脚手架受力计算（7.17）.pdf

1 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） 计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为 50.0 米，20.0 米以下采用双管立杆，20.0 米以 上采用单管立杆 搭设尺寸为：立杆的纵距 1.20 米，立杆的横距 1.05 米，立杆的步距 1.20 米 采用的钢管类型为 48 3.5，连墙件采用 2 步 3 跨，竖向间距 2.40 米，水平间距 3.60 米 施工均布荷载为 4.0kN/m2，同时施工 2 层，脚手板共铺设 3 层 一、小横杆的计算一、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荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形 1.均布荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.300 1.200/3=0.120kN/m 活荷载标准值 Q=4.000 1.200/3=1.600kN/m 荷载的计算值 q=1.2 0.038+1.2 0.120+1.4 1.600=2.430kN/m 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 计算公式如下: M=2.430 1.0502/8=0.335kN.m=0.335 106/5080.0=65.924N/mm2 小横杆的计算强度小于 205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 荷载标准值 q=0.038+0.120+1.600=1.758kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.0 1.758 1050.04/(384 2.06 105 121900.0)=1.108mm 小横杆的最大挠度小于 1050.0/150 与 10mm,满足要求! 二、大横杆的计算二、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，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形 1.荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.038 1.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.300 1.050 1.200/3=0.126kN 活荷载标准值 Q=4.000 1.050 1.200/3=1.680kN 荷载的计算值 P=(1.2 0.040+1.2 0.126+1.4 1.680)/2=1.276kN 大横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=0.08 (1.2 0.038) 1.2002+0.267 1.276 1.200=0.414kN.m =0.414 106/5080.0=81.510N/mm2 大横杆的计算强度小于 205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 2 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=0.677 0.038 1200.004/(100 2.060 105 121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值 P=0.040+0.126+1.680=1.846kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V1=1.883 1846.320 1200.003/(100 2.060 105 121900.000)=2.39mm 最大挠度和 V=V1+V2=2.414mm 大横杆的最大挠度小于 1200.0/150 与 10mm,满足要求!来源 三、扣件抗滑力的计算三、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=0.038 1.200=0.046kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.300 1.050 1.200/2=0.189kN 活荷载标准值 Q=4.000 1.050 1.200/2=2.520kN 荷载的计算值 R=1.2 0.046+1.2 0.189+1.4 2.520=3.810kN 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 0.1489 NG1 = 0.149 50.000=7.445kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用冲压钢脚手板，标准值为 0.30 NG2 = 0.300 3 1.200 (1.050+0.300)/2=0.729kN (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 = 0.110 1.200 3/2=0.198kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005 1.200 50.000=0.300kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 8.672kN 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 = 4.000 2 1.200 1.050/2=5.040kN 风荷载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 3 用：W0 = 0.350 Uz 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： Uz = 0.840 Us 风荷载体型系数：Us = 0.480 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.350 0.840 0.480 = 0.099kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.85 1.4NQ 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 = 0.85 1.4Wklah2/10 其中 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)来源:考试大-结构工程师考 五、立杆的稳定性计算五、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=17.46kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到 0.39； 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=2.08m； 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(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 91.28 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=16.40kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到 0.39； 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=2.08m； 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(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 = 0.020kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 89.75 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 Nl，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 = 6.195kN 小于扣件的抗滑力 8.0kN，满足要求! 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%考/试大%平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 69.85 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 17.46 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 fg 地基承载力设计值 (N/mm2)；fg = 180.00 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 = 1.00 5 fgk 地基承载力标准值；fgk = 180.00 地基承载力的计算满足要求!来源:考试大-结构工程师考试 脚手架方案及计算式： 一、工程概况 施工现场“三通一平”工作已基本就绪, 外地面已做硬底化 二、设计依据及构造要求 1、本计算根据中国建筑出版社建筑施工脚手架实用手册； 2、施工中不允许超过设计荷载 3、小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。

而剪力撑、斜撑和连墙件主要保证 脚手架整体刚度和稳定性的 并且加强抵抗垂直和水平作用的能力 而连墙件则承受全部的 风荷载扣件则是架子组成整体的联结件和传力件 4、搭设要求：（1）梯间外墙线搭设 24m 双排钢管脚手架；（2）其余各搭设 21.5m 双排钢 管脚手架 5、采用本方案取最大搭设高度 24m 进行验算； 6、采用 483.5mm 双排钢管脚手架搭设，立杆横距 b=1.0m，主杆纵距 l=1.5m，内立杆距 墙 0.2m脚手架步距 h=1.8m，脚手板从地面 2.0m 开始每 1.8m 设一道（满铺），共 11 层， 脚手架与建筑物主体结构连接点的位置，其竖向间距 H1=2h=2 1.8=3.6m，水平间距 L1=3L =3 1.5=4.5m根据规定，均布荷载 Qk=2.0KN/ 三、使用材料 1、钢管宜采用力学性能适中的 Q235A(3 号)钢，其力学性能应符合国家现行标准炭素结 构钢(GB700-89)中 Q235A 钢的规定每批钢材进场时，应有材质检验合格证 2、钢管选用外径 48mm，壁厚 3.5mm 的焊接钢管立杆、大横杆和斜杆的最大长度为 6.5 m，小横杆长度 1.5m。

3、根据可铸铁分类及技术条件(GB978-67)的规定，扣件采用机械性能不低于 KTH330- 08 的可锻铸铁制造铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、 氧化皮等清除。