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1、项目六：脚手架及垂直运输设施,项目六：脚手架及垂直运输设施 任务一：脚手架系统设计与施工 任务二：垂直运输系统,任务一：脚手架及垂直运输系统,脚手架是为砌筑工程、装饰工程等施工而搭设的堆放材料和工人施工作业用的临时结构架，它直接影响工程质量、施工安全和砌筑的劳动生产率。,脚手架概述,脚手架的基本要求,有适当的宽度（或面积）、步架高度、离墙距离，能满足工人操作、材料堆放和运输需要；有足够的强度、刚度和稳定性，保证施工期间在各种荷载作用下，脚手架不变形、不倾斜不摇晃；搭拆和搬运方便，能多次使用；因地制宜，就地取材，尽量节约用料。,一、外脚手架,外脚手架是搭设在建筑物外帮（沿周边）的一种脚手架，可用
2、于外墙砌筑，也可用于外墙装饰。常用的有多立杆式脚手架、门式脚手架等。,外脚手架,1、多立杆式脚手架,多立杆式脚手架按所用材料分为木脚手架、竹脚手架和钢管脚手架。作为稳定的结构体系，多立杆式脚手架的主要构件有立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑、抛撑、连墙件等。立杆式脚手架的基本形式有单排、双排两种。,多立杆式外脚手架,纵向水平杆,立杆,横向水平杆,竹篱板,安全网,多立杆式外脚手架,纵向水平杆,立杆,横向水平杆,脚手板,剪刀撑,扣件式钢管脚手架的构成：,钢管扣件底座,钢管应优先采用外径48 mm、壁厚3.5mm的焊接钢管。用于立杆、纵向水平杆 和剪刀撑斜杆的钢管长度宜为4.06.5 m
3、，用于横向水平杆的钢管长度宜为2.12.2m，扣件为钢管之间的扣接连接件，其基本形式有三种：直角扣件，用于连接扣紧两根互相垂直交叉的钢管；回转扣件，用于连接扣紧两根平行或呈任意角度相交的钢管；对接扣件，用于钢管的对接接长。底座是设于立杆底部的垫座，见下图。,直角扣件,对接扣件,回转扣件,对接扣件,直角扣件,悬挑脚手架,悬挑脚手架搭设过程1、安装预埋件,悬挑脚手架搭设过程2、安装悬挑槽钢,悬挑脚手架搭设过程3、搭设立杆、横杆、挂安全网、设斜撑,从内部看悬挑脚手架,从外面看悬挑脚手架,2、门式脚手架,门式脚手架又称框组式脚手架、多功能门型脚手架，是目前国际上应用较为普遍的脚手架之一。它有很多用途，
4、除用于搭设外脚手架，还可以用于搭设内脚手架、工作台和模板支架等。门式脚手架由门式框架（门架）、交叉支撑（剪刀撑）和水平梁架或脚手板构成基本单元，见图37。基本单元通过连接棒、锁臂连接并增加底座、垫板构成整片脚手架，如图38。,组装式脚手架,组装式脚手架,组装式脚手架,二、里脚手架,里脚手架是搭设在建筑物内部地面或楼面上的脚手架，可用于结构层内的砌墙、内装饰等。由于要随施工进度频繁装拆、转移，所以里脚手架应轻便灵活、装拆方便。常用的里脚手架构造形式有折叠式、支柱式和门架式等。,1、折叠式里脚手架,图39所示为角钯制成的折叠式里脚手架，其搭设间距不超过2.0m（粉刷时不超过2.5m），可搭设两步，
5、第一步为1m，第二步为1.65m。也可以用钢管或钢筋制成折叠式里脚手架。,2、支柱式里脚手架,支柱式里脚手架由支柱和横杆组成，上铺脚手板见图310、11。搭设间距：砌墙时不超过2.0m，粉刷时不超过2.5m。,里脚手架满堂脚手架,三、碗扣式脚手架,碗扣式脚手架是一种新型承插式钢管脚手架。脚手架独创了带齿碗扣接头，具有拼拆迅速省力，结构稳定可靠，配备完善，通用性强，承载力大，安全可靠，易于加工，不易丢失，便于管理，易于运输，应用广泛等特点。曾数次获国际及国内的各种嘉奖，是建设部2000年以前十项重点推广新技术之一。,碗扣式钢管脚手架的杆配件按其用途可分为主构件、辅助构件、专用构件三类。,碗扣式钢
6、管脚手架,碗扣式钢管脚手架主构件,碗扣式钢管脚手架,三、悬吊式脚手架,悬吊式脚手架也称为吊篮，主要用于建筑外墙施工和装修。它是将架子（吊篮）的悬挂点固定在建筑物顶部悬挑出来的结构上，通过设在每个架子上的简易提升机械和钢丝绳，使架子升降，以满足施工要求。,吊篮一般分手动与电动两种，目前我国采用手动吊篮较多，而且都是在施工现场根据工程特点自行设计，并用扣件钢管组装而成，比电动吊篮经济实用。但用于高层建筑外墙面的维修、清扫时，采用电动吊篮（或擦窗机）则具有灵活、轻便、速度快的优点。,电动吊篮,电动吊篮主要由工作吊篮、提升机构、绳轮系统、屋面支承系统及安全锁组成。,电动吊篮,扣件式钢管脚手架设计计算,
