腳手架的計算實例4
?。ㄒ唬?、基本條件
地面粗造為C類，基本風壓W0=0.45KN/m2，立網網目尺寸為3.5 cm×3.5cm，繩徑3.2mm，自重0.01KN/m2
?。ǘ?、搭設高度計算
驗算部位應根據風荷載產生彎曲壓應力大小分析確定，故先計算風荷載產生壓應為σw
1、σw計算
立網封閉的擋風系數及風荷載體型系數《建筑結構荷載規范》近似按以下方法計算
ξ=(3.5+3.5)×0.32/(3.5×3.5) ×1.05=0.192
1.05為考慮筋繩的影響
μS=1.2×0.192=0.23
立網傳給立柱的風荷載標準值（4-4）計算,計算風壓高度系數μZ按表4-19中C類取值，當H=24 m時，μz=1.25 ，當H=5m時，μz=0.54本設計最大搭設高度為24 m，故取u2=1.25 。
WK=0.7μzμS W0
其中μ2-風壓高度系數
μS-腳手架風荷載體型系數
W0-基本風壓
WK=0.7×1.25×0.23×0.45=0.09KN/m2
作用于立柱的風線荷載標準值：
qWK=WK·L=0.09×1.8=0.162KN/m
風荷載產生的彎矩按式4-33計算
MW=1.4 qWK·h2/10
式中 qWK--風線荷載標準值
WK--垂直于腳手架表面的風荷載標準值
L--腳手架的柱距
W--立柱截面的抵抗矩按表4-31采用
σW--風荷載對所計算立柱段產生的彎曲壓應力，σW= MW/W
MW=1.4×0.162×1.82/10=0.073KN·m
在24 m高度處立柱段風荷載產生彎曲壓力為：
σW= MW/W=(0.073×106) / (5.08×103)=14.37N/mm2
在5m高度處立柱段風荷載產生彎曲壓力為：
σW= 14.37× (0.54 / 1.25)=6.21N/mm2
2、底層立柱段的軸心壓力
腳手架結構自重、腳手板及施工荷載的軸心壓力
?。?）、腳手架結構自重產生的軸心壓力NGK由表4-38查得一個柱距范圍內每米高腳手架結構產生的軸心標準值gk=0.134KN/m，則21 m高的腳手架結構自重產生軸心壓力標準值
NGK=H·gk=24×0.134=3.21 KN
?。?）、腳手架活載產生的軸心壓力
一層腳手架自重Qp=0.3KN/m2（除首層外），每1.8m設一道腳手架板,共十一層。
則NQ1K=0.5（lb+0.3）·l·∑Qp=0.5(1+0.3)×1.5×0.3×11=3.2 KN
敞開式腳手的防護材料產生軸心壓查表4-40得（L=1.5m）0.228KN
立網重量為0.01×1.5×24=0.36 KN
∴NQ2K=0.228+0.36=0.588 KN
二層同時操作，施工均布荷載QK2.03KN/m2查表4-41得施工荷載產生軸心壓力：NQ3K=4.86KN
根據公式（4-32），活荷產生軸心壓力標準值為
NQiK= NQ1K+ NQ2K+ NQ3K
=3.2+0.588+4.86
=8.65 KN
?。?）計算立桿段的軸心壓力值：
根據公式（4-31）計算
N= NGK ×1.2/K1+ NQiK
K1-高度調整系數，應按表（4-35采用）
K1=0.85
N=3.21×1.2/0.85+1.4×8.65=16.6 KN
3、立柱穩定性驗算
立網封閉時，立柱穩定應滿足下式：
N/ψA+ MW/W≤fc或N≤ψA（fc-σW）
φ--軸心壓桿的穩定系數，根據所計算立柱段的比λ=μh / I
由表4-37查取
I--立柱截面的回轉半徑，應按表4-31查取 i=1.58cm
μ--計算長度系數，應按表4-36采用M=1.5
h--所計算的立柱段的腳手架步距 h=1.8m
∴λ=μh / i=1.5×1.8 / 1.58×10-2 =170.8
按表4-37得：φ=0.225
A-立柱截面積，應按表4-31采用，A=4.89cm2，fc=205N/mm2
ψA（fc-σW）
=0.225×4.89×102(205-14.37)×10-3
=20.97KN>N=16.63 KN(滿足)
4、最大允許搭設高度
φAfcw=0.225×4.89×102(205-14.37)=20.97KN
Hd=K·[(φAfcw-1.4NQiK)/1.2gK]
=0.85×[(20.97-1.4×8.65)/(1.2×0.134)]
