钢管扣件落地式脚手架计算模板

1、落地式扣件钢管双排外脚手架计算书模板 本文以具体计算实例详细讲解型钢悬挑脚手架计算过程，希望能理解在工程方案编制中可以套用，斜体红字部分为计算依据及要点。依据规范:建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011建筑结构荷载规范GB50009-2012钢结构设计规范GB50017-2003建筑地基基础设计规范GB50007-2011计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架，搭设高度20.0米，立杆采用单立管。立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，内排架距离结构0.30米，立杆的步距1.80米。 钢管类型为48×3.0，连墙件采

2、用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。 施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片，荷载查JGJ130-2011表4.2.1-1为0.10kN/m2，按照铺设4层计算。 栏杆采用竹串片，荷载查JGJ130-2011表4.2.1-2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，且主结点间增加两根大横杆（此为填心杆可以是1根，这主要关系大、小横杆验算中脚手板荷载及活荷载分配是除3还是2）。GB50009-2012建筑结构荷载规范中附录表D.4上海地区n=10年.基本风压0.40kN/m2，高度变化系数(GB50009-20

3、12表7.2.1中D类按照脚手架总高32.5米插入法)0.6500，体型系数1.0750(JGJ130-2011第12页中全封闭脚手架体型系数Us=1.3×1.2×An/Aw,其中An为挡风面积，Aw为迎风面积，两者的比值可以取0.670.8之间，这要视密目网而定)。地基承载力标准值115kN/m2，基础底面扩展面积0.250m2，（根据JGJ130-2011中5.5.2规定是回填土的要将地基承载力乘以0.4折减系数）地基承载力调整系数0.40。钢管惯性矩计算采用 I=(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=(D4-d4)/32D。一、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进

4、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=0.100×1.050/3=0.035kN/m活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.035=0.088kN/m活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=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

5、计算（结构力学三跨连续梁计算公式）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=(0.08×0.088+0.10×1.470)×1.5002=0.347kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.088+0.117×1.470)×1.5002=-0.407kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=0.407×106/4491.0=90.580N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算(JGJ130-2011

6、中5.1.3规定变形计算取荷载标准值)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+0.035=0.073kN/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=(0.677×0.073+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.483mm 查JGJ130-2011表5.1.8大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、小横杆的计算: （结构力学三跨连续梁计算公式）小横杆按照简支梁进行强度和

7、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。1.荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN脚手板的荷载标准值 P2=0.100×1.050×1.500/3=0.052kN活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.052+1.4×1.575=2.337kN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

8、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=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.337×1.050/3=0.824kN.m=0.824×106/4491.0=183.554N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算(JGJ130-2011中5.1.3规定变形计算取荷载标准值) 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=5.0×0.038×1050.

9、004/(384×2.060×105×107780.000)=0.027mm 集中荷载标准值 P=0.058+0.052+1.575=1.685kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1685.100×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×107780.0)=3.118mm 最大挠度和V=V1+V2=3.146mm查JGJ130-2011表5.1.8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

10、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=0.038×1.050=0.040kN脚手板的荷载标准值 P2=0.100×1.050×1.500/2=0.079kN活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN荷载的计算值 R=1.2×0.040+1.2×0.079+1.4×2.362=3.450kN单扣件抗滑承载力的设计计

11、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, 查JGJ130-2011第15页表5.1.7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)；(JGJ130-2011附录A表A.0.1)查得本例按照48×3.0钢管折减后为0.1072，当钢管不是标准截面时用实际截面积除以标准截面积得折减系数后，再乘以表中数值即可。本例为0.1072NG1 = 0.107&

12、#215;20.000=2.145kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.10NG2 = 0.100×4×1.500×(1.050+0.300)/2=0.405kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准值为0.17 5NG3 = 0.170×1.500×4/2=0.510kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.010NG4 = 0.010×1.500×20.000=0.300kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG

13、2+NG3+NG4 = 3.360kN。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 = 3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中 W0 基本风压(kN/m2)， W0 = 0.400Uz 风荷载高度变化系数，Uz = 0.650Us 风荷载体型系数： Us = 1.075经计算得到：Wk = 0.400×0.650×1.075 = 0.280kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2NG +

14、0.9×1.4NQ经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：N=1.2×3.360+0.9×1.4×4.725=9.985kN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=1.2×3.360+1.4×4.725=10.647kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式M2W = 0.9×1.4Wklah/10其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)；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=0.9×1.

15、4×0.280×1.500×1.800×1.800/10=0.171kN.m五、立杆的稳定性计算: (JGJ130-2011第17页)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=10.647kN；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1.155；u 计算长度系数，由立杆横距及连墙件布置形式确定，查JGJ130-2011表5.2.8，u=1.500；l0 计算长度 (JGJ130-2011第18页),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.

16、118m；A 立杆净截面面积，A=4.239cm2；W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3； 长细比= l0/i (JGJ130-2011第17页)为3118/16=196； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查JGJ130-2011附表(A.0.6)得到0.190； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；经计算得到:=10647/(0.19×424)=132.502N/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(JGJ130-2011第17

17、页)其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=9.985kN；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1.155；u 计算长度系数，由立杆横距及连墙件布置形式确定，查JGJ130-2011表5.2.8得， 7u=1.500；l0 计算长度 (JGJ130-2011第18页),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；A 立杆净截面面积，A=4.239cm2；W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3； 长细比= l0/i (JGJ130-2011第17页)，为3118/16=196； 轴心受压立杆

18、的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查JGJ130-2011附表(A.0.6)表得到0.190；MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.171kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2；经计算得到 =9985/(0.19×424)+171000/4491=162.381N/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:（JGJ130-2011第19页）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，按下列计算：其中 NG2K 构配件(脚手板、栏杆、安

19、全网)自重标准值产生的轴向力，NG2K = 1.215kN； NQk 活荷载标准值， NQk = 4.725kN；gk 每米立杆承受的结构自重标准值查JGJ130-2011附录表A.0.1如果钢管规格不同时用实际截面积除以标准截面积得到的系数折减即可，gk = 0.107kN/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 H = 65.265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，按下列计算：其中 NG2K 构配件(脚手板、栏杆、安全网)自重标准值产生的轴向力，NG2K = 1.215kN； 8NQk 活荷载标准值， NQk = 4.725kN；gk 每米

20、立杆承受的结构自重标准值查JGJ130-2011附录表A.0.1如果钢管规格不同时用实际截面积除以标准截面积得到的系数折减即可，gk = 0.107kN/m；Mwk 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk = 0.136kN.m；经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度 H = 46.610米。取上面两式计算结果的最小值，脚手架允许搭设高度 H=46.610米。七、连墙件的计算: (JGJ130-2011第19页)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 × Awwk 风荷载标准值，wk = 0.280kN/m2；Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:A2w = 3.60×4.50 = 16.200m；No 连墙件约束脚手架