扣件式钢管脚手架设计计算书

2/2扣件式钢管脚手架设计计算书一、工程概况本计算书针对西安地区某项目落地式双排扣件式钢管脚手架进行设计计算，脚手架主要用于主体结构施工操作防护，架体总搭设高度为30m，搭设长度为80m，采用全封闭密目安全网防护。二、设计依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》JGJ/T130-2021《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（2012年版）《钢结构设计标准》GB50017-2017《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016三、基本设计参数3.1架体几何参数参数名称符号取值单位说明架体总高度H30m自立杆底座下皮至架顶栏杆上皮高度立杆步距h1.5m上下水平杆轴线间的距离立杆纵距l1.5m纵向相邻立杆轴线间距立杆横距l1.05m横向相邻立杆轴线间距内立杆距墙距离a0.3m内立杆至建筑结构墙面的距离连墙件布置-二步三跨-竖向2步、横向3跨设置一道刚性连墙件连墙件竖距h3.0m相邻连墙件的竖向间距连墙件横距l4.5m相邻连墙件的横向间距剪刀撑布置-全高连续-沿架体外侧全高设置竖向剪刀撑，宽度6m3.2材料参数本脚手架采用φ48.3×3.6mmQ235焊接钢管，配套可锻铸铁扣件，木脚手板，密目式安全立网。参数名称符号取值单位说明钢管截面面积A489mφ48.3×3.6钢管截面参数钢管截面模量W5260mφ48.3×3.6钢管截面参数钢管截面惯性矩I127100mφ48.3×3.6钢管截面参数钢管截面回转半径i15.9mmφ48.3×3.6钢管截面参数钢管每米自重g0.0397kNφ48.3×3.6钢管理论重量钢材强度设计值f205NQ235钢抗拉、抗压、抗弯强度设计值钢材弹性模量E2.06×NQ235钢弹性模量单扣件抗滑承载力R8.0kN单个直角/旋转扣件抗滑承载力设计值双扣件抗滑承载力R12.0kN双扣件抗滑承载力设计值木脚手板自重g0.35kN木脚手板自重标准值栏杆挡脚板自重g0.17kN木栏杆、挡脚板自重标准值密目安全网自重g0.01kN密目式安全立网自重标准值地基承载力特征值f170kN场地原状粘性土承载力特征值地基承载力调整系数k0.4-脚手架地基承载力调整系数（粘性土）垫板尺寸-250×1000×50mm立杆底部通长木垫板尺寸3.3荷载参数参数名称符号取值单位说明施工均布荷载标准值q3.0kN结构脚手架施工荷载标准值，按2个操作层计算基本风压w0.4k西安地区10年重现期基本风压（脚手架风荷载要求）风压高度变化系数μ1.42-30m高度处风压高度变化系数（B类地貌）风荷载体型系数μ0.8-全封闭脚手架挡风系数φ=0.8，背靠全封闭墙永久荷载分项系数γ1.2-承载能力极限状态永久荷载分项系数可变荷载分项系数γ1.4-承载能力极限状态可变荷载分项系数可变荷载组合系数ψ0.9-风荷载参与组合时的可变荷载组合系数四、风荷载标准值计算4.1计算公式作用于脚手架的水平风荷载标准值按下式计算：

w4.2符号说明wk：风荷载标准值，单位：μz：风压高度变化系数，取值μs：脚手架风荷载体型系数，取值w0：基本风压，取值0.44.3计算过程w五、纵向水平杆计算纵向水平杆按三跨连续梁计算，计算跨度取立杆纵距la5.1抗弯强度验算5.1.1计算公式σ=5.1.2符号说明σ：钢管弯曲正应力，单位：N/mM：纵向水平杆弯矩设计值，单位：N·mmW：钢管截面模量，取值5260mf：钢材抗弯强度设计值，取值205N/m5.1.3弯矩设计值计算弯矩设计值按下式计算：

M=1.2符号说明MGk：永久荷载产生的弯矩标准值，单位：MQk：可变荷载产生的弯矩标准值，单位：线荷载标准值计算永久荷载线荷载（脚手板自重+纵向水平杆自重）：

q可变荷载线荷载（施工荷载）：

q弯矩标准值计算三跨连续梁跨中最大弯矩系数取0.095，因此：

M弯矩设计值M=1.2×0.0477+1.4×0.3362=0.0572+0.4707=0.5279kN·m=527900N·mm5.1.4强度验算σ=5279005.2挠度验算5.2.1计算公式v=5.2.2符号说明v：纵向水平杆挠度，单位：mmqk：荷载标准组合的线荷载，单位：la：计算跨度，取值1500E：钢材弹性模量，取值2.06×I：钢管截面惯性矩，取值127100m[v]：容许挠度，取值l5.2.3计算过程荷载标准组合线荷载：

q挠度计算：

v=5.2.4挠度验算v=0.89mm≤[v]=10mm

六、横向水平杆计算横向水平杆按简支梁计算，计算跨度取立杆横距lb6.1抗弯强度验算6.1.1计算公式σ=6.1.2弯矩设计值计算简支梁跨中最大弯矩：

M=线荷载设计值计算永久荷载线荷载：

q可变荷载线荷载：

q总线荷载设计值：

q=弯矩设计值M=6.1.3强度验算σ=9630006.2挠度验算6.2.1计算公式v=6.2.2计算过程荷载标准组合线荷载：

q挠度计算：

v=6.2.3挠度验算v=0.31mm≤[v]=l七、扣件抗滑承载力验算横向水平杆与立杆连接的扣件，承受横向水平杆的支座反力，验算扣件抗滑承载力。7.1计算公式R≤7.2符号说明R：纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值，单位：kNRc：单扣件抗滑承载力设计值，取值8.07.3支座反力计算简支梁支座反力：