=47 m
5、結論
滿足搭設要求。
?。ㄋ模?、連墻件計算
腳手架占建筑物的連接桿應按軸心受壓桿計算
NH≦φAfc
式中：NH-連墻件所受的水平力設計值
NH=HW+3.0KN
HW=風荷載產生的水平力設計值
HW=1.4WK·AW
AW--迎風面積等于連墻件的直與豎直與水平間距的乘積；
φ--軸心受壓穩定系數，根據λH=LH/i按表4-37采用；
LH--連墻件的計算長度，應取連件兩端固定連接點的距離LH=0.2
λH=0.2×1000/1.58×10=126.5mm
φ=0.417
∴φAfc=102×0.417×4.89×20.5=41.8KN
∴NH=1.4WK·AW+3.0
=1.4×0.106×3.6×4.5+3.0
=5.4
∴NH≤φAfc(滿足)
?。ㄎ澹?、立柱地基承載力計算
立柱地基承載力應按下列計算P=N/Ab≤f
P-立柱基礎底面處的平均壓力設計值。
N-上部結構傳至基礎頂面的軸心力設計值。
Ab-基礎底面面積。
f-地基承載力設計值，f=Kb·fK
fk-地基承載力標準值
Kb-地基承載力調整系數，應按表4-47采用
P=16.6/(1.5×0.9)=11.9 KN/m2
素土承載力基本值為fO=120KN/m2>P(滿足)
篇2：腳手架計算書
一、計算說明:
本計算書是依據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-20**編制而成的。因腳手架所受荷載變異性較大;扣件接點屬于半剛性,且接點剛性大小與扣件質量有關,接點性能存在較大變異;腳手架結構、構件存在初始缺陷,如桿件的初彎曲、銹蝕,搭設尺寸誤差、受荷偏心等均較大;與墻的連接點,對腳手架的約束性較大,針對以上問題尚不具備獨立進行概率分析的條件,故對結構抗力乘以小于1的調整系數-/γR`,其值是與常用安全系數進行校準確定。
扣件式鋼管腳手架,一般情況下,偏心產生的附加彎曲應力不大,予以忽略,并在有關調整系數中加以了考慮。
按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》的規定,對本工程所使用的鋼管Q235-A級鋼的抗拉、抗壓、抗彎強度設計值f取為:205N/MM2。
二、計算搭設高度計算
已知:立桿橫距b=1.5米;立桿縱距ι=1.2米;橫桿步距L=1.5米;內立桿距離建筑物b1=0.35米;腳手架步距h=1.5米,鋪設腳手板按2層考慮;腳手架與建筑物拉結點的位置,豎向間距H1=3h=4.5米,水平距離L1=3L=4.5米;鋼管為φ48×3.5;施工荷載QK=2.0KN/M2。
試驗算采用單根鋼管作立桿,其允許搭設高度為:
1.查有關表格得:φAf=47.028KN。
2.查有關表格得:NG K 2=2.156KN。
3.因是兩個操作層同時施工,故QK=4.0KN/M2,查有關表格得:NQ K =5.70KN。
4. 查有關表格得:NG K 1=0.411KN。
5.將查得數值代入公式中,其中KA=0.85
H = [KAφAf-1.30(1.2 NG K 2+1.4 NQ K)]/1.2 NG K 1
=[0.85×47.082-1.3(1.2×2.156+1.4×5.70)]/1.2×0.411
=52.9米
最大允許搭設高度為HMA*=H/(1+H/100)=34.6米>21米(本工程腳手架高度)故滿足工程施工需要。
三、腳手架整體穩定性計算
H=21米,其折合步數n1=21/1.5=14步。
求證:N/φA≤KAKHf
雙鋼管部分,每一步縱距腳手架的自重
NG K 1`= NG K 1+2×1.5×0.376(鋼管自重)+0.014×4(扣件自重)
=0.411 + 1.128 + 0.056 =1.595KN
N =1.2n1NG K 1+1.4 NQ K=1.2×14×0.411+1.4×5.70=14.88KN
b =1.5H1=4.5
λ* = 2H1/ b=9/1.5=6
由b =1.5H1=3 h 查有關表格得μ=30
λO* =μλ* =30×6 = 180
由λO* = 180 查有關表格得φ= 0.220
立桿采用單鋼管,KA =0.85
高度調整系數KH = I/(1+H/100)=1/(1+21/100)= 0.826
