扣件式钢管脚手架设计计算.ppt

1、扣件式钢管脚手架设计计算,一、脚手架设计内容,1. 设置方案选择：脚手架类型、构架形式、尺寸、相应设置措施。 2. 承载力可靠性验算：构架结构、地基基础、其它支撑结构。 3. 安全使用措施：作业面防护、整架和作业区域防护、安全搭设、移动拆除措施、安全使用措施。,二、脚手架结构设计项目,三、结构设计采用方法,脚手架的承载力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计，对于计算构件的强度、稳定性与连接强度时，采用荷载效应基本组合的设计值，永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4； 按正常使用极限状态的要求验算变形，采用荷载短期效应组合的设计值。,荷载效应组合,四、脚手

2、架荷载计算,1. 恒载标准值： 脚手架结构自重标准值gk和构配件自重标准值Qp； 2. 施工荷载标准值Qk： 作业层荷载乘以作业层数；,表4.2.11 脚手板自重标准值,表4.2.12 栏杆、挡脚板自重标准值,表4.2.2 施工均布活荷载标准值,3. 风荷载标准值: wk=0.7szw0 s风载体形系数；见下表。 z风压高度系数；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001的规定采用） w0基本风压；按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）；在基本风压等于或小于0.35KN/m2的地区，对于仅有栏杆和挡脚板的敞开式脚手架，当每个连墙点覆盖的面积不大于3

3、0m2，构造符合规范要求时，验算脚手架立杆的稳定性，可不考虑风荷载作用。,建筑结构荷载规范表721 风压高度变化系数,地面粗糙度可分为A、B、C、D四类： A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类指有密集建筑群的城市市区； D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。,敞开式单、双排扣件钢管（48*3.5） 脚手架的挡风系数,注：当采用51*3钢管时，表中系数乘以1.06。,脚手架的风载体型系数s表,注：1、stw值可将脚手架视为桁架，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GB 50009-2001的规定采用）表7.3.1第32项

4、和第36项的规定计算； 2、 为挡风系数， =1.2An/Aw，其中An为挡风面积；Aw为迎风面积。敞开式单、双排架的值宜按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2001附录A表A-3采用。,密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算： 1）密目式安全立网挡风系数 建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）条文说明3.0.7条有关内容，“立网应该使用密目式安全网，其标准：每10cm*10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。” 根据以上规定，若每目孔隙面积为A0cm，则密目式安全立网挡风系数为：,其中，An1为密目式安全立网在100cm2内的挡风面积；（每目孔隙面积为1

5、.3mm2） Aw1为密目式安全立网在100cm2内的迎风面积； 2）敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数为： An2为一步一纵距（跨）内钢管的总挡风面积。 3）密目式安全立网全封闭双排脚手架挡风系数：,【扣件式钢管脚手架计算实例】,某工程位于温州市茶山高教园区，要求搭设高度为40m的钢管扣件式双排落地用于结构施工，内立杆离开外墙距离为a=500mm，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.05m，步距h=1.8m，全架铺设脚手板4层（n1=4），两层同时作业，脚手板下设两根纵向横杆。连墙件按2步3跨设置。全架设置安全网，每步内配套设置一根支撑横杆。,计算参数,搭设高度H=40m 立杆纵距la=1

6、500mm； 立杆横距lb=1050mm 外伸长度a=300mm； 步高h=1800mm=1.8m 步数n=H/h=40/1.8=22.2222步 脚手架的钢管选用(483.5)其计算参数为： 截面模量W=5080mm3，回转半径i=15.8mm 截面积A=489mm2，截面惯性距I=121900mm4 钢材的弹性模量E=206000 N/mm2,【风荷载标准值计算】,wk=0.7zswo 1. 风压高度变化系数z 查建筑结构荷载规范（GB80009-2001）中的表7.2.1，工地位于温州茶山高教园区的施工条件，按照B类地形、离地高度5m内条件查得z=1.0。,2. 脚手架风荷载体型系数s,

7、外立杆 背建筑物墙为全框架结构，脚手架为全封闭。脚手架风荷载体型系数查规范中表4.2.4可知： s外=1.3 =1.2An/Aw 其中：An为挡风面积；Aw为迎风面积。,计算,按照密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算分为两部分：安全网的挡风系数1和脚手架钢管的挡风系数 2。 密目式安全立网全封闭双排脚手架挡风系数：,计算安全网的挡风系数1,建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）条文说明3.0.7条有关内容，“立网应该使用密目式安全网，其标准：每10cm*10cm=100cm2的面积上，有2000个以上网目。” 根据以上规定，若每目孔隙面积为A0mm，则密目式安全立网挡风系数为：,其中，A

