表得到；
立杆净截面积:a = 4.24cm2
立杆净截面模量(抵抗矩):w = 4.49cm3
钢管立杆抗压强度设计值:[f]= 205n/mm2；
σ= 12261/(0.188×424)= 153.82N/mm2；
立杆稳定性计算σ = 153.82 N/mm2小于立杆抗压强度设计值[f] = 205 N/mm2，满足要求！
考虑风荷载的立杆稳定性计算公式
立杆轴向压力设计值:N = 11.411 kN；
计算立杆截面的回转半径:I = 1.59cm；；
计算长度附加系数见《扣件规范》表5 . 3 . 3:k = 1.155；
长度系数按扣件规范表5.3.3计算:μ= 1.5；
计算长度由公式l0 = kuh确定:l0 = 3.118m
长细比:l0/I = 196；
轴心受压立杆的稳定系数φ由长细比lo/i: φ= 0.188得到。
立杆净截面积:a = 4.24cm2
立杆净截面模量(抵抗矩):w = 4.49cm3
钢管立杆抗压强度设计值:[f]= 205n/mm2；
σ= 11410.812/(0.188×424)+205495.769/4490 = 188.918N/mm2；
立杆稳定性计算σ = 188.918 N/mm2小于立杆抗压强度设计值[f] = 205 N/mm2，满足要求！
七、连墙件的计算:
墙体连接件的轴力设计值应按下列公式计算:
Nl = Nlw + N0
风荷载标准值wk = 0.355 kn/m2；
每片墙片覆盖范围内的脚手架外侧迎风面积AW = 16.2m2
根据规范第5.4.1条，受连墙件约束的脚手架平面外变形产生的轴力(kN)kN)，N0 = 5.000 kN；
风荷载引起的墙体连接件轴力设计值(kN)按下式计算:
nlw = 1.4×wk×Aw = 8.059 kN；
连墙件轴力设计值Nl = Nlw+N0 = 13.059 kN；；
连墙件的承载力设计值按下列公式计算:
Nf = φ A [f]
其中φ–轴心受压立杆的稳定系数；
由长细比l/i = 300/15.9的结果，发现φ=0.949，L为内排架到墙体的长度；
还有:a = 4.24cm2[f]=205牛顿/平方毫米；
地下连续墙轴向承载力设计值NF = 0.949×4.24×10-4×205×103 = 82.487 kN；
Nl = 13.059 & ltNf = 82.487，且墙体部分设计计算满足要求！
墙体连接件通过双扣件与墙体连接。
由以上计算可知，Nl = 13.059小于双扣件的抗滑力14.4 kN，满足要求！
八、悬臂梁应力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按带悬挑的连续梁计算。
悬挑部分受脚手架荷载n作用，内端B为与楼板的锚固点，A为墙体支点。
本方案中，脚手架排距900mm，内排脚手架离墙300mm，斜杆支点离墙1300mm。
水平支撑梁的惯性矩I = 563.7 cm4，截面抵抗矩W = 80.5 cm3，横截面积a = 18.51cm2..
脚手架集中荷载n = 1.2×5.493+1.4×4.05 = 12.261 kn；
水平钢梁自重荷载q = 1.2×18.51×0.0001×78.5 = 0.174 kn/m；
通过连续梁的计算:
各支座对支承梁的支承反力从左至右如下:
r[1]= 13.135 kN；
r[2]= 12.754 kN；
R[3] = -0.862千牛.
