依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范和建

1、依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范和建筑施工安全检查标准的扣件式双排钢管脚手架结构设计 庞静 缪志伟 柯明中 （浙江省建工集团有限责任公司）一、引言建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）和国家强制性行业标准建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）施行几年来，在建筑施工领域得到了广泛的应用与实践。特别是质量与文明施工方面要求高的工程，其脚手架按照规范和检查标准搭设是创杯和申报文明标化工地的必备条件。二、脚手架设计温州某工程脚手架参照规范和检查标准进行结构设计和施工。该工程脚手架设计36米以下采用落地式双排钢管脚手架，36米以上采用悬挑式钢管脚手架。脚手架使用钢管、扣

2、件均检测合格。落地式钢管脚手架设计高度36米，选择48×3.5钢管，立杆的纵距1.50m，立杆的横距1.05m，立杆的步距1.80m，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60m，水平间距4.50m。施工均布荷载为3.0KN/，设计同时施工2层。脚手片采用1.5m×1m竹制脚手片，25米以下满铺6层，25米以上层层满铺。防护栏杆和挡脚栏杆选用与架体同材质的48×3.5钢管，二步以上层层设置。安全网采用密目式阻燃安全网，外侧全封闭设置。剪刀撑间隔4步设置。横向斜撑设置在拐角处，中间每隔6跨设置一道。三、脚手架计算1.纵向水平杆（大横杆）的计算：纵向水平杆按照三跨连续梁进行

3、强度和挠度计算，大横杆在小横杆上面。按照大横杆上面的脚手片和活荷载作为均布荷载计算大横杆的弯矩和变形。（1）均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038KN/m脚手片的荷载标准值P2=0.35×1.5/3=0.175KN/m活荷载标准值Q=3.0×1.5/3=1.50 KN/m静荷载计算值q1=1.2×（0.038+0.175）=0.256 KN/m活荷载计算值q2=1.4×1.5=2.10 KN/m（2）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M1max=0.08 q1L2+0.10 q2L2=（0.08×0.2

4、560.10×2.1）×1.52=0.519 KN·m支座最大弯矩M2max=-0.10 q1L2-0.117 q2L2=（-0.10×0.256-0.117×2.1）×1.52=0.610 KN·m选择支座弯矩和跨中弯矩最大值进行强度验算：=M/W=0.610×103/5.08=120.1N/2f=205 N/2强度满足要求。（3）挠度计算静荷载标准值q1=0.038+0.175=0.213 KN/m活荷载标准值q2=1.5 KN/mmax=0.677 q1L4/100EI+0.990 q2L4/100EI=（0

5、.677×0.213+0.99×1.5）×15004/（100×206000×12900）=3.30大横杆的最大挠度小于1500/150与10，满足要求。2.横向水平杆（小横杆）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=0.038×1.5=0.057KN/m脚手片的荷载标准值P2=0.35×1.5×1.05/3=0.184KN/m活荷载标准值Q=3.0×1.5×1

6、.05/3=1.575 KN/m荷载计算值p=1.2×（0.057+0.184）+1.4×1.575=2.49 KN/m（2）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矩和。M=Mpmax+Mqmax=1.2×0.038×1.05×1.05/8+2.49×1.05/3=0.878 KN·m=M/W=172.8N/2f=205 N/2强度满足要求。（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。自重均布荷载下最大挠度qmax=5qL4/384EI=0.02集中荷载标准值

7、p=0.057+0.184+1.575=1.816 KN集中荷载最不利分配引起的最大挠度qmax=Pl（3 L2-4 L2/9）/72EI=2.97最大挠度和max=0.02+2.97=2.99小横杆的最大挠度小于1500/150与10，满足要求。3.扣件抗滑力计算横杆自重标准值P1=0.038×1.05=0.04KN脚手片荷载标准值P2=0.35×1.05×1.5/2=0.27KN活荷载标准值Q=3.0×1.05×1.5/2=2.36KN荷载计算值R=1.2×（P1 +P2）+1.4Q=3.676 KNRc=8.0 KN其中Rc扣件

8、抗滑承载力设计值，取8.0 KN；R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。4.立杆的稳定性计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。（1）静荷载标准值立杆承受的结构自重Ng1=0.1248×36=4.493KN脚手片自重Ng2=0.35×11×1.05×1.5/2=3.03KN防护栏杆与挡脚栏杆的自重标准值（作用于外立杆上）Ng3=0.038×2×20×1.5=2.28KN外侧围护的安全网荷载（作用于外立杆上）Ng4=0.049×1.5×36=2.646K

9、N静荷载标准值Ng内立杆= Ng1+ Ng2=7.523 KNNg外立杆= Ng1+ Ng2+ Ng3+ Ng4=12.449 KN由于外立杆荷载与内立杆荷载比值（Ng内立杆/Ng外立杆）为1.65倍，荷载相差教大，不能按照内、外立取荷载平均值的计算方法，应当按照内、外立杆分算的计算方法。取承受荷载较大的外立杆Ng外立杆=12.449 KN作立杆稳定性计算。（2）活荷载标准值活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内的施工荷载总和的1/2取值。Nq=3.0×2×1.5×1.05/2=4.725KN（3）风荷载标准值Wk=0.7×Uz&#

10、215;Us×Wo=0.7×1.36×0.219×0.4=0.084 KN/2其中Uz风荷载高度变化系数，按建筑结构荷载规范（GBJ9）规定，取1.360；US风荷载体型系数，按规范取0.219；Wo基本风压，按建筑结构荷载规范（GBJ9）规定，取0.4；（4）立杆的稳定性考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：N/A+ Mw/W其中N立杆的轴心压力设计值，N=1.2×Ng+0.85×1.4×Nq=20.56KN轴心受压立杆的稳定系数，按规范由长细比的结果查表得0.186；A 立杆静截面面积，A=4.892；W立杆静截面模量，W

11、=5.083；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，Mw=0.85×1.4×Wk×La×h×h/10=0.049KN·m= N/A+ Mw/W=235.7N/2f=205 N/2立杆稳定性不满足要求，需要采取加固措施。经计算内立杆内=170.716 N/2f=205 N/2，内立杆稳定性满足要求。采取措施如下：外立杆15米以下采用双立杆加强，并增加横向斜撑设置，内立杆不变。加固后的外立杆稳定性=122.6N/2f=205 N/2。采取措施后的立杆稳定性满足要求。5.连墙件计算连墙件轴向力设计值按下式计算：Nl=N1w+N0其中N1w

12、风荷载产生的连墙件的轴力设计值， N1w=1.4×wk×Aw=1.4×0.084×16.2=1.91KNN0连墙件约束脚手架平面外变形产生的轴向力，按规范N0=5.0 KN计算得连墙件轴向力计算值：Nl=1.91+5.0=6.91KN该脚手架采用架体与楼层预埋钢管用扣件连接的连墙件，由于Nl=6.91KNRc=8.0 KN，连墙件设计符合要求。6.立杆的地基承载力计算立杆基础采用混凝土基础。立杆基础底面的平均压力应满足：Pfg 其中P立杆基础底面的平均压力，P=N/A=20.56/（0.2×1.0）=102.8 KN/m2fg地基承载力设计值，fg=Kc×fqk=1.0×150=150 KN/m2P=102.8 KN/m2fg=150 KN/m2地基承载力的计算满足要求。四、结束语本