7、一、脚手架设计内容,1.设置方案选择：脚手架类型、构架形式、尺寸、相应设置措施。2.承载力可靠性验算：构架结构、地基基础、其它支撑结构。3.安全使用措施：作业面防护、整架和作业区域防护、安全搭设、移动拆除措施、安全使用措施。,二、脚手架结构设计项目,1.构架整体稳定性验算，可转化为立杆稳定性计算。2.单肢立杆稳定性计算。3.平杆抗弯和挠度计算。4.连墙杆强度、稳定性计算。5.抗倾覆验算。6.悬挂件、挑支撑、拉件计算。,三、结构设计采用方法,脚手架的承载力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，对于计算构件的强度、稳定性与连接强度时，采用荷载效应基本组合的设计值，永久荷载分
8、项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4；按正常使用极限状态的要求验算变形，采用荷载短期效应组合的设计值。,荷载效应组合,四、脚手架荷载计算,1.恒载标准值：脚手架结构自重标准值gk和构配件自重标准值Qp；2.施工荷载标准值Qk：作业层荷载乘以作业层数；,表4.2.11脚手板自重标准值,表4.2.12栏杆、挡脚板自重标准值,表4.2.2施工均布活荷载标准值,3.风荷载标准值:wk=0.7szw0 s风载体形系数；见下表。z风压高度系数；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001的规定采用）w0基本风压；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）；在
9、基本风压等于或小于0.35KN/m2的地区，对于仅有栏杆和挡脚板的敞开式脚手架，当每个连墙点覆盖的面积不大于30m2，构造符合规范要求时，验算脚手架立杆的稳定性，可不考虑风荷载作用。,建筑结构荷载规范表721 风压高度变化系数,地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。,敞开式单、双排扣件钢管（48*3.5）脚手架的挡风系数,注：当采用51*3钢管时，表中系数乘以1.06。,脚手架的风载体型系数s表,注：1、stw值可将脚手架
10、视为桁架，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）表7.3.1第32项和第36项的规定计算；2、为挡风系数，=1.2An/Aw，其中An为挡风面积；Aw为迎风面积。敞开式单、双排架的值宜按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2001附录A表A-3采用。,密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算：1）密目式安全立网挡风系数 建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）条文说明3.0.7条有关内容，“立网应该使用密目式安全网，其标准：每10cm*10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。”根据以上规定，若每目孔隙面积为A0cm，则密目式安全立
11、网挡风系数为：,其中，An1为密目式安全立网在100cm2内的挡风面积；（每目孔隙面积为1.3mm2）Aw1为密目式安全立网在100cm2内的迎风面积；,2）敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数为：,An2为一步一纵距（跨）内钢管的总挡风面积。3）密目式安全立网全封闭双排脚手架挡风系数：,五、纵向水平杆、横向水平杆计算,纵向水平杆、横向水平杆的抗弯强度=M/Wf M弯矩设计值；M=1.2MGk+1.4MQk W截面模量；f钢材的抗弯设计值；MGk脚手架自重标准值产生的弯矩；MQk施工荷载标准值产生的弯矩；,表5.1.6 钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）,表5.1.7扣件、底座的承载力设计值（
