钢管脚手架的打算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技能规范》（JGJ130-2001）。
打算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为12.6米；
搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。
采取的钢管类型为48×3.0，
连墙件采取2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。
施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设2层。
悬挑水平钢梁采取16号工字钢，个中建筑物外悬挑段长度1.95米，建筑物内锚固段长度2.35米。
悬挑水平钢梁采取钢丝绳与建筑物拉结，最表面钢丝绳间隔建筑物1.40m。
一、大横杆的打算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度打算，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载打算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值打算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m
活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m
静荷载的打算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m
活荷载的打算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m
大横杆打算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆打算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.抗弯强度打算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载浸染下的弯矩
跨中最大弯矩打算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.5002=0.350kN.m
支座最大弯矩打算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.5002=-0.412kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
大横杆的打算强度小于205.0N/mm2,知足哀求!
3.挠度打算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载浸染下的挠度
打算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m
活荷载标准值q2=1.050kN/m
三跨连续梁均布荷载浸染下的最大挠度
V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.511mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,知足哀求!
二、小横杆的打算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度打算，大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力打算值，在最不利荷载支配下打算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值打算
大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN
活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN
荷载的打算值 P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=2.369kN
小横杆打算简图
2.抗弯强度打算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的打算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩打算公式如下:
集中荷载最大弯矩打算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m
小横杆的打算强度小于205.0N/mm2,知足哀求!
3.挠度打算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的打算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度打算公式如下:
集中荷载最大挠度打算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.03mm
集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1711.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×107780.0)=3.167mm
最大挠度和
V=V1+V2=3.194mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,知足哀求!
三、扣件抗滑力的打算:
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打算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
个中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向浸染力设计值；
1.荷载值打算
横杆的自重标准值 P1=0.038×1.050=0.040kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN
活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN
荷载的打算值 R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=3.498kN
单扣件抗滑承载力的设计打算知足哀求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
四、脚手架荷载标准值:
浸染于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
(1)每米立杆承受的构造自重标准值(kN/m)；本例为0.1248
NG1 = 0.125×20.800=2.596kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采取竹笆片脚手板，标准值为0.15
NG2 = 0.150×2×1.500×(1.050+0.350)/2=0.315kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采取栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14
NG3 = 0.140×1.500×2/2=0.210kN
(4)悬挂的安全举动步伐荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×12.600=0.0945kN
经打算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.2155kN。
活荷载为施工荷载标准值
产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经打算得到，活荷载标准值 NQ = 3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN
风荷载标准值应按照以下公式打算
个中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-2001)的规定采取：W0 = 0.350
Uz —— 风荷载高度变革系数，按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-2001)的规定采取：Uz = 1.250
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200
经打算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.350×1.250×1.200 = 0.368kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值打算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
=1.2×3.2155＋0.85×1.4×4.725=9.481KN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW打算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10
=0.85×1.4×0.368×1.500×1.802/10=0.2128KN·M
个中 Wk —— 风荷载基本风压标准值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
h —— 立杆的步距 (m)。
五、立杆的稳定性打算:
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性打算
个中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=10.55kN；
i —— 打算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0 —— 打算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；
k —— 打算长度附加系数，取1.155；
u —— 打算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；
A —— 立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性打算
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性打算
个中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=9.56kN；
i —— 打算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0 —— 打算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；
k —— 打算长度附加系数，取1.155；
u —— 打算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50
A —— 立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=4.49cm3；
MW —— 打算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.213kN.m；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性打算
六、连墙件的打算:
连墙件的轴向力打算值应按照下式打算：
Nl = Nlw + No
个中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式打算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.368kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60×4.50 = 16.200m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 5.000
经打算得到 Nlw = 8.335kN，连墙件轴向力打算值 Nl = 13.335kN
连墙件轴向力设计值
A = 4.24cm2；[f] = 205.00N/mm2。
经由打算得到 Nf = 82.043kN
Nf>Nl，连墙件的设计打算知足哀求!
连墙件采取扣件与墙体连接。
经由打算得到 Nl = 13.335kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不知足哀求!
七、悬挑梁的受力打算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁打算。
悬臂部分脚手架荷载N的浸染，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架间隔墙体350mm，支拉斜杆的支点间隔墙体 = 1400mm，
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面抵抗矩W = 141.00cm3，截面积A = 26.10cm2。
受脚手架集中荷载 P=1.2×3.28+1.4×4.73=10.55kN
水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架打算简图
经由连续梁的打算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力争(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=12.514kN,R2=9.969kN,R3=-0.638kN
最大弯矩 Mmax=1.888kN.m
抗弯打算强度 f=M/1.05W+N/A=1.888×106/(1.05×141000.0)+3.504×1000/2610.0=14.094N/mm2
水平支撑梁的抗弯打算强度小于205.0N/mm2,知足哀求!
八、悬挑梁的整体稳定性打算:
水平钢梁采取16号工字钢,打算公式如下
个中
øb —— 均匀波折的受弯构件整体稳定系数，查表《钢构造设计规范》(GB50017-2003)附录B得到：
øb=2.00
由于øb大于0.6，按照《钢构造设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用
b'查表得到其值为0.918
经由打算得到强度
ø=1.89×106/(0.918×141000.00)=14.59N/mm2；
水平钢梁的稳定性打算 ø< [f],知足哀求!
九、拉杆的受力打算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面打算
个中RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 ：
按照以上公式打算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=12.995kN
十、拉杆的强度打算:
拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行打算，为RU=12.995kN
拉绳的强度打算：
如果上面采取钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式打算：
个中[Fg] —— 钢丝绳的容许拉力(kN)；
Fg —— 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；
K —— 钢丝绳利用安全系数，取8.0。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×12.995/0.850=122.306kN。
选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径15.5mm。
钢丝拉绳的吊环强度打算：
钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行打算作为吊环的拉力N，为
N=RU=12.995kN
钢丝拉绳的吊环强度打算公式为
个中 [f] 为吊环抗拉强度，取[f] = 50N/mm2，每个吊环按照两个截面打算；
所须要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=[12995×4/(3.1416×50×2)]1/2=13mm
十一、锚固段与楼板连接的打算:
1.水平钢梁与楼板压点如果采取钢筋拉环，拉环强度打算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.969kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度打算公式为
个中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面打算，按照《混凝土构造设计规范》10.9.8[f] = 50N/mm2；
所须要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[9969×4/(3.1416×50×2)]1/2=12mm
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要担保两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁与楼板压点如果采取螺栓，螺栓粘结力锚固强度打算如下：
锚固深度打算公式
个中 N —— 锚固力，即浸染于楼板螺栓的轴向拉力，N = 9.97kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，打算中取1.5N/mm2；
h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经由打算得到 h 要大于9968.60/(3.1416×20×1.5)=105.8mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采取螺栓，混凝土局部承压打算如下：
混凝土局部承压的螺栓拉力要知足公式
个中 N —— 锚固力，即浸染于楼板螺栓的轴向拉力，N = 9.97kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；
fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值，打算中取0.95fc=13.59N/mm2；
经由打算得到公式右边即是131.6kN
楼板混凝土局部承压打算知足哀求!