將N、φ、KA、KH代入公式得N/φA = 14.88×103/0.220×2492 =25.3N/MM2
KA×KH×f=0.85×0.826×205=143.9 N/MM2>25.3N/MM2
故腳手架搭設符合安全要求。
四、縱向水平桿、橫向水平桿計算:
計算說明:縱向、橫向水平桿自重與腳手板自重相比很小,忽略不計。
抗剪承載力:[V]=Afv/k1=(489.3mm2×120 N/mm2)/1.5=39.14KN
K1為截面形狀尺寸。::橫縱向水平桿的荷載有一只扣件傳遞,一只扣件的抗滑承載力設計值只有8.0KN,遠小于[V],所以只要滿足扣件的抗滑力,桿件抗剪力也肯定能滿足。
篇3：辦公樓工程腳手架設計計算書
辦公樓工程腳手架設計計算書：
1、腳手架搭設高度H總：
外架應高出屋面欄板1.2m，所以H總=0.35m+28m+1.2m=29.55m，其中0.35m是室內外的高差。
2、搭設材料要求：
落地竹腳手架使用的毛竹材應為三年生長期，長5m以上、厚6mm以上新竹或經搭設連續使用保持韌性，表面為表或黃色的舊竹。凡有腐爛、蟲蛀、通裂、刀傷、霉變等不得使用。落地竹腳手架各桿件直徑要求如下：
?、?、立桿：有效使用段內小頭直徑為60mm；
?、?、大橫桿：有效使用段內小頭直徑為60mm；
?、?、鋪榀橫桿：有效使用段內小頭直徑為60mm；
?、?、小橫桿：小頭直徑為60mm；
?、?、頂桿：小頭直徑為55mm；
?、?、剪刀撐桿：有效使用段內小頭直徑為60mm；
?、?、欄桿、擋腳桿：有效使用段內小頭直徑為45mm。
竹榀應使用質地堅實，其表層呈青、黃色、韌性好、無腐爛、蟲蛀、斷裂，30mm左右寬的元竹片編織而成，榀經長1.0-1.2m，緯長同搭設架凈寬（立桿之間的凈距），經竹片不少于5道，四周經緯竹片應鉆孔，用鉛絲綁扎封閉。綁扎繩系特制聚丙經拉絲制成，其規格通常為0.5mm × 5mm，拉力不小于0.25KN，根據綁扎需要裁成定長。聯墻桿使用材料有：
?、?、φ6圓鋼或8＃鉛絲作拉結材料；毛竹或40mm×60mm小方木作壓（頂）結材料。
?、品ㄌm螺栓經改制與圓鋼（或鉛絲）配合的專設拉、壓聯結式工具。
3、搭設與防護的基本要求：
?、?、采用雙排搭設。
?、?、立桿橫向間距為1.2m；縱向間距為1.5m；里立桿距建筑物距離為0.20m。立桿搭接長度為2m，用綁扎繩綁扎三道，立桿的有效長度為4m。
?、?、大橫桿：
設外架步數為16步，除底皮架高2.0m外，其余15步架均為1.8m。大橫桿搭設長度為1.5m。
?、?、小橫桿：
水平間距與立桿橫向間距相同為1.2m，其長度為1.7m，內外分別伸出架外0.2m及0.3m。
?、?、腳手板鋪設：
隔層滿鋪竹榀，竹榀規格為1.2m×0.9m（長×寬），最底部一步架不鋪竹榀腳手板，從第二步架起，滿鋪竹榀層數為15層。
?、?、剪刀撐：
縱向距離每隔7m左右設一組連續性的剪刀撐，因為剪刀撐桿件較少，在計算架體自重時忽略這部份桿件重量。
?、?、防護：
每步架的外側離大橫桿0.18m高處設擋腳板一道、1.0m高處再綁扎欄桿一道；另外，在所有架體外側均掛安全立網進行全封閉的防護，立網規格L-1.8×6.0每片網重量為4kg。
?、?、架體與建筑物的拉結：
拉結點用8＃鉛絲連接，拉結點處（或其附近）的小橫桿應頂住建筑物；拉結點以二步四跨設置一點（即3.6m×6.0m）。
?、?、立桿基底處理：
在底部內外雙排立桿設置處，挖橫向長度為1.2m、縱向長度為0.25m、深0.5m的基槽；基槽底應先進行夯實后放入墊板，并將內外立桿放在墊板上，回填埋好。
?、?、荷載傳遞方式：
用竹榀鋪設的條件下，施工荷載通過竹榀傳遞給大橫桿，再由大橫桿傳遞給靠近立桿的小橫桿，小橫桿傳遞給立桿，立桿傳至基礎（與地面接觸的墊板）。
4、毛竹的強度設計值和彈性模量選擇：
本地使用的毛竹（又稱楠竹、茅竹、江南竹）是竹類中力學性能較好的一種。強度近似水曲柳，考慮新舊、粗細等因素對毛竹影響較大，且影響造成的變化規律差，因此，在確定其強度設計值和彈性模量時，按比水曲柳強度低一等級的樺木（栲木）取值，即設毛竹的強度等級為TB15。
5、大橫桿強度、撓度驗算：
大橫桿受力按三跨連續梁計算，荷載最大時中間支座彎矩最大，以此彎矩進行驗算。驗算公式：