12、kN）,挠度计算：vv 纵向水平杆按三跨连续梁计算，横向水平杆按简支梁计算，双排架的横杆构造外伸长度a=500时，其计算长度a1可取300。,（a）双排脚手架；（b）单排脚手架1横向水平杆；2纵向水平杆；3立杆图5.2.4 横向水平杆计算跨度,纵向或横向杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力：RRc Rc扣件抗滑承载力设计值（直角扣、旋转扣为8kN、对接扣为3.2kN）；R纵向、横向杆传给立杆的竖向作用力设计值；,表5.1.8受弯构件的挠度,注：l为受弯构件的跨度。,六、立杆计算,立杆的稳定性按下式计算 不组合风载时 N/（A）f 组合风载时 N/（A）+Mw/Wf N计算立杆段的轴向力设计值；轴
13、向受压构件的稳定系数，由长细比定，当250时，=7320/2,=l0/i i 回转半径，按附录B表B取l0计算长度，l0=kh k计算长度附加系数，1.155 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按下表取；h立杆步距。,表B钢管截面特性,脚手架立杆的计算长度系数表,由风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw Mw=0.85*1.4Mwk=0.85*1.4wklah2/10Mwk风荷载标准值产生的弯矩，wk风荷载标准值，la 立杆纵距,h 立杆步距。,计算立杆段的轴向力设计值N：不组合风载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk 组合风载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1
14、.4NQk NG1k脚手架结构自重标准值产生的轴力；NG2k构配件自重标准值产生的轴力；NQk施工荷载标准值产生的轴力和。,当立杆采用单管时，敞开式、全封闭、半封闭脚手架的可搭设高度HS，应按下式计算并取小值。不组合风载时:HS=Af-（1.2NG2k+1.4NQk）/(1.2gk)组合风载时:HS=Af-1.2NG2k+0.85*1.4(NQk+AMwk/W)/(1.2gk)式中：HS按稳定计算的搭设高度；gk每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）。,当按上述计算的HS等于或大于26m时，可按下式调整且不宜超过50m：H=HS/（1+0.001HS）H脚手架搭设高度限值（m）。,七、连墙杆
15、计算,连墙杆的轴力设计值：Nl=Nlw+N0 Nlw风载产生的连墙件轴向力设计值 N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴力（kN），单排取3，双排取5。由风载产生的轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。,八、立杆地基承载力计算,pfg p立杆基础底面的平均压力，p=N/A；N上部结构传至基础面的轴力设计值；A基础底面积；fg地基承载力设计值，fg=kcfgk kc脚手架地基承载力调整系数；碎石土、砂土、回填土为0.4；粘土为0.5;岩石、砼为1.0；fgk地基承载力标准值。,九、落地架计算实例,1.纵杆抗弯强度及变形计算 例：设立杆纵距La=
16、1.5m，横距Lb=1.05m，纵杆等间距设置，间距S=Lb/3=1.05/3=0.35m，施工均布荷载标准值Qk=3kN/m2，竹笆脚手架自重为Qp=0.3kN/m2。1）抗弯强度验算：作用在纵向水平杆永久线荷载标准值 qk1=0.30.35=0.105 kN/m 作用在纵向水平杆可变线荷载标准值 qk2=30.35=1.05 kN/m,作用在纵向水平杆永久线荷载设计值 q1=1.2qk1=1.20.105=0.126 kN/m 作用在纵向水平杆可变线荷载设计值 q2=1.4 qk2=1.4 1.05=1.47 kN/m 最大弯矩Mmax=0.1 q1La2+0.117 q2 La2=0.1
17、*0.126*1.52+0.117*1.47*1.52=0.42 kN.m 抗弯强度 N/mm2f,2)挠度计算=2.2mmLa/150=10mm,2.横杆及扣件抗滑计算,例：设立杆横距为Lb，纵距为La，计算外伸长度为a1，纵杆间距为S，施工均布荷载标准值为Qk，竹笆脚手板均布标准值为Qp。,解：作用在纵杆上永久线荷载标准值qk1=QpS作用在纵向水平杆可变线荷载标准值qk2=QkS作用在纵向水平杆永久线荷载设计值 q1=1.2 qk1=1.2 QpS作用在纵向水平杆可变线荷载设计值 q2=1.4 qk2=1.4 QkS,由纵杆传给横杆的集中力标准值：Fk=1.1qk1La+1.2qk2La
