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Φ48.3×3.6钢管落地脚手架计算书
一、脚手架参数
二、荷载设计
计算简图：
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm)
横杆弹性模量E(N/mm)
2
2
纵向水平杆在上 205 206000
横向水平杆上纵向水平杆根数n 横杆截面惯性矩I(mm) 横杆截面抵抗矩W(mm)
34
2 127100 5260
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.35×0.85/(2+1))+1.4×3×0.85/(2+1)=1.36kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.04+0.35×0.85/(2+1))+3×0.85/(2+1)=0.99kN/m 计算简图如下：
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×1.36×1.32=0.23kN·m
σ=Mmax/W=0.23×106/5260=43.59N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.99×13004/(100×206000×127100)=0.73mm νmax＝0.73mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1300/150，10]＝8.67mm 满足要求！ 3、支座反力计算 承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×1.36×1.3=1.94kN 正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.99×1.3=1.41kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态 由上节可知F1=Rmax=1.94kN q=1.2×0.04=0.048kN/m 正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.41kN q'=0.04kN/m 1、抗弯验算 计算简图如下：
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.55×106/5260=104.31N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 计算简图如下：
变形图(mm)
νmax＝1.177mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[850/150，10]＝5.67mm 满足要求！ 3、支座反力计算
英制钢管尺寸
标准号的话 标注时 注明 公称直径+NB就行了 例如DN100A就表示4NB即114.3mm
1、公称直径就是公称口径或叫公称通径或叫公称尺寸，哪里来的区别啊？
2、直径与口径在管道工程上也没有区别的呀。
3、公称直径就是各种管子与管路附件的通用口径。同一公称直径的管子与管路附件均能相互连接，具有互换性.它不是实际意义上的管道外径或内径，虽然其数值跟管道内径较为接近或相等，是供参考用的一个方便的圆整数，与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称直径不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。为了使管子、管件连接尺寸统一，每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。
3、符号是DN，单位是毫米，但省略不写。也可用英制in表示。
4、通常公称直径是对有缝钢管、铸铁管、混凝土管等管子的标称，无缝钢管不用此表示法（用外径*壁厚）不过就算你用了，大家也能看明白，个人觉得无所谓。管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。
5、钢管安装时无需换算，因为在同一标准里同一公称直径同一压力等级的连接尺寸相同，并且同一材料的外径也相同，实行公称直径的目的就是为了方便连接性，要换算的话岂不是白实行了吗。
6、强调：
公称直径即不是管的外径，也不是管的内径，还不是内外径的平均值(设备的公称直径是指外径)
。举实际列子：DN20的焊管外径26.75壁厚2.75 ；DN25的焊管外径33.50壁厚
3.25 ；DN32的焊管外径42.25壁厚3.25 ；DN150的焊管外径165壁厚4.5。
1管件公称直径和外径的区别
称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。这是缘自金属管的管璧很薄，管外径与管内径相差无几，所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。
