脚手架荷载等计算示例

1、6 计算参数 :钢管强度为 205.0 N/mm 2，钢管强度折减系数取 1.00。双排脚手架，搭设高度 40米，6 米以下采用双管立杆， 6 米以上采用单管立杆。立杆的纵距 1.30米，立杆的横距 1.10 米，内排架距离结构 0.50米，立杆的步距1.80米。钢管类型©48X 3.0,连墙件采用2步3跨，竖向间距3.6米，水平间距3.9米。施工活荷载为 3 . 0kN/m 2 ，同时考虑 2层施工。脚手板采用竹笆片，荷载为0.10kN/m2，按照铺设4层计算。栏杆采用竹笆片，荷载为0.17kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加 2

2、根大横杆。基本风压0.30kN/m2,高度变化系数1.0000体型系数0.600Q地基承载力标准值170kN/m 2，底面扩展面积0.250吊，地基承载力调整系数0.40。钢管惯性矩计算采用匸nD4-d4)/64，抵抗距计算采用 W= nD4-d4)/32D。6.1 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。6.1.1 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=0.100X 1.100/2=0.055kN/m活荷载标准值Q=3.000X 1.100/2=

3、1.650kN/m静荷载的计算值q1=1.2 X 0.038+1.2X 0.055=0.112kN/m活荷载的计算值q2=1.4 x 1.650=2.310kN/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）耳Q2大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）6.1.2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：MM肠十Qi血f跨中最大弯矩为M1=(0.08X 0.112+0.10X 2.310% 1.30&=0.406kN.m支座最大弯矩计算公式如下：M诡=-0.10-0.117/2支座最大弯矩为M2=-(0.10X 0.112+0.11% 2.

4、310X 1.306=-0.476kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：(=0.476X 106/4491.0=105.922N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！6.1.3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 q讦0.038+0.055=0.093kN/m活荷载标准值C2=1.650kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677X 0.093+0.99% 1.650% 1300.0/(100 X 2.06X 105X 107780.0)=2.183mm 大横杆的最大挠度小于1300.0/150与

5、10mm满足要求!6.2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。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。6.2.1荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038X 1.300=0.050kN脚手板的荷载标准值P2=0.100X 1.100X 1.300/2=0.072kN活荷载标准值Q=3.000X 1.100X 1.300/2=2.145kN何载的计算值P=1.2X 0.050+1.2X 0.072+1.4X 2.145=3.149kNP小横杆计算简图6.2.2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

6、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：Mg ¥M=(1.2 X 0.038)X 1.100/8+3.149 X 1.100/4=0.873kN.m(=0.873X 106/4491.0=194.358N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！6.2.3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：384£7集中荷载最大挠度计算公式如下PPFhum4 8AZ小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0X 0.038X 1100.00/(384 X 2.060X 105

7、X 107780.000)=0.033mm集中荷载标准值 P=0.050+0.072+2.145=2.266kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度5V2=2266.420X 1100.CX 1100.0X 1100.0/(48X 2.06X 105X 107780.0) =2.831mm最大挠度和V=V1+V2=2.864mm 小横杆的最大挠度小于1100.0/150与10mm满足要求！6.3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，单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R=1.2X

8、 0.042+1.2X 0.072+1.4X 2.145=3.139kNR 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值P1=0.038X 1.100=0.042kN脚手板的荷载标准值P2=0.100X 1.100X 1.300/2=0.072kN活荷载标准值Q=3.000X 1.100X 1.300/2=2.145kN荷载值计算荷载的计算值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。6.4 脚手架荷载标准

9、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 0.0995NG1 = 0.100X 40.000=3.982kN(2) 脚手板的自重标准值 (kN/m 2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为 0.10NG2 = 0.100X4X1.300X(1.100+0.500)/2=0.416kN(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值 (kN/m) ；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为 0.17； NG3 = 0.170X1.300X4=0.884kN(4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网 (kN/m 2)；0.0

10、10NG4 = 0.010X1.300X40.000=0.520kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.802kN。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 = 3.000X 2X 1 .300X 1 .100/2=4.290kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中 Wo 基本风压（kN/m 2）,Wo = 0.300Uz 风荷载高度变化系数，Uz = 1.000Us 风荷载体型系数：Us = 0.600经计算得到： Wk = 0.300X 1.000X 0.600 = 0.