最大弯矩Mmax = 1.996 kN.m；
最大应力σ= m/1.05 w+n/a = 1.996×106/(1.05×80500)+
12.261×103/1851 = 30.236N/mm2；
水平支撑梁的最大应力计算值为30.236 N/mm2，小于水平支撑梁的抗压强度设计值215 N/mm2，满足要求！
九、悬臂梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用14a槽钢，计算公式如下
φb = 570×9.5×58×235/(1300×140×235)= 1.73
由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B，φb值为0.907。
最大应力σ= 1.996×106/(0.907×80500)= 27.347n/mm2；
水平钢梁的稳定计算σ = 27.347小于[f] = 215 N/mm2，满足要求！
十、拉绳力计算:
水平钢梁的轴向力RAH和钢丝绳的轴向力RUi计算如下
式中，RUicosθi为水平杆上钢丝绳张力产生的轴向压力。
各支点的支撑力= ruisinθ。
根据上述公式，每根钢丝绳从左至右的张力计算如下:
RU1 = 13.882 kN
十一、绳索的强度计算:
钢丝绳(撑杆)的内力计算；
钢丝绳(斜拉杆)的轴向力RU按最大值计算，为
RU=13.882千牛
选用6×19钢丝绳，公称抗拉强度1700MPa，直径14 mm
式中[FG]-钢丝绳的容许张力(KN)；
FG——钢丝绳断丝张力之和(kN ),查表可知FG = 123kn
α——钢丝绳间载荷的不均匀系数，对于6×19、6×37和6×61钢丝绳，分别取0.85、0.82和0.8。α=0.85;
K -钢丝绳的安全系数。K=6 .
get:[Fg]= 17.425 kn & gt；Ru = 13.882KN千牛.
经过计算，这种类型的钢丝绳能够满足要求。
钢丝绳(斜拉杆)拉环的强度计算
钢丝绳(斜拉杆)轴向力RU的最大值计算为拉环的拉力n，为
N=RU=13.882kN@建筑界一哥
钢丝绳拉环(斜拉杆)的强度计算公式如下
其中[f]是拉环的单肢剪切强度，且[f]= 50n/mm2；
所需钢丝绳(斜拉杆)的拉环最小直径为d =(13882×4/3.142×50)1/2 = 19mm；
十二、锚固段与楼板连接的计算:
1.如果水平钢梁和楼板用钢拉环压制，拉环的强度计算如下:
水平钢梁与楼板压点之间的拉环应力r = 0.862 kn
水平钢梁和楼板压点的拉环强度计算公式为:
式中[f]为拉筋的抗拉强度，根据《混凝土结构设计规范》第10.9.8条，为50n/mm2；
水平钢梁与楼板之间的拉环所需最小直径为d =[862.212×4/(3.142×50×2)]1/2 = 3.313mm；
水平钢梁与楼板压点之间的拉环必须压在楼板下层钢筋下，并保证两侧锚固长度大于30cm。
2.如果水平钢梁和楼板的压力点采用螺栓，螺栓粘结力的锚固强度计算如下:
锚固深度计算公式:
式中N——锚固力，即作用在楼板螺栓上的轴向拉力，N = 0.862kN；
D -楼板螺栓的直径，d = 20mm；
[FB]-楼板螺栓与混凝土之间的容许粘结强度，计算中为1.27N/mm2；
[f]-钢材强度设计值，215n/mm2；
H -混凝土楼板中的楼板螺栓的锚固深度经计算大于h。
862.212/(3.142×20×1.27)= 10.805毫米.
螺栓所能承受的最大拉力为f = 1/4×3.14×202×215×10-3 = 67.51 kn
螺栓轴向拉力N=0.862kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=67.51kN，满足要求！
3.如果水平钢梁和楼板的压力点使用螺栓，混凝土的局部承载力计算如下:
局部压力下混凝土的螺栓拉力应满足公式:
式中N——锚固力，即作用在楼板螺栓上的轴向压力，N = 12.754kN；
D -楼板螺栓的直径，d = 20mm；
b——楼板中螺栓锚板长度，b = 5×d = 100mm；
FCC——混凝土局部抗压强度的设计值，按0.95 fc = 11.9 N/mm2计算；
经计算，公式右侧等于115.26 kN，大于锚固力N=12.75 kN，楼板混凝土局部承载力计算满足要求！
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