18、=1.1QpSLa+1.2QkSLa=SLa(1.1Qp+1.2Qk)由纵杆传给横杆的集中力设计值：F=1.1q1La+1.2q2La=1.1*1.2QpSLa+1.2*1.4QkSLa=SLa(1.1*1.2Qp+1.2*1.4Qk),1)抗弯强度 当纵杆两根时:S=Lb/3 最大弯矩M=FLb/3,=M/W=FLb/3W当纵杆三根时:S=Lb/4 最大弯矩M=FLb/2,=M/W=FLb/2W,2)挠度计算 当纵杆两根时:S=Lb/3 当纵杆三根时:S=Lb/4,3)扣件抗滑计算 横向杆外伸端处纵向杆传给横向杆的集中力设计值:F=1.1q1La+1.2q2La=1.1*1.2QpLaa1/
19、2+1.2*1.4QkLaa1/2=0.5a1La(1.1*1.2Qp+1.2*1.4Qk)当纵杆两根时:S=Lb/3 R=2F+F/(1+a1/Lb)当纵杆三根时:S=Lb/4 R=2.5F+F/(1+a1/Lb),3.密目式安全立网全封闭双排脚手架整体稳定验算,例：已知立杆纵距La=1.2m，横距Lb=1.05m，步距h=1.5m，计算外伸长度a1=0.3m，钢管为48*3.5mm，2步3跨连墙布置，施工地区在基本风压为0.45kN/m2大城市郊区（地面粗糙度为B类）,施工均布荷载标准值(一层操作层)Qk=3kN/m2，脚手板自重标准值0.3 kN/m2，铺设四层，Qp1=4*0.3 kN
20、/m2，栏杆、挡脚板自重标准值Qp2=0.11 kN/m，建筑结构为框架结构，用密目网全封闭脚手架，其挡风系数=0.872，密目网自重Qp3=0.005kN/m2，脚手架高度：HS=50m，H=48m。,1）分析立杆稳定计算部位 组合风荷载 N/（A）+Mw/Wf 把Mw=0.85*1.4Mwk=0.85*1.4wklah2/10 wk=0.7szw0 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1.4NQk代入简化为：1.2HSgk/(A)+0.85*1.4*0.7szw0lah2/(10W)+1.2NG2k/(A)+0.85*1.4NQk/(A)f,令脚手架自重产生的轴压力g=1.2HSg
21、k/(A)风荷载产生的弯曲应力:w=0.85*1.4*0.7szw0lah2/(10W)用s=1.3=1.3*0.872=1.1336代入上式 w=0.85*1.4*0.7z*1.1336*0.45*1.2*1.52*106/(10*5.08*103)=22.6z 根据分析计算立杆稳定验算最不利部位为脚手架底部。,2）验算长细比,=kh/i=1.155*1.5*150/1.58=164210满足要求。,3)计算立杆段轴压力设计值N:脚手架结构自重产生的轴力NG1k=HSgk=50*0.1291=6.455kN 构配件自重标准值得产生的轴向力 NG2k=0.5(Lb+a1)LaQp1+Qp2La
22、+LaHQp3=0.5(1.05+0.3)*1.2*4*0.3+0.11*1.2+1.2*48*0.005=1.392kN 施工荷载标准值产生的轴向力总和 NQk=0.5(Lb+a1)LaQk=0.5(1.05+0.3)*1.2*3=2.43kN 风荷载产生的弯曲应力 w=0.85*1.4*0.7z*1.1336*0.45*1.2*1.52*106/(10*5.08*103)=22.6z,4）立杆稳定验算 组合风荷载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1.4NQk=1.2(6.455+1.392)+0.85*1.4*2.43=12.31kN N/（A）+Mw/W=12.31*103
23、/(0.262*489)+22.6=96.08+22.6=118.68N/mm2 f=205N/mm2,不组合风载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk=1.2(6.455+1.392)+1.4*2.43=12.82kN N/（A）=12.82*103/(0.262*489)=100.06N/mm2 f=205N/mm2,4.密目网全封闭双排脚手架连墙件计算,例：已知密目网全封闭双排脚手架,其挡风系数=0.871，脚手架高50m，立杆纵距La=1.2m，步距h=1.8m，连墙件按2步3跨布置，建筑结构形式为框架结构，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙类别为B类，连墙件采用483.