11、180kN/m2。考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2Ng + 0.9X 1.4Nq经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：N=1.2 X 5.802+0.9X 1.4X 4.290=12.368kN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经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：N=1.2 X 5.802+1.4X 4.290=12.968kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW = 0.9X 1.4Wklah2/10其中 Wk 风荷载标准值（kN/m 2）;la立杆的纵距（m）；h立杆的步距（m）。经过计算得到风荷载产生的弯矩：Mw

12、=0.9X 1.4X 0.180K 1.300X 1.800X 1.800/10=0.096kN.m6.5立杆的稳定性计算7.5.1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=12.968kN ；i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；k 计算长度附加系数，取1.155u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500;10 计算长度（m）,由公式10 = kuh确定，10=1.155X 1.500X 1.800=3.118mA立杆净截面面积，A=4.239cm2;W立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3入长细比，为3118/16=196X） 允许长细比（k

13、取1），为2700/16=169 <210长细比验算满足要求©轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l/i的结果查表得到0.190(T钢管立杆受压强度计算值(N/mm 2)；f钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm 2；经计算得到：(=12968/(0.19X 424)=161.390N/mm2; 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算(7 < f,满足要求！6.5.2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=12.368kN ;i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；k 计算长度附加系数，取1.155u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.

14、500;l0计算长度(m),由公式l0 = kuh确定，l0=1.155X 1.500X 1.800=3.118mA立杆净截面面积，A=4.239cm2;W 立杆净截面模量 (抵抗矩 ),W=4.491cm3 ；入长细比，为3118/16=196甩 允许长细比(k取1),为2700/16=169 <210一长细比验算满足要求！©轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l(/i的结果查表得到0.190Mw 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，M w=0.096kN.m;(T钢管立杆受压强度计算值(N/mm 2);f钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm 2;经计算得到(=123

15、68/(0.19X 424)+96000/4491=175.187N/mm2;一 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算(7 < f,满足要求！6.6 最大搭设高度的计算不考虑风荷载时，当立杆采用单管时，单、双排脚手架允许搭设高度 H ，按下式计算：H = ©A7-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie) / 1.2gk其中 NG2k构配件自重标准值产生的轴向力，NG2k = 1.820kN;NQk活荷载标准值，NQk = 4.290kN;gk每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.100kN/m;NXie 轴向力钢丝绳卸荷部分，NQk = 0.000kN；(T钢管立杆抗压强度设

16、计值，c = 205.00N/mm2;经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 H = 69.335米。考虑风荷载时，当立杆采用单管时，单、双排脚手架允许搭设高度H,按下式计算：H = A(y1.2NG2k+0.9X 1.4(NQk+ 快皿用川躺 / 1.2gk其中 NG2k 构配件自重标准值产生的轴向力， NG2k = 1.820kN;NQk 活荷载标准值， NQk = 4.290kN;gk 每米立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.100kN/m ;Mwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk = 0.076kN.m；N Xie 轴向力钢丝绳卸荷部分，NQk = 0.0

17、00kN;c钢管立杆抗压强度设计值，c = 205.00N/mm2;经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 H = 60.054米。取上面两式计算结果的最小值，脚手架允许搭设高度H=60.054米。6.7 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 Niw 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：N|w = 1.4 X Wk X Awwk 风荷载标准值， wk = 0.180kN/m2；Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 :Aw = 3.60X 3.90 = 14.040m2；No 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的

18、轴向力(kN)；No = 3.000经计算得到Nlw = 3.538kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 6.538kN根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值Nf1 = 0.85Acf根据连墙件杆件稳定性要求，轴向力设计值Nf2 = 0.85快f其中© 轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l/i=50.00/1.60的结果查表得到护0.92;净截面面积 Ac = 4.24cm2;毛截面面积 A = 18.10cm2; f = 205.00N/mm 2。 经过计算得到 Nf1 = 73.865kNNf1>N,连墙件的设计计算满足强度设计要求！经过计算得到 Nf = 288.444kNNf

19、2>N,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求！连墙件采用扣件与墙体连接。 经过计算得到N1=6.538kN小于扣件的抗滑力8.0kN,连墙件扣件满足要 求!6.8 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Pk 三 fg其中 pk 脚手架立杆基础底面处的平均压力标准值,pk =Nk/A=40.37 (kPa)Nk 上部结构传至基础顶面的轴向力标准值Nk = 5.80+4.29=10.09kNA 基础底面面积 (m2)；A = 0.25fg 地基承载力设计值 (kN/m2)；fg = 68.00地基承载力设计值应按下式计算fg = kc X fgk其中 kcfgk地基承载力标准值； fgk = 170.00脚手架地基承载