MB=KMB支.qL2[1]
V=Kf。qL2÷100÷E÷I<[V][2]
σ=MB/v<Fm[3]
條件1:查得KMB支=-0.117、Kf=0.99。
條件2:q-為外側大橫桿線荷載（所以外側大橫桿受力最差）。
本外架的外墻裝修及防護狀況：設施工荷載為q施=2KN/m2；竹榀自重（以現場使用新竹榀為準）q榀=60N/m2；大橫桿共四根，四跨長度時立桿的縱向間距（即L縱=1.5m）；架體凈寬為1.09m（B凈=1.2-0.11=1.09m）。
q內=6.667N/m(所以外架防護由立網張掛在外側大橫桿內全封閉防護，三跨二步的立網重量為：4÷1.8+3×1.5×1.0=47.22kg，兩立桿間的大橫桿長度為1.5m，立網重量作用在外側大橫桿的線荷載為：1.2×10÷1.8=6.667N/m)。
q=1.4q施.B凈/4+1.2(q榀.B凈/4+q網)
=1.4×2×1.09÷4+1.2（0.06×1.09÷4+0.0067）=0.7907KN/m。
條件3：L-每跨長度L=1.5m。
條件4：E-彈性模量，參照樺木（TB15）查得
E=10000N/mm2=10000×10-3KN/m2
條件5：I-毛竹截面慣性矩，以毛竹平均直徑計算。
I=π（d外4-d內4）/64=3.14(114-104) ×10-8÷64=227.8×10-8m4
條件6：WN-毛竹桿件凈截面抵抗矩（以平均直徑計算）。
WN=π（d外4-d內4）/32d外
=3.14×（114-104）×10-8÷32÷11÷10-2=1.42×10-6m3。
把條件1-6分別代入公式[1]、[2]、[3]
M=KMqL2=0.117×0.7907×1.52=0.2082KN.m
V=KfqL4÷100÷E÷I
=0.99×0.7907×1.54÷100÷10000÷103÷227.8÷10-8m=7.12×10-4m
σ=M/Wn=0.208
2×1000÷41.42÷10-8=5.0265×106N/mm2參照查得：抗彎強度設計值為：fM=15N/mm2
受彎構件允許撓度控制值為：[V]=L/200=1.5÷200=7.5×10-3m
因為σm=5.0265N/mm2
v=7.12×10-4<[v]=7.5×10-3m
所以大橫桿強度、撓度滿足要求。
6、小橫桿強度、撓度驗算：
小橫桿受力按簡支梁計算：
M=qL4/8[4]
=qL4/384EI[5]
σm=M/wn<fm[6]
條件1：L-小橫桿的跨度（即架寬）L=B=1.2m
條件2：q-小橫桿所承載的線荷載（設架體外側張掛的立網及大橫桿的自重和由大橫桿傳至小橫桿均轉變為平均荷載）。
q小=1.2KN/m2
q大=77.78KN/m2
q均=20÷1.2÷1.5=5.56N/m2
每跨間大橫桿的延長為1.5×4=6.0m
由資料查得每根長度為6m的毛竹重為14kg，因此每跨間大橫桿自重為：14×6.0÷6=14 kg。
q大=14×10÷1.2÷1.5=77.78N/m2
因為q=1.4q施×1.2+1.2（q榀+q網+q大）×1.2
=1.4×2×1.2+1.2×（0.06+0.0056+0.07788）×1.2=3.567KN/m
條件3：E-彈性模量，查得E=10000N/mm2
條件4：I-毛竹桿件毛截面慣性矩，同大橫桿計算I=227.8×10-8m4
條件5：Wn-毛竹桿件凈截面抵抗矩，同大橫桿計算Wn=41.42×10-6m3
把條件1-5分別代入公式[4]、[5]、[6]
M=qL2/8=3.567×1.22÷8=0.6KN.m
V=5qL4/384EI=5×3.567×1.24÷384÷10000÷103÷227.8÷103=0.00423
σm=M/Wn=0.6×1000÷41.42÷10-6=14.48×106N/m2=14.48N/mm2
參照查得，抗彎強度設計值Fm=15N/mm2
受彎構件允許撓度控制值[V]=L/200=1.2÷200=0.006m
因為，σm=14.48N/mm2<fm=15N/mm2V=0.00423m<[V]=0.006m
所以小橫桿強度、撓度滿足要求。
7、立桿強度驗算：
立桿強度驗算應對受力最不利情況的桿件進行驗算，即對第一步架的外側立桿強度進行驗算。