24、5mm。用扣件连接。,解：脚手架上水平风载标准值wk=0.7szw0 计算部位取50m处，地面粗糙度为B类，风压高度变化系数 z=1.67 脚手架体形系数s=1.3=1.3*0.871=1.1323 wk=0.7szw0=0.7*1.67*1.1323*0.45=0.60kN/m2 连墙件的轴力 Nl=Nlw+N0=1.4wkAw+5=1.4*0.6*2*1.8*3*1.2+5=15.89kN RC=8kN,Nl=15.89KnRC 单扣不满足要求,应采用双扣件。,连墙件稳定验算：,=lH/i=50/1.58=32=150，=0.912，Nl/（A）=15.89*103/(0.912*489)
25、=35.63N/mm2 f=205N/mm2，满足要求。,十、构造要求,1、纵向水平杆构造 纵向水平杆宜设置在立杆内侧，长度不宜小于3跨；纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。采用对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；,搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm，纵向水平杆设置在横向杆上时，应等间距布置，且间距不应大于400mm。,2、横向水平杆的构造 主节点处必须设置一
26、根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于500mm；,3、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。,4、立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同
27、步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。,5、连墙件的布置应符合下列规定：宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不大于4m（2步。）,6、对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的
28、柔性连墙件。7、对高度在24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。连墙件的构造必须采用可承受拉力和压力的构造。,8、高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m；高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。,9、一字型、开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道。高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设置横向斜撑，高度在24m以上的封闭型脚手架，除拐角应设置横向斜撑外，中间应每隔6跨设置一道。10、当脚手架基础下有设备基础、管沟时，在脚手
29、架使用过程中不应开挖，否则必须采取加固措施。,11、脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。12、立杆搭设应符合规定：严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用。13、连墙件、剪刀撑、横向斜撑的搭设应符合规定：剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向杆和横向杆等同步搭设。,14、拆除脚手架时，应符合下列规定：1）拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；2）连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。,15、卸料时，各配件严禁抛掷至地面。16、旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的
30、严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。17、脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则（GB 5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。,18、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。19、在脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件：1）主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆；2）连墙件。20、脚手架的接地、避雷措施应按现行行业标准施工现场临时用电安全技术规范（JGJ 46）规定执行。,某落地式扣件钢管脚手架双排脚手架，搭设高度为23.0米，立杆采用单立管。搭
31、设尺寸为：立杆的纵距1.20米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为483.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.00米，水平间距3.60米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。试进行验算。,十一、例题,一、大横杆的计算: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。按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.050/3=0.122kN/m 活荷载标准值 Q=3.0001.050/3=1.050k
32、N/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.122=0.193kN/m 活荷载的计算值 q2=1.41.050=1.470kN/m,大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度),大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩),2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯 矩跨中最大弯矩计算公式如下:,跨中最大弯矩为 M1=(0.080.193+0.101.470)1.2002=0.234kN.m,支座最大弯矩计算公式如下:,支座最大弯矩为 M2=-(0.100.193+0.1171.470)1.2002=-0.275kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行
33、强度验算：,=0.275106/5080.0=54.226N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!,3.挠度计算 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:,静荷载标准值q1=0.038+0.122=0.161kN/m 活荷载标准值q2=1.050kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.161+0.9901.050)1200.04/(1002.06105121900.0)=0.948mm 大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!,二、小横杆的计算: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。
34、用大横杆支座的最大反力计算值，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=0.0381.200=0.046kN 脚手板的荷载标准值P2=0.3501.0501.200/3=0.147kN 活荷载标准值 Q=3.0001.0501.200/3=1.260kN 荷载的设计值 P=1.20.046+1.20.147+1.41.260=1.996kN,小横杆计算简图,2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩.集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.20.038)1.0502/8+1.9961.050
35、/3=0.705kN.m=0.705106/5080.0=138.749N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!,3.挠度计算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下:,集中荷载最大挠度计算公式如下:,小横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=5.00.0381050.004/(3842.060105121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.046+0.147+1.260=1.453kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1453.0801050.0(31050.02-41050.02/