因为单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼方法。
1. 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) 6 }! z8 J _2 ~
2. 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit)
3. DN (nominal diameter) NB (nominal bore) OD (outside diameter) 3 K" l. U9 v, X+ k- b
4. 【例】
镀锌钢管DN50，sch 20
镀锌钢管NB2”，sch 20 ]6 |' Z' e& }7 H3 i% ]9 q
5. 外径与DN，NB的关系如下： ) r3 h1 G1 M R3 W e X: O
------DN(mm)--------NB(inch)-------OD(mm)
15-------------- 1/2--------------21.3
20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 4 K( Y7 |& J) I 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 0 v" Q" }) ^+ D% f* F 125-------------- 5 ------------139.8 150-------------- 6 ------------168.3 : Z; n# A9 }1 ]8 K% [ 200--------------- 8------------219.1
上面数据依ASTM A53仅共参考。规范不同，外径会有些许差异，请注意 x! r+ E! F# g% m0 Y
比如DN100的管，如果遇到薄壁管，它得内径就会大于100mm，但遇到厚壁管它得内径就会小于100mm。但计算时取100mm。 也叫DN100DN和NB关系是这样的 N/25=DB,比如DN50就是DB2,也就是说是2",1"=25.4mm(不是33.3mm),也就是说DN25=OD25.4mm. 6 N$ u: |% [ q/ S6 r( K, a
管路系统中的公称直径.管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。6 m; H/ v' b# @7 x4 h5 Z9 l/ Z4 E
关于DN与De的区别：6 Z; G4 X9 z$ @- X# s6 m" K
1、DN是指管道的公称直径，注意：这既不是外径也不是内径；应该与管道工程发展初期与英制单位有关；通常用来描述镀锌钢管，它与英制单位的对应关系如下：( o7 ~+ n% _: K, {6 e7 g7 m5 Z
4分管：4/8英寸：DN15；1 b: f. z$ l8 @/ X" `# i' b. e
6分管：6/8英寸：DN20；
1寸管：1英寸：DN25；
寸二管：1又1/4英寸：DN32；
寸半管：1又1/2英寸：DN40；7 H1 v' N5 j X
两寸管：2英寸：DN50；
三寸管：3英寸：DN80（很多地方也标为DN75）；
四寸管：4英寸：DN100；. a$ h a7 m/ m3 G# O
De主要是指管道外径，一般采用De标注的，均需要标注成外径X壁厚的形式；$ o7 e+ y+ ~: b% G" o% g9 ]
主要用于描述：无缝钢管、PVC等塑料管道、和其他需要明确壁厚的管材。 拿镀锌焊接钢管为例，用DN、De两种标注方法如下：. t" W( m& Z/ G" q, f( M DN20 De25X2.5mm+ l+ ?4 p- s- _: i DN25 De32X3mm DN32 De40X4mm DN40 De50X4mm" s( \: g2 i0 f7 p
等等。。。。。。我们习惯于使用DN来标注焊接钢管，在不涉及到壁厚的情况下很少使用De来标注管道；
GB/T50106-2001 & @6 [* v- u( Q0 j9 B% z9 d' m
2.4管径 * i. y8 j0 I8 l; t C
2.4.1管径应以mm为单位。
2.4.2管径的表达方式应符合下列规定： ; T' u6 W: ?; ^4 Y& @% S
1 水煤气输送钢管（镀锌或非镀锌）、铸铁管等管材，管径宜以公称直径DN表示； . z$ B' `( x/ x7 p5 r
2 无缝钢管、焊接钢管（直缝或螺旋缝）、铜管、不锈钢管等管材，管径宜以外径×壁厚表示；
3 钢筋混凝土（或混凝土）管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管等管材，管径宜以内径d表示； : O, h9 s+ d5 R+ ]
4 塑料管材，管径宜按产品标准的方法表示；
