1、落地式扣件钢管脚手架计算书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 （JGJ130-2011） 、钢结构设计规范 （GB50017-2003） 、 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002） 、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)、 建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)等编制。一、参数信息: 1.脚手架参数计算的脚手架为双排脚手架，横杆与立杆采用单扣件方式连接，搭设高度为 24.0米，4.5 米以下采用双管立杆，4.5 米以上采用单管立杆。搭设尺寸为：立杆的纵距 1.50米，立杆的横距 0.80米，立杆的步距 1.80米。内排架距离墙长度为 0
2、.35米。横向杆计算外伸长度为 0.20米。小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 1根。采用的钢管类型为 483.5。连墙件采用 2步 3跨，竖向间距 3.60米，水平间距 4.50米,采用扣件连接。2.荷载参数脚手板自重标准值 0.30kN/m2，栏杆、挡脚板自重为 0.11kN/m2，安全设施及安全网、挡风板自重为0.010kN/m2，同时施工 2层，第一层施工均布荷载为 3.0kN/m2，其它层施工均布荷载为2.0kN/m2，脚手板共铺设 2层。脚手架用途:混凝土、砌筑结构脚手架。二、小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活
3、荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力和挠度不计入悬挑荷载)。1.作用小横杆线荷载(1)作用小横杆线荷载标准值qk=(3.00+0.30)1.50/2=2.47kN/m(2)作用小横杆线荷载设计值q=(1.43.00+1.20.30)1.50/2=3.420kN/m小横杆计算简图2.抗弯强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩Mmax=qlb2/8=3.4200.802/8=0.274kN.m=Mmax/W=0.274106/5080.0=53.86N/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
4、挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度V=5qklb4/384EI=5.02.47800.04/(3842.06 10512.19104)=0.52mm小横杆的最大挠度小于 800.0/150与 10mm,满足要求!三、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，小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在大横杆的不利布置，计算大横杆的最大弯矩和变形。(需要考虑悬挑荷载)1.由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力(1)由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1/lb)2=0.52.470.80(1+0.20/0.80)2=1.54kN(2)
5、由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.53.4200.80(1+0.20/0.80)2=2.14kN大横杆计算荷载简图2.抗弯强度最大弯矩考虑为小横杆荷载的计算值最不利分配的弯矩M=0.175Fla=0.1752.141.50=0.5618kN.m=M/W=0.5618106/5080.0=110.58N/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小横杆荷载的标准值最不利分配的挠度V=1.146Fkla3/100EI=1.1461.541031500.003/(1002.06010512.19104)=2.
6、4mm大横杆的最大挠度小于 1500.0/150与 10mm,满足要求!四、扣件抗滑力的计算: 按规范表 5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为 8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数 1.00该工程实际的旋转单扣件承载力取值为 8.00kN 。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 8.00kN 。R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；纵向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值:R=2.150F=2.1502.14=4.6kN单扣件抗滑承载力的设计计算 R = 8.00满足要求!五、脚手架荷载标准值:
7、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)脚手架自重标准值产生的轴向力每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)gk:查规范本例为 0.1260下部双立杆部分:NG1=(Hs-H1)gk + H1(gk+gk1)0.65Hs:双管立杆脚手架全高H1:双管立杆脚手架双管部分高度gk1:双管立杆脚手架副立杆每米立杆承受的结构自重标准值经过计算 gk1=0.0731NG1 = (24.00-4.50)0.1260+5(0.1260+0.0731)0.65=3.040kN上部单立杆部分:NG1L=(Hs-H1)gk=(24.00-4.50)0.1260=2.520kN
8、(2)脚手板自重标准值产生的轴向力脚手板的自重标准值(kN/m 2):本例采用冲压钢脚手板，标准值为 0.30NG2 = 0.30021.500(0.800+0.200)/2=0.450kN上部单立杆部分脚手板按 1层计NG2L = 0.30011.500(0.800+0.200)/2=0.225kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值产生的轴向力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 0.11NG3 = 0.1101.5002/2=0.165kN(4)吊挂的安全设施及安全网、挡风板自重标准值产生的轴向力吊挂的安全设施荷载，包括安全网和挡风板自重标准值(kN/
9、m 2):0.010NG4 = 0.0101.50024.000=0.360kN上部单立杆部分安全网计算NG4L = 0.0101.500(24.000-4.500)=0.292kN经计算得到，静荷载标准值构配件自重：NG2K=NG2+NG3+NG4 = 0.975kN。钢管结构自重与构配件自重：NG = NG1+ NG2k = 4.015kN。上部单立杆部分静荷载标准值构配件自重：NG2KL=NG2L+NG3+NG4L = 0.682kN。钢管结构自重与构配件自重：NGL = NG1L+NG2KL = 3.202kN。(5)施工荷载标准值产生的轴向力施工均布荷载标准值(kN/m 2):NQ
10、= (3.000+2.000(2- 1)1.500(0.800+0.200)/2=3.75kN(6)风荷载标准值产生的轴向力风荷载标准值:其中 W0 基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范的规定采用：W0 = 0.300Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的规定采用：脚手架底部 Uz = 0.740,单双立杆交接位置 Uzx = 1.000,Us 风荷载体型系数（双立杆部分）：Us = 0.8000 风荷载体型系数（单立杆部分）：Usx = 0.8000经计算得到，脚手架底部风荷载标准值 Wk = 0.7400.80000.300 = 0.178k