36、9)/(722.06105121900.0)=2.378mm 最大挠度之和为：V=V1+V2=2.402mm 小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!,三、扣件抗滑力的计算: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计算(规范5.2.5):R Rc其中 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作 用力设计值；,1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0381.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值 P 2=0.3501.0501.200/2=0.220kN 活荷载标准值：Q=3.0001.0501.200/2=1.8
37、90kN 荷载的计算值 R=1.20.040+1.20.220+1.41.890=2.959kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!,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:作用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)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1291 NG1=0.12923.000=2.969kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35
38、NG2=0.35041.200(1.050+0.300)/2=1.134kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11 NG3=0.1101.2004/2=0.264kN,(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4=0.0051.20023.000=0.138kN经计算得到，静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.505kN。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.经计算得到，活荷载标准值 NQ=3.00021.2001.050/2=3.780kN,风荷载
39、标准值应按照以下公式计算,其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0=0.600 z 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：z=1.420 s 风荷载体型系数：s=1.200 经计算得到，风荷载标准值 Wk=0.70.6001.4201.200=0.716kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.851.4NQ,不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2NG+1.4NQ 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW=0.851.4Wklah2/1
40、0 其中 Wk 风荷载基本风压值(kN/m2)；la 立杆的纵距(m)；h 立杆的步距(m)。,五、立杆的稳定性计算:1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=10.70kN；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的 结果查表得到，=0.26；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；l0 计算长度(m),由公式 l0=kuh 确定，l0=2.60m；,l0=kuh=1.155*1.5*1.5=2.60m；k 计算长度附加系数，取1.155；u 计算长度系数，由脚手架的高度确 定，u=1.50；A 立杆净截面面积，A=4.89cm2；W 立杆净截面模量(
41、抵抗矩),W=5.08cm3；,钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到：=83.36 N/mm2 f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!,2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算,其中：N 立杆的轴心压力设计值，N=9.91kN；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.26；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；,l0 计算长度(m),由公式 l0=kuh 确定，l0=2.60m；k 计算长度附加系数，取1.155；u 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.50 A 立杆净截面面积，A=4.
42、89cm2；W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.230kN.m；钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到，=122.44 f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!,六、最大搭设高度的计算:,不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：其中：NG2K 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.536kN；NQ 活荷载标准值，NQ=3.780kN；gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.129kN/m；,经计算得到，不
43、考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs=123.764米。脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 H=50.000米。考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：,其中：NG2K 构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.536kN；NQ 活荷载标准值，NQ=3.780kN；gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.129kN/m；Mwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.193kN.m；经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs=91.390米
44、。,脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 H=50.000米。,七、连墙件的计算,连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：Nl=Nlw+No 其中：Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：Nlw=1.4 wk Aw wk 风荷载基本风压值，wk=0.716kN/m2；Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.003.60=10.800m2；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 经计算得到 Nlw=10.821kN，连墙件轴向力计算值 Nl=15.8
45、21kN,连墙件轴向力设计值 Nf=Af其中：轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.58的结果查表得到=0.95；A=4.89cm2；f=205.00N/mm2。经过计算得到 Nf=95.411kN NfNl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到 Nl=15.821kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!,连墙件扣件连接示意图,八、立杆的地基承载力计算:,立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 其中：p 立杆基础底面的平均压力(N/mm2)，p=N/A；p=42.79 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN)；N=10.70 A 基础底面面积(m2)；A=0.25 fg 地基承载力设计值(N/mm2)；fg=68.00,地基承载力设计值应按下式计算 fg=kc fgk 其中 kc 脚手架地基承载力调整系数；kc=0.40 fgk 地基承载力标准值；fgk=170.00 地基承载力的计算满足要求!,任务二：垂直运输设施,建筑施工需要使用垂直运输机械将各种材料（砖、砌块、砂浆）和工具（脚手架、脚手板、灰槽等）运至施工楼层。目前砌筑工程常用的垂直运输机械有轻型塔式起重机、井架、（低架）龙门架、施工电梯等。,塔吊,井架,施工电梯,