5 当设计均用公称直径DN表示管径时，应有公称直径DN与相应产品规格对照表。 建筑排水用硬聚氯乙烯管材（UPVC ）规格用de（公称外径）×e（公称壁厚）表示（GB 5836.1-92）;管径也比公称直径大一号。如DN100就是U-PVC110.DN150就是U-PVC160.! I$ P2 H# L! N, ^* c0 S
给水用聚丙烯（PP）、聚丙烯管（PPR）管材规格用de×e表示（公称外径×壁厚）;管径比公称直径大一号。如PPR32 就相当于DN25，PPR63就相当于DN50.管径具体分为DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN63、DN75、DN90、DN110.管件种类繁多三通、弯头、管箍、变径、管堵、管卡、支架、吊架。分冷热水管
Z: E" M% M2 b
3.2 管系通径及壁厚的表示方法：
(1) 最简单明了的表示方法是: 管道的实际外径*实际壁厚，例如：Φ114.3*6.02 即表示管道外径为114.3mm，壁厚为6.02mm。但在很多情况下，为便于设计，管道口径多用公称通径来表示，例如DN100，4”等。壁厚用管标号SCH××表示，如SCH80来表示。这些数值不代表实际外径或实际壁厚，它们只是一种标识。由于世界各国使用上的习惯，某种公称通径（如DN100）所代表示实际外径并不是唯一的，归纳起来，主要有两种，一种称公制系列（B系列），一种称为英制系列（A系列）。因此，如果只知道公称通径，而不知道属于A系列还是B系列，通常我们不能唯一确定它的实际外径。例如DN100，如为A系列，则其代表管道外径为114.3mm，如果采用B系列，则某代表外径为108mm。但DN100A就代表外径为114.3、DN100B就代表外径为108。至于壁厚通常按照给出的管标号（如SCH20、STD、XS），查询相关标准中的有关表格，即可查到其代表的实际壁厚。
有些老设计部门，尚沿用这样的习惯，以DN××表示的即为公制（B系列），以英寸表示的即表示英制（A系列）。但根据目前实际情况，后一种情况，即“以英寸表示公称通径时，一般代表英制系列（A系列）”通常是正确的，但前一种情况已不再准确了。目前较为流行的做法是。不论公制英制均以DN××表示。因此，凡以DN××表示通径而又未指出A系列、B系列的，必须明确其采用的管道系列，否则，就可能发生错误，如可能误将114.3的管道错成108管道。"
(3) 管道常用规格详见附表3，其中详细介绍了，公称通径，实际外径（分A系列、B系列），不同管标号（如SCH30、STD）所对应的实际壁厚。8 h( ~* i# o! P; z) t; o2 c* o
3.3 管件的分类：; c: z5 B( o/ Z$ S% ~$ |
一般地讲，在整条管线中，除直管以外的各种配件可以统称为管配件。不过习惯地，我们将弯头、三通、大小头、管帽及各种管接头径称为管件，同时将法兰、阀门、膨胀节、管道支架等分别称呼。以下主要就管件进行细分：依据直管与管件焊接时的焊接方式不同，可将管件分为两大类：对焊类(BW):承插（SW）及螺纹（TH）类 对焊类（BW） 承插（SW）类及 螺纹（TH）类
弯头、三通、大小头、管帽 弯头、三通、变径管、管帽各种管接头（由令、考贝仑、单头丝、双头丝、卜申、堵头等）
依据管件表面是否带有焊缝，可将管件分为有缝管件和无缝管件两大类,. GB12459-90即为无缝管件标准, GB/T13401-92 即为有缝管件标准.0 {/ A* K4 N: ^ [
3.4 管件标识：+ ]4 Z5 T! K6 u8 S0 \8 T! ~' ]
所谓管件标识，也就是对某一种管件品种，要知道哪些参数才能唯一确定，这种管件的特征。一般地讲。必须知道以下参数：9 m/ n& P% M% Z8 g% ~ ]5 \0 B# ~
⑴类别（弯头还要知道角度，弯曲半径；大小头还要知道是同心或偏心）5 X R' T, V5 T2 o* Y; ?
⑶通径大小及管制(以公称直径表示时,必须确认公制、英制)、3 n) [, l# q, Y2 s ⑷壁厚或管标号。 l5 t G+ x3 @& N: O
标准号（有时在标准号后加A或B表示管系为英制或公制）例如：45°弯头 R=1.5D, 304L, DN100,SCH20, GB12459B
方案一：钢管悬挑脚手架方案
脚手架钢管选用ф48×3.5；外挑工型钢采用I16，长度约为3.1米；固定工型钢在楼面上用2ф18的圆钢，（2ф18的圆钢预埋在200mm厚现浇楼板内）距外墙边分别0.3米和1.5米。立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.30m，外立杆距外墙面为1.35米，小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结采用拉筋和顶撑配合使用的刚性连接方式:拉筋用ф6.5 钢筋，顶撑用ф48×3.5钢管，水平距离4.5m，竖向距离为3.6米。
悬挑架高21-4.7=16.3.0米,按16.3米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。（原创业小区已有脚手架搭设施工发案）