11、N/m2。单双立杆交接位置风荷载标准值 Wkx = 1.0000.80000.300 = 0.240kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值底部立杆的最大轴向压力 N = 1.2NG + 0.91.40.65NQ = 7.889kN单双立杆交接位置的最大轴向压力 NL = 1.2NGL + 0.91.4NQ = 8.567kN不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值底部立杆的最大轴向压力 N = 1.2NG + 1.4NQ = 6.544kN单双立杆交接位置的最大轴向压力 NL = 1.2NGL + 1.4NQ = 9.092kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MWMW = 0.91.4Wkl
12、ah2/10其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m 2)；la 立杆的纵距 (m)；h 立杆的步距 (m)。经计算得, 底部立杆段弯矩 Mw=0.91.40.1781.501.80 2/10 = 0.109kN.m单双立杆交接位置弯矩 Mwx=0.91.40.2401.501.80 2/10 = 0.147kN.m六、立杆的稳定性计算: 卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。单双立杆交接位置和双立杆底部均需要立杆稳定性计算。参照刘群主编建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算P143 页双立杆脚手架试验结果计算。双立杆立杆稳定性计算，只需考虑主立杆，其主立杆荷载分配系数为总荷载的0.65。1.不考虑
13、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，底部 N=6.544kN；单双立杆交接位置NL=9.092kN；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，=1.50 ；h 立杆步距，h=1.80； 计算长细比 , 由 k=1时, =kh /i=171；= = 210, 满足要求!k 计算长度附加系数，取 1.155；l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kh 确定，l0=3.12m； 轴心受压立杆的稳定系数, 由 k=1.155时, =kh/i=197 的结果查表得到 0.186；A 立杆净截面面积，A=4.89cm 2；W 立杆净截面
14、模量(抵抗矩),W=5.08cm 3；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm 2)；经计算得到 = 6544.000/(0.186489.000)=71.95N/mm2不考虑风荷载时，底部双立杆的稳定性计算 f,满足要求!单双立杆交接位置的钢管立杆受压强度计算值 (N/mm 2)；经计算得到 = 9092.400/(0.186489.000)=99.97N/mm2不考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆的稳定性计算 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，底部 N=7.889kN；单双立杆交接位置
15、NL=8.567kN；i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，=1.50 ；h 立杆步距，h=1.80； 计算长细比 , 由 k=1时, =kh /i=171；= = 210, 满足要求!k 计算长度附加系数，取 1.155；l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kh 确定，l0=3.12m； 轴心受压立杆的稳定系数, 由 k=1.155时, =kh/i=197 的结果查表得到 0.186；A 立杆净截面面积，A=4.89cm 2；W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm 3；f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm 2；
16、MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.109kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm 2)；经计算得到 = 7889.000/(0.186489.000)+(109000.000/5080.000)=108.19N/mm2考虑风荷载时，底部双立杆的稳定性计算 f,满足要求!单双立杆交接位置的钢管立杆受压强度计算值 (N/mm 2)；经计算得到 = 8567.400/(0.186489.000)+(147000.000/5080.000)=123.13N/mm2考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆的稳定性计算 f,满足要求!七、最大搭设高度的计算: 不考虑风荷载时,采用单
17、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=NG2+NG3+NG4 = 0.975kN；NQ 活荷载标准值，NQ = 3.750kN；gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.126kN/m；经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 Hs = 0.1864.89010-4205103-(1.20.975+1.43.750)/(1.20.126) = 80.853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 H80.853/(1
18、+0.00180.853) = 74.805米。H=74.805 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 H =50.000m。脚手架单立杆搭设高度为 19.5m，小于H，满足要求！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=NG2+NG3+NG4 = 0.975kN；NQ 活荷载标准值，NQ = 3.750kN；gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.126kN/m；Mwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk = 0.087kN.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=(0.1864.89010-4205103-(1.20.975+0.9*1.4*(3.750+0.1864.8901000.087/5080.000)/(1.20.126) = 84.312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，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值 H = 77.756 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 H 50.00 m。
