满堂脚手架设计计算方法

满堂脚手架设计计算方法

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》(GB50007-2002)＞《建筑结构荷载规范》(2006年

版)(GB50009-2001)等编制。

一、参数信息：

1.脚手架参数

计算的脚手架为满堂脚手架，

横杆与立杆采用双扣件方式连接，搭设高度为4米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：立杆的纵距la=1.20米，立杆的横距1b=1.20米，立杆的步距h=

1.5()米。

采用的钢管类型为中48X3.5。

横向杆在上，搭接在纵向杆上的横向杆根数为每跨2根

2.荷栽参数胶板厚按均布250mm计算2400X0.25X1=6.0KN/mm2

施工均布荷载为6.0kN/m2,脚手板自重标准值0.30kN/m2,

脚手架用途:支撑混凝土自重及上部荷载。

满堂脚手架平面示意图

二、横向杆的计算：

横向杆钢管截面力学参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3;

截面惯性矩I=12.19cm4；

横向杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。

按照横向杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向长杆的最大弯矩

和变形。

考虑活荷载在横向杆上的最不利布置(验算弯曲正应力和挠度)。

1.作用横向水平杆线荷载

⑴作用横向杆线荷载标准值

qk=(3.00+0.30)X1.20/3=1.32kN/m

(2)作用横向杆线荷载设计值

q=(1.4X3.00+1.2X0.30)X1.20/3=1.82kN/m

横向杆计算荷载简图

2.抗弯强度计算

最火穹矩为

Mmax=0.117qlb2=0.117X1.82X1.202=0.307kN.m

。=Mmax/W=0.307X106/5080.00=60.49N/mm2

横向杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！

3.挠度计算

放大挠度为

V=0.990qklb4/100EI=0.990X1.32X12004/(100X2.06X105X121900.0)=

1.079mm

横向杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求！

三、纵向杆的计算：

纵向杆钢管截面力学参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

纵向杆按三跨连续梁进行强度和挠度计算，横向杆在纵向杆的上面。

用横向杆支座的放大反力计算值，考虑活荷栽在纵向杆的不利布置，计算纵

向杆的最大弯矩和变形。

1.由横向杆传给纵向杆的集中力

⑴由横向杆传给纵向杆的集中力设计值

F=1.200qlb=1.200X1.82X1.20=2.627kN

(2)由横向杆传给纵向杆的集中力标准值

Fk=1.200qklb=1.200X1.32XI.20=1.901kN

PPPPPP

\\\\\\

02Sh

纵向杆计算荷载简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑荷载的计算值最不利分配的弯矩

Mmax=0.267Fla=0.267X2.63X1.20=0.842kN.m

a二Mmax/W=0.842X106/5080.00=165.66N/mm2

纵向杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求！

3.挠度计算

最大挠度为

35

V=1.883Fi；LV100EI=1.883X1.90X1000X12OO/(1OOX2.06X10X121900.0)

=2.463mm

纵向杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算：

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，

1刃6页，双扣件承载力设计值取1().U0kN,

按照扣件抗滑承载力系数1.00

该工程实陆的旋转双扣件承载力取值为16.00kNo

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Re——扣件抗滑承载力设计值，取16.00kNo

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

依据《建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算》刘群主编P109:

纵向或横向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值：

R=3.267F=3.267X2.63=8.6kN

双扣件抗滑承载力的设计计算R<=16.00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：

⑴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)即:查规范本例为0.1724

NGI=HXgi：=18.00X0.1724=3.103kN

(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=0.300X2X1.200X1.200=0.864kN

经计算得到，静荷载标准值

构配件自重：NG2K二NG2=0.864kNo

钢管结构自重与构配件自重:NG=NG1+NG2k=3.967kN。

⑶施工荷载标准值产生的轴向力

施工均布荷载标准值(kN/m2)：3.000

NQ=3.000XIXI.200X1.200=4.32kN

(4)风荷载标准值产生的轴向力

风荷载标准值：

畋=q乜，%

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》

(GB50009-2001)的规定采用:

脚手架底部Uz=0.740,

Us——风荷载体型系数:Us=0.8(X)0

经计算得到，脚手架底部风荷栽标准值Wk=0.740X0.8000X0.300=

0.178kN/m2o

考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值

N=1.2NG+0.9X1.4NQ=10.2C4UN

不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值

N=1.2NG+1.4NQ=10.808kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw

Mw=0.9X1.4WkLh2/10

其中Wk——风荷载基本风压标准值(kN/n?);

la——立杆的纵距(m);

h立杆的步距(m)o

经计算得，底部立杆段弯矩Mw=0.9X1.4X0.178X1.20X1,502/10=

0.060kN.m

六、立杆的稳定性计算：

1.不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

翻

其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.808kN;

i计算立杆的横面回转半径,i=l.58cm；

由于架体与建筑物结构进行刚性连接，故可按双排脚手架的规定进行

计算（规范5.3.6）;

——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按表528;

|1=1.750

h——立杆步距,h=1.50;

X----计算长细比，由k=l时，入=kpih/i=166;

入v=闪二250,满足要求！

k——计算长度附加系数，由于架体与建筑物结构进行刚性连接，故

k=1.155;

10——计算长度（m）,由公式10=k,uh确定,10=3.03m；

中——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时，入=Wh/i=192的结果

查表得到0.195；

A----立杆净截面面积,A=4.89cm2;

立杆净截面模量（抵抗矩）,5.08cm3;

|f]——钢管立杆抗压强度设计值=205.00N/mm2;

n------钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

经计算得到Q=10808.000/（0.195X489.000）=113.34N/mm2

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算。〈肛满足要求！

2.考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

制的u」

其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.204kN;

i------计算立杆的极面回转半径,i=l.58cm；

由于架体与建筑物结构进行刚性连接，故可按双排脚手架的规定进行

计算（规范536）;

IX——考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按表528；

产1.750

h——立杆步距,h=L50;

X------计算长细比，由k=l时，入二k）ih/i=166;

入〈二闪二250,满足要求！

k——计算长度附加系数，由于架体与建筑物结构进行刚性连接，故

k=1.155；

10——计算长度（m）,由公式10=1＜此确定,10=3.03m；

①——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时，%=」h/i=192的结果

查表得到0.195；

A------立杆净截面面积,A=4.89cm2;

立杆净截面模量（抵抗矩）M=5.08cm3;

|f]——钢管立杆抗压强度设计值=205.00N/mm2;

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.060kN.m；

o----钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；

经计算得至Uo=10204.000/(0.195X

489.000)+(60000.000/5080.000)=118.82N/mm2

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算。〈用,满足要求！

七、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

⑴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=10.81

A------基础底面面积(m2);A=0.25

p=l0.81/0.25=43.23kN/m2

(2)地基承载力设计值计算fg=KcX泉

其中Ke——脚手架地忠承载力调整系数；kc=0.40

fgk------地基承我力标准值；fgic=240.00

fg=0.40X240.00=96.00kN/m2

地层承载力的计算p〈fg满足要求！

八、满堂脚手架配件数量匡算：

扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化

需要，因此按匡算方式来计算；

根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算:

L=\.2Hy.\n+—x.n--y.n+—x^-—

hhxhh)

u

M=24x«x—

h

%]

J^=0.3x-

S=l.lx%x的x{x%

九、脚手架的搭设要求：

1.满堂脚手架搭设在建筑物楼面上时，脚手架自重及施工荷载应在楼面设计

荷我许可范围内，

否则须经险算后制定加固方案；

2.立杆搭设应符合下列规定：

(1)立杆的垂直偏差不大于全长的1/200.

(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)立杆上的对接扣件应交错布置；

3.水平杆搭设应符合下列规定，如图所示:

A-A

不同步距杆件接头不同跨距杆件接头

(1)纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；