1、悬挑架的荷载取值
1.1悬挑架荷载的取值与组合
1.1.1计算基数：
计算高度 H=16.3m，步距 h=1.8m
立杆纵距 la=1.5m ，立杆横距 lb=1.05m
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）：
钢管自重 G1=0.0384 KN/m 挡脚板自重G2=0.0132 KN/m
安全网自重 G3=0.005 KN/m 外立杆至墙距 ld =1.35m
施工活荷载 qk= 2 KN/m2 内立杆至墙距 lc =0.30m
1.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）； 查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表A-1得：
架体每米高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1248KN/m
NG1K = H×gk1 = 16.3×0.1248 = 2.03KN
1.1.3构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等）
⑴外立杆
①竹笆板，按2步设一层计，共5层，单位荷重按0.14kN/m2（按实）计： NG2K-1 =（5×la×lb×0.103）/2×10= (5×1.05×1.5×0.14)/2×10 = 551.25N
②栏杆、挡脚板（按5层计，栏杆每步架1根）
NG2K-2 =（2×5×la×G1+5×G2）×10=（2×5×1.5×0.0384+5×0.0132）×10=760.32N
③安全网
NG2K-3 =H×la×G3×10 = 16.3×1.5×0.005×10=122.25N
④合计
NG2K= 551.25+760.32+122.25 = 1433.82 N
⑵内立杆
①竹笆板
NG2K-1 =（5×la×lb×0.14）/2×10+（5×la×lc×0.14）/2×10= （5×1.05×1.5×0.14+5×0.35×1.5×0.14）/2×10= 722.75N
②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用）
NG2K-2 = 5×la×G1 = 5×1.5×0.0384×10= 288N 3333333333
NG2K = 722.75+288= 1010.75 N 1.1.4施工均布活荷载
按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时3层作业层施工：
外立杆 NQK外 =3×la×lb×qk/2 = 3×1.5×1.05×2/2=4.725kN
内立杆 NQK内 =3×la×lb×qk/2 + 3×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN
1.1.4垂直荷载组合
⑴外立杆
N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK外=1.2×(2.03+1.4338)+1.4×4.725=10.77kN
⑵内立杆
N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK内=1.2×(2.03+1.010)+1.4×7.425=14.043kN
2、水平悬挑梁设计
本工程悬挑架采用型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用工型钢 I16，长3.1m，在二层楼面上预埋2ф18的圆钢对工型钢 I16进行背焊固定，距外墙边分别为0.3m和1.5m。
根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算： 计算模型：
⑴、I16工型钢截面特性：
Wx=140.9×10mm,I=1127×10mm
自重q=0.205kN/m，弹性模量E=206×10N/mm，
翼缘宽度b=88mm，翼缘平均厚度δ=9.9mm，高度h=160mm。
N2=14.043kn
N1=10.77kn
⑵最大弯矩
水平悬挑梁计算简图2
Mmax =N1×1.35+ N2×0.33+ q×1.5/2
⑶强度验算
σ= Mmax /（γx×Wx）
γx----截面发展系数，对I形截面，查表得：γ
Wx ----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：Wx=140.9×10mm。 f ----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm。 σ=18.983×10/（1.05×140.9×10）=128.31N/mm＜f=215N/mm
⑷整体稳定验算