R=7.4抗滑验算R=3.663kN≤R八、立杆稳定性计算立杆稳定性验算分两种荷载组合工况：不组合风荷载、组合风荷载，取最不利工况进行验算。8.1立杆轴向力标准值计算8.1.1结构自重产生的轴向力NG1k每米立杆承受的结构自重标准值，根据规范附录A，本架体参数下取值gk=0.1248kN/m，因此：8.1.2构配件自重产生的轴向力NG2k脚手板自重：脚手板2步1设，共30/1.5/2=10层

N栏杆挡脚板自重：挡脚板2步1设

N安全网自重：

N构配件自重总和：

N8.1.3施工荷载产生的轴向力NQk施工荷载按2个操作层计算，内外立杆各承担一半：

N8.2立杆轴向力设计值计算8.2.1不组合风荷载工况N8.2.2组合风荷载工况N8.3风荷载产生的立杆段弯矩Mw8.3.1计算公式M8.3.2符号说明Mw：风荷载设计值产生的立杆段弯矩，单位：wk：风荷载标准值，取值0.4544la：立杆纵距，取值1.5h：立杆步距，取值1.5m8.3.3计算过程M8.4立杆计算长度与长细比8.4.1立杆计算长度l符号说明k：计算长度附加系数，取值1.155μ：考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，二步三跨连墙件取值1.5h：立杆步距，取值1.5m计算得：

l8.4.2长细比验算λ=符号说明λ：长细比i：钢管截面回转半径，取值15.9mm计算得：

λ=容许长细比[λ]=210，因此：

λ=163.44≤[λ]=210

8.4.3轴心受压稳定系数φ根据长细比λ=163.44，查规范附录A轴心受压构件稳定系数表，Q235钢，得：

φ=0.2658.5稳定性验算8.5.1不组合风荷载工况N计算得：

180158.5.2组合风荷载工况N计算得：

17353.5结论：两种工况下立杆稳定性均满足要求，组合风荷载工况为控制工况。九、连墙件计算连墙件采用刚性连接，承受风荷载产生的轴向力及约束反力。9.1连墙件轴向力设计值9.1.1计算公式N9.1.2符号说明Nl：连墙件轴向力设计值，单位：Nlw：风荷载产生的连墙件轴向力设计值，单位：N0：连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排架取值3.09.1.3风荷载轴向力计算N符号说明hw：连墙件竖距，取值3.0lw：连墙件横距，取值4.5计算得：

N9.1.4总轴向力N9.2连墙件稳定性验算连墙件采用φ48.3×3.6钢管，计算长度取l09.2.1长细比λ=查稳定系数表得φ=0.973。9.2.2稳定性验算N9.3连墙件扣件抗滑验算连墙件与立杆采用双旋转扣件连接，双扣件抗滑承载力设计值为12.0kN。R=结论：连墙件稳定性及扣件抗滑承载力均满足要求。十、剪刀撑计算本脚手架高度30m，沿架体外侧全高连续设置竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为6m（4跨），斜杆与地面夹角为56.3°，采用φ48.3×3.6钢管，旋转扣件连接，交叉点处设置扣件固定。10.1剪刀撑斜杆长细比验算10.1.1计算长度剪刀撑交叉点可作为斜杆的中间支点，因此节点间计算长度取交叉点间距：

l10.1.2长细比计算λ=容许长细比[λ]=250，因此：

λ=133.4≤[λ]=25010.2剪刀撑稳定性验算10.2.1斜杆轴向力剪刀撑承受风荷载产生的水平力，轴向力设计值：

N=符号说明θ：斜杆与地面的夹角，θ=56.3∘计算得：

N=10.2.2稳定系数根据长细比λ=133.4，查规范附录A得稳定系数φ=0.370。10.2.3稳定性验算N结论：剪刀撑长细比及稳定性均满足要求。十一、立杆地基承载力计算11.1计算公式p11.2符号说明pk：立杆基础底面处的平均压力标准值，单位：Nk：上部结构传至基础顶面的立杆轴向力标准值，单位：A：基础底面面积，立杆底部采用250mm×1000mm×50mm通长木垫板，A=0.25×1.0=0.25fg：修正后的地基承载力设计值，11.3轴向力标准值立杆底部轴向力标准值，取标准组合的总轴力：

N11.4地基承载力设计值修正后的地基承载力设计值：

f11.5承载力验算基础底面平均压力：

p因此：

pk十二、计算结论本落地式双排扣件式钢管脚手架，在给定的设计参数下，所有构件的强度、刚度、稳定性及地基承载力