1、脚手架受力分析及计算一、 计算依据1 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 （JGJ 130-2001 ） ；2 建筑施工手册（第三版） 中国建筑工业出版社；3 建筑施工脚手架实用手册 中国建筑工业出版社；二、脚手架的计算规定（一）计算条件建筑施工脚手架，凡有以下情况之一者，必须进行计算或进行1：1 实架段的荷载试验，验算或检验合格后，方可进行搭设和使用：1架高20m，且相应脚手架安全技术规范没有给出不必计算的构架尺寸规定。2实际使用的施工荷载计算值和作业层数大于以下规定：（1）结构脚手架施工荷载的标准值取 3KN/，允许不超过 2 层同时作业；（2）装修脚手架施工荷载的标准值取 2KN/，允
2、许不超过 3 层同时作业。3全部或局部脚手架的形式、尺寸、荷载或受力状态有显著变化。4做支撑和承重用途的脚手架。5吊篮、悬吊脚手架、挑脚手架和挂脚手架。6特种脚手架。7尚未制订规范的新型脚手架。根据以上规定，该工程脚手架必须进行计算方可进行搭设。（二）计算项目1构架的整体稳定性计算：可转化为立杆稳定性计算。2单肢立杆的稳定性计算：一般双排扣件式及碗扣式钢管脚手架、木脚手架和门式钢管脚手架的整体稳定性计算也就是单肢杆件的稳定性计算，不需再进行单肢立杆的稳定性计算。对于木脚手架，当需要考虑由竖向偏心作用荷载引起的弯矩时，只要根据其荷载的性质（永久荷载或可变荷载） ，在计算其荷载作用时，乘以相应的分
3、项系数（1.2或 1.4）即可。但对于一般单排扣件式或碗扣式钢管脚手架、满樘脚手架、烟囱脚手架以及其他形式的构架，可能出现局部杆件计算长度过大和受重载、偏心荷载作用的情况，必须进行单肢立杆的稳定性计算。3跨度最大的水平杆件的抗弯强度和稳定性计算。4连墙件的强度和稳定性计算（抗倾覆计算） 。5立杆地基或基础的承载力。6悬、挑、吊和撑拉设施及其支撑结构的承载力。三、脚手架整体稳定性计算在计算时，把整架稳定问题转化成对立柱的稳定性计算，验算部位：（1） 首步架；（2） 非等步距脚手架的最大步距处；（3） 双立杆变截面处（单、双立杆交接处） ；（4） 荷载显著增加的局部，例如与井字架相接、设有多层转运
4、平台的部位等；本工程脚手架为等步距脚手架，荷载无显著增加处，因此只对首步架及双立杆变截面处两种截面进行验算。1首步架立杆稳定性计算：取荷载最大处即双立杆落地处进行计算，并考虑风荷载作用。验算公式： rmfWMANc)(9.0 组合风荷载时立杆验算截面处的轴心设计值（KN） ；N niQKGK14.8502.1取 )(2. NQKG 脚手架自重标准值在立杆中产生的轴力（KN）GK 施工荷载标准值在立杆中产生的轴心力（KN）NQ 轴心受压杆件的稳定系数，根据长细比 ，由建筑施工 手册（第三版） （以下除特别提出的外，均指该书）表 5-22 查得，其中： ihl0 步距；h 立杆长度计算系数； 立杆
5、横截面回转半径；iA 立杆横截面面积； 钢材的抗压强度设计值（KN/ 2） ；fc 材料强度附加系数；rmW 截面抵抗矩（mm 3） ； 风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩；M（1） 组合风荷载时立杆验算截面处的轴心设计值的计算N取 = ， =GKQK 验算截面承受构架自重荷载 glnHkaKiK2131)( 验算截面承受构架施工荷载K qlKaK1 以每米架高计的构架基本结构部件的自重计算基数gk1（KN/m） ； 以每米架立杆纵距（ ）计的作业层面材料的自重计K2 gK2算基数（KN/m） ； 以每米架高计的外立面整体拉结杆件荷防护材料的自重gK3计算基数（KN/m） ；259.037.41
6、.0)/(1 llbak h 立杆纵距；la 立杆横距；b 同时存在的作业层设置数；n1 作业层施工荷载计算基数（KN/m） ；qK=gk1259.037.41.0)/( llbah=1/（101.8）0.413（1.5+1.8）+0.3771.1+0.259= 0.1131 KN/m（单立杆）双立杆 = 0.2263 KN/mgk1：查表 5-14，扣件式钢管脚手架，冲压钢脚手板，有拦K2护设置， =1.1， =0.3681 KN/mlbgK2：查表 5-15，安全网，塑料编制布，全封闭K3=0.0768 KN/mg3= NGK lnHkaKi 2131)(= 300.2263+310.11