驗算公式：
σC=N/An≤fc
條件1：N-底部立桿外側所承受軸壓力N=1.2NGK+1.4NQK
NGK-一個縱距內腳手架自重產生的軸力
NQK-一個縱距內施工荷載
求NGK
q榀-一個縱距內竹榀自重產生的軸力
q榀=8×（1.5×1.2×60）=864N
q立-一個縱距內立桿自重產生的軸力
因為立桿長度為6m，重約14kg，搭設長度為2m，有效長度4m，所以一個縱距內16步架以下（高度為29.55m），需用2×8根立桿。
q立=2×8×14×10=2240N
q大小-一個縱距內大、小橫桿的延長長度為
L大小=1.5×4+1.2+1.2+0.2+0.3=7.7m
16步架以下有15步L1=15×7.7=115.5m
q大小=14×10÷6L1=14×10÷6×115.5=2695N
q欄-一個縱距內防護欄桿，在外側立桿所產生軸力
q欄=14×10×（15×1.5）÷6=525N
q網-一個縱距內立網在外側立桿所產生的軸力
q網=4×10×1.8×1.5÷18÷6=150N
所以，NGK=（q榀+q立+q大?。?2+q欄+q網
=（864+2240+2695）/2+525+150=3574.5N
求NQK：
設有三層同時施工，分布在10步以下，10步與12步之間，12步以下的架上:
q施=2000N/m2
一個縱距內施工荷載為：
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2 NGK+1.4 NQK=1.2×3574.5+1.4×4320=10337.4N=10.34KN
條件2：An-受壓桿件凈截面面積（以平均直徑計算）
An=π（d2外-d2內）/4=3.14(112-102)×10-4÷4=16.5×10-4m2
把條件1-2分別代入公式：
σC=N/An=10.34÷（16.5×10-4）=6.27N/m.m2
參照查得抗壓強度設計值Fc=14N/m.m2
因為，σC=6.27N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿強度滿足要求。
8、立桿穩定性驗算：
驗算公式：
N/ΨAo≤Fc
NGK=q榀+q立+q大小+q欄+q網
=864+2240+2695+525+150=6474N
NQK=2000×1.2×1.5×1.2=4320N
N=1.2NGK+1.4NQK=1.2×6474+1.4×4320=13816.8N=13.82KN
Ao=2An=2×16.5×10-4=33×10-4m2
求Ψ---縱向彎曲系數
λ=Lo/i=1800÷（110÷4）=65.45（i=d/4）
因為λ=65.45<91
所以Ψ=1/[1+(λ÷65)2]=1/[1+(65.45÷65)2]=0.4966N/ΨA0=13.82÷0.4966÷(33×10-4)=8.433N/m.m2
查得抗壓強度設計值Fc=14N/m.m2
因為：N/ΨA0=8.433N/m.m2<Fc=14N/m.m2
所以立桿穩定性滿足要求。
9、驗算連接點的抗風強度：
風壓標準值計算公式：W=0.75
在本地區域W0=0.5KN/m2
查表得Bz=1（風壓數）Mz=1.835（風壓高度系數）
Mszu=φus（Hn）n=2雙排
查表得：擋風系數 φ=0.114
Wod2均=0.5×1.11×1.11=6.05×10-3
Ws=1.4/1.0=1.4
所以Ustw=0.114×1.4×2×0.93=0.308
W=0.75×1×1.385×0.308×0.5=0.16KN/m2
驗算連結點抗風強度：
Na=1.4HL1W=1.4×3.6×4.8×0.16=3.87KW
因為[w]=300～500
A=2×12.57=25.14m.m2
λ=N大/A=3.86×107÷25.14=1539N/m.m2<[W]
所以連結點抗風強度滿足要求。
10、基礎驗算：
N/A≤[R]
N=13.82KN
A=1.2×0.25=0.3m2(內外立桿基底的接觸面積)
N/A=13.82÷0.3=46.07KN/m2
素土承載力[R]=85KN/m2，現場基礎采用C15的素混凝土。
由于N/A=46.07KN/m2<[R]=85KN/m2，所以立桿基礎設置滿足要求。