施工落地式脚手架小于24米

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0.35米。

2、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48×3.5。 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荷

3、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=(1.4×3.00+1.2×0.30)×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=3.420×0.802 =Mmax/W=0.274×106/5080.0=53.86N/mm2

4、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 V=5qklb4/384EI=5.0×2.47×800.04/(384×2.06 ×105×12.19×104)=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)

5、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=0.5×2.47×0.80×(1+0.20/0.80)2=1.54kN (2)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=0.5×3.420×0.80×(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=0.175×2.14× =M/W=0.5618×106/5080.0=110.58N/m

6、m2 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=1.146×Fkla3/100EI=1.146×1.54×103×1500.003/(100×2.060×105×12.19×104)=2.4mm 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

7、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=2.150×2.14=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: 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)

8、×gk + H1(gk+gk1)×0.65 Hs: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=0.0731 NG1 = (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 (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/m2):本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.30 NG2

9、= 0.300×2×1.500×(0.800+0.200)/2=0.450kN 上部单立杆部分脚手板按1层计 NG2L = 0.300×1×1.500×(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0.11 NG3 = 0.110×1.500×2/2=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/m2):0.

10、010 NG4 = 0.010×1.500×24.000=0.360kN 上部单立杆部分安全网计算 NG4L = 0.010×1.500×(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

11、产生的轴向力 施工均布荷载标准值(kN/m2): NQ = (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/m2)，按照建筑结构荷载规范的规定采用：W0 = 0.300 Uz 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 = 0.8

12、000 经计算得到，脚手架底部风荷载标准值 Wk = 0.740×0.8000×0.300 = 0.178kN/m2。 单双立杆交接位置风荷载标准值 Wkx = 1.000×0.8000×0.300 = 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 + 0.9×1.4×0.65×NQ = 7.889kN 单双立杆交接位置的最大轴向压力NL = 1.2NGL + 0.9×1.4NQ = 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

13、N = 1.2NG + 1.4×NQ = 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 MW MW = 0.9×1.4Wklah2/10 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)。 经计算得, 底部立杆段弯矩 Mw=0.9×1.4×0.178×1.50×1.802 单双立杆交接位置弯矩 Mwx=0.9×1.4×0.240×1.50×1.802 六、

14、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； <= =

15、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=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； 经计算得到 = 6544.000/(0.186×489.000)=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

16、位置的钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； 经计算得到 = 9092.400/(0.186×489.000)=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.

17、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=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 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/mm2)； 经计算得到 = 7889.000/(0.186×489.000)+(109000.000/5080.000)=108.19N/mm2 考虑风荷

18、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/mm2)； 经计算得到 = 8567.400/(0.186×489.000)+(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

19、 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 = 0.186×4.890×10-4×205×103-(1.2×0.975+1.4×3.750)/(1.2×0.126) = 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+0.001×80.853) = 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

20、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=(0.186×4.890×10-4×205×1

21、03-(1.2×0.975+0.9*1.4*(3.750+0.186×4.890×100×0.087/5080.000)/(1.2×0.126) = 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。 脚手架单立杆搭设高度为19.5m，小于H，满足要求！ 八、连墙件的计算: (1)连墙件的轴向力设计值计算： Nl = Nlw + No 其中 Nlw 风荷载产生的连墙件轴向力

22、设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw = 1.4 × Wk × Aw 脚手架顶部Uz = 1.000 连墙件均匀布置, 受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位 脚手架顶部风荷载标准值Wk=Uz×Us×Wo=1.000×0.8000×0.300 = 0.240kN/m2。 Wk 风荷载基本风压标准值，Wk = 0.240kN/m2； Aw 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 2.00×1.80×3.00×1.50 = 16.200m2； No 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴

23、向力(kN)；No = 3.000kN 经计算得到 Nlw = 5.443kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 8.44kN (2)连墙件的稳定承载力计算： 连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离 长细比=lo/i=35.00/1.58=22 长细比=22 < =150(查冷弯薄壁型钢结构技术规范), 满足要求! 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比查表得到=0.941； Nl/A=8.44×103/(0.941×489)=18.34N/mm2 连墙件稳定承载力<=f=0.85×205，连墙件稳定承载力计算满足要求! (3)连墙件抗滑移计算： 连墙件采用双扣

24、件与墙体连接。 经过计算得到 Nl = 8.443kN小于扣件的抗滑力16.00kN，满足要求! 连墙件扣件连接示意图 预埋钢管式连墙件扣件连接示意图 九、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 (1)立杆基础底面的平均压力计算p = N/A 其中 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 6.54 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 p=6.54/0.25=26.18kN/m2 (2)地基承载力设计值计算fg = Kc ×fgk 其中 Kc 脚手架地基承载力调整系数；kc = 1.00 fgk 地基承载力标准值；fgk = 240.

25、00 fg=1.00×240.00=240.00kN/m2 地基承载力的计算p<fg满足要求! 十、脚手架的搭设要求: 1、脚手架搭设高度小于30m时，底部应铺设通长脚手板； 2、立杆搭设应符合下列规定： (1)当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1； 靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm,如下图所示： (2)立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接； (3)立杆顶端宜高出女儿墙上皮1，高出檐口上皮1.5； 3、水平杆搭设应符合下列规定,如图所示： (1)纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜

26、小于跨； (2)纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接； (3)横向水平杆应放置在纵向水平杆上部，靠墙一端至墙装饰面距离不宜大于100mm； (4)主节点处必须设置横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除； (5)杆件接头应交错布置，两根相邻杆件接头不应设置在同步或同跨内，接头位置错开距离不应小于500mm， 各接头中心至主节点的距离不宜大于纵距的1/3； (6)搭接接头的搭接长度不应小于1，应采用不少于3个旋转扣件固定; 4、扫地杆设置应符合下列要求： (1)纵向扫地杆必须连续设置，钢管中心距地面不得大于200mm； (2)脚手架底部主节点处应设置横向扫地杆，其位置应在纵向扫地杆下方； 5、剪刀撑设置应符合下列要求： (1)当搭设高度在24m以上时，应在脚手架外侧立面整个长度和高度方向连续设置剪刀撑，如图所示： (2)剪刀撑杆件接长可采用搭接或对接，斜杆与立杆交结点必须设扣件连接。 6、架体应通过连墙件与建筑物主体连接牢固。连墙件设置应符合