7、31+610.0768+21.50.3681= 16.0842 KN：查表 5-16 得 =1.1 KN/mqKqK= =21.51.1= 3.3 KNQlna1=1.2（16.0842+3.3 ）=23.261 KN)(2.NQKG（2）参数 、A、W、 的计算rm 截面惯性矩 I20sAI 一根钢管对其横截面形心轴的惯性矩0 )(6440dD=)(6440dDI)18(64= 12.19104 mm420sA= 2（12.19 104 + 489242）xysD d= 80.7128104 mm4=28.7mm4892107.AIi查表 5-20：双排扣件式钢管脚手架，连墙件 2 步 3
8、跨布置，=1.1mlb=1.51=94.7 ihl03107.285查表 5-22， = 0.6284W = =1.6693104mm348.maxDIy查表 5-5，轴心受压构件，组合风荷载， =1.5607rm（3） （风荷载在再计算立杆段产生的最大弯矩）的计算MW取跨度为 h（步距）的三跨梁的最大支座弯矩，即： hqwkWKW221.014.850 风荷载标准值（KN/mm 2）qWK kWnaKAlq 脚手架立面的计算迎风面积，一般可取 ；AW hlaW 脚手架立面 内的挡风面积；nW 标准风压值；K 07.zsK 风荷载体形系数；s 风压高度变化系数；z 基本风压；0 1602v 地
9、面比较空旷平坦，地面离地 10m 高，按统计 30 年一遇的v010min 平均最大风速北京地区为 0.35KN/；：查建筑施工脚手架实用手册表 15-56，开洞墙，全封闭s脚手架， 3.1.Awns：查建筑施工脚手架实用手册表 15-55，按海拔 150m 计，z地面粗糙度 C 类， =2.11z= =76.610-6 KN/m21602v35.2=0.71.32.1176.610-6 07.zsK=147.0810-6 KN/m2= 1.51147.0810-6 = 0.220510-3 KN/m kWnaKAlq=0.120.220510-31.82hqMwkK22.04.850=0.0
10、85710-3 KNm（4）立杆稳定性验算： )10693.1857048926.0.3(9)(9.0 943WAN= 34.069103 KN/m2= =131.35103 KN/m2rmfc5607.123 因此首步架立杆可满足稳定性要求。)(9.WMANrmfc2双立杆变截面处稳定性计算（1） 组合风荷载时立杆验算截面处的轴心设计值的计算= 0.2263 KN/m =0.3681 KN/m =0.0768 KN/mgk1 gK2gK3= NGK lnHkai 2131)(=31（ 0.1131+0.0768）+21.50.3681= 6.9912 KN= =21.51.1= 3.3 KN
11、QKqlKa1=1.2（6.9912+3.3 ）=12.349 KN)(2.QGN（2）参数 、A、W、 的计算rm 一根钢管对其横截面形心轴的惯性矩I0= = 12.19104 mm4)(644dD)418(6=15.8mm910.20i=128ihl03108.5= 0.423W = =0.51104mm3249./0maxdIy=1.5607r（3） （风荷载在再计算立杆段产生的最大弯矩）的计算MW=147.0810-6 KN/m2K= 1.51147.0810-6 = 0.220510-3 KN/m kWnaAlq=0.120.220510-31.82hqMwkK22.04.850=0
12、.085710-3 KNm（4）立杆稳定性验算： )105.871048923.0()(9.0 9436WAN= 53.746103 KN/m2= =131.35103 KN/m2rmfc5607.123 因此双立杆变截面处可满足稳定性要求。)(9.0WMANfc所以，该脚手架整体稳定性满足要求。由于本工程采用的是双排钢管扣件式脚手架，因此可不进行单肢杆件的稳定性计算。四、跨度最大的水平杆件的抗弯强度和稳定性计算本工程脚手架水平杆件跨度均相同，纵向杆：1.5m；横向杆：1.1m。1纵向水平杆验算（1）抗弯强度验算)15.(.1MQKGKWrmfc 由脚手板自重标准值产生的最大qQKG弯矩 = ；MGKlq281由脚手板自重在水平杆上产生的qGK均布荷载； 由施工荷载标准值产生的最大弯矩值；MQK=QKl281施工荷载在水平杆上产生的均布荷载；qQK= 0.31.5/2=G4连墙件的强度和稳定性计算（抗倾覆计算） 。5立杆地基或基础的承载力。6悬、挑、吊和撑拉设施及其支撑结构的承载力。l