根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通型钢受弯要考虑整体稳定问题。按附录一之（二），本悬臂梁跨长1.5米折算成简支梁，其跨度为2×1.5=3米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：
ψ=（570bδ/l1h）·235/σs
= [570×88×9.9/（3000×160）] ×235/215 = 1.13 则悬挑梁弯曲应力为： σ= Mmax /（Ψ×Wx）
=18.983×10/（1.13×140.9×10）=191.03N/mm＜f=215N/mm∴安全。
⑸刚度验算
ω = N1l/3EI+ N2a(3l-a)/6EI
N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）； E----弹性模量，E=206×10N/mm。
I----钢材的抗弯强度设计值，Q235钢，取f = 215N/mm。 ω =(10.77×10×1500)/(3×2.06×10×1127×10)+[14.043×10×300×(3×1500-300)]/(6×2.06×10×1127×10) =5.59mm＜L/250=1500/250=5.6mm，满足要求。
⑹16I工型钢后部锚固钢筋设计
①锚固钢筋的承载力验算
锚固选用2ф18圆钢预埋在二层平板上，吊环承受的拉力为： N4= Mmax /1.5= 18.983/1.5= 12.655KN N3= Mmax /0.3=18.983/0.3=63.28KN 吊环承受的拉应力为：
σ4= N/A =12.655×10/（2×0.785×18）= 24.88N/mm＜[σ]=215 N/mmσ3=N/A=63.28×10/（2×0.785×18）=124.4N/mm＜[σ]=215 N/mm 两个吊环中，只有一个就能承受拉力，一个可作储备用。 ∴满足要求。
②锚固钢筋的焊缝验算
σ = F/（lW·δ）
F----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F= N4 =12.655KN； lW----焊缝的计算长度，取lW=88-10=78mm。 δ----焊缝的计算厚度，取16mm。
σ = 12.655×10/（78×18）=9.013 N/mm＜[σ]=160 N/mm ∴满足要求。
⑺由计算结果可知，当挑梁采用I16号型钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求。
方案二：普通型钢悬挑式钢管脚手架搭设方案
施工工艺流程：工字钢加工－设置预埋环－工字钢安装就位－放扫地杆－竖立杆与扫地杆扣紧－安装第一步大横杆和小横杆－连接附墙杆－铺脚手板、围护栏杆、踢脚板、挂网－随主体施工接高架体、加剪刀撑→ 防护栏杆→ 铺脚手板→ 挂安全网。
1、埋设拉环、吊环、工字钢安装
(1) 经过多方案比选，1-4层选用落地式钢管脚手架，4层以上选用普通型钢悬挑脚手架。悬挑层分别为11层楼座在4-11层悬挑；18层楼座在4-11层、11-18层为采用普通型钢悬挑脚手架。型钢水平悬挑杆采用16a号工字钢，斜杆采用直径16钢丝绳。预埋拉钩的钢筋直径为20.0 mm。
(2) 在安装悬挑工字钢的楼板上、工字钢悬挑的位置预埋2组经过制作加工的?20钢筋拉环，外边一组距框架梁外边500mm，里边一组距外边一组1000mm，预埋钢筋安放在楼板底筋上面，同楼板底筋焊牢或用扎丝绑牢，并在里边一组预埋筋两侧各加2Φ12加强筋，长1m，预埋的π形钢筋高出混凝土楼面200mm。
(3) 待砼强度达到设计强度50%以上，将悬挑架的工字钢固定于楼面上的拉环里，悬挑工字钢与拉环间隙用木楔楔紧。
(4) 工字钢在安装立杆的位置处，穿杆焊接Φ32钢管，伸出工字钢面200mm，以固定立杆不移动。
(5) 外架转角处无法安装工字钢时，采用预埋铁件与工字钢焊接的方法；也可采用立杆受力点用16mm钢丝绳双绳上拉以承受上部施工荷载，每根立杆各设一根可用调节螺杆调节的钢丝绳子，调节螺杆必须确保40KN的拉力值以上。
(6) 在上一层结构梁底或梁侧埋设?20的圆钢吊环，待砼强度达设计强度50%以上，用钢丝绳将吊环与工字钢拉结。工字钢拉结点离工字钢最外端约100mm。
2．脚手架搭设
悬挑脚手架搭设流程及要求同落地式脚手架搭设流程及要求。
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。
架体搭设：按工程平面形状, 无阳台处悬挑钢梁外挑长度为1.2m，选用16号工字钢,有阳台处悬挑钢梁外挑长度为2.2m,选用4.5米的槽钢,端部斜拉钢丝绳卸荷,钢梁按架体纵向间距按1.5~1.8ｍ布置（立杆纵距）。（图1a、1b、1c）连墙件按3.6ｍ×4.5ｍ布置，用刚性连接横杆对架体进行拉结, 拉结点应从外架的第一步开始进行设置.挑梁和预埋环制作及连墙杆连接如图（图2a、2b、2c、2d）.外侧搭设
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