8、n1为密目式安全立网在100cm2内的挡风面 积；（每目孔隙面积为1.3mm2）；Aw1为密目式安全立网在100cm2内的迎风面积；,敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数2,敞开式扣件钢管脚手架的挡风系数为： 其中，An2为一步一纵距内钢管的总挡风面积；Aw2=la*h。,密目式安全网全封闭双排脚手架挡风系数,s外=1.3=1.30.958=1.245,内力杆,背建筑物墙为全框架结构，脚手架为敞开式脚手架的风荷载体型系数查规范表4.2.4。 s内=stw 查规范附录A中表A-3，纵距1.5m、步距1.8m可得，stw=0.089 s内=0.089,3. 风荷载标准值计算,查建筑结构荷载规范（GB50

9、009-2001）基本风压附录D5，施工场地位于温州茶山高教园区50年一遇的基本风压w0=0.6kN/m2；wk外=0.7zs外w0=0.71.01.2450.6 =0.52（kN/m2）wk内=0.7zs外w0=0.71.00.0890.6 =0.04（kN/m2）,五、纵向水平杆、横向水平杆计算,1.纵向水平杆、横向水平杆的抗弯强度 M弯矩设计值；M=1.2MGk+1.4MQk W截面模量； f钢材的抗弯设计值； MGk脚手架自重标准值产生的弯矩； MQk施工荷载标准值产生的弯矩；,表5.1.6 钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）,表5.1.7 扣件、底座的承载力设计值（kN）,2.

10、挠度计算：vv 纵向水平杆按三跨连续梁计算，横向水平杆按简支梁计算，双排架的横杆构造外伸长度a=500时，其计算长度a1可取300。,（a）双排脚手架； （b）单排脚手架 1横向水平杆；2纵向水平杆；3立杆 图5.2.4 横向水平杆计算跨度,表5.1.8 受弯构件的挠度,注：l为受弯构件的跨度。,3. 纵向或横向杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力: RRc 其中：Rc扣件抗滑承载力设计值（直角扣、旋转扣为8kN、对接扣为3.2kN）； R纵向、横向杆传给立杆的竖向作用力设计值；,【纵向水平杆的计算】,1. 计算简图把纵向水平杆简化为连续三跨梁来计算简图如 下图1。,图1 纵向水平杆三跨连续梁计

11、算简图,2. 荷载计算,（1）恒荷载计算 竹串片自重标准值为350N/m2（查规范表4.2.1-1） 竹串片自重标准值： 350lb3=3501.053=122.5（N/m） 钢管自重标准值： 38.4N/m 小计：g=122.5+38.4=160.9（N/m）,（2）活荷载标准值计算,结构施工脚手架均布活荷载标准值， 查规范表4.2.2p= 3000 N/m2 活荷载标准值为：q=plb/3=30001.05/3=1050（N/m）,3. 强度验算,（1）荷载作用下的弯矩MM=0.1（g1.2+q1.4）la2=0.1（160.91.2+10501.4）1.52= 374.19（ Nm）,（

12、2）纵向水平杆强度的验算,=M/W=374.19103/5080=73.16（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。 其中：f为Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值见规范表5.1.6。,4. 挠度验算,w=0.677（g1.2+q1.4）la4/（100EI）=0.677（160.910-31.2+105010-31.4）15004/（100206000121900）=2.27（mm）w= 10mm，满足要求。 其中：w 计算公式可在建筑力学书中查找；w为受弯构件允许挠度值查规范表5.1.8，查表得w=la/150=12mm与10mm间取小值。,5. 荷载作用下的中间支座反力的计算,R=

13、1.1（g1.2+q1.4）la=1.1（160.91.2+10501.4）1.5=2744.08（N）,【横向水平杆的计算】,1. 计算简图横向水平杆只考虑大横杆产生的集中力作用，计算简图如下图2。 图2 横向水平杆计算简图,2. 强度验算,（1）计算集中力R作用下的弯距M 集中力R到支座的距离c：c=lb/3=1050/3=350（mm）=0.35mM=Rc=2744.080.35=960.43（Nm）,（2）横向水平杆强度的验算,=M/W=960.43103/ 5080=189.06（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,3. 挠度验算,挠度计算公式可在建筑力学书中查找。w=Rc

14、（3lb2-4c2）/（24EI）=2744.08350（31050243502）/ （24206000121900）=4.49（mm） w =8mm，满足要求其中: w=lb/150=8mm,4. 验算横向水平杆和立杆间扣件的抗滑承载力,根据实际的受力情况可知 R1=R/2=2744.08/2=1372.04（N） 则横向水平杆和立杆间的扣件受力是：R1+R= 2744.08+1372.04=4116.12（N） Rc=8000N，满足要求 其中:Rc为扣件抗滑承载力设计值，见规范表5.1.7,六、连墙杆计算,连墙杆的轴力设计值 Nl=Nlw+N0 式中，Nlw风载产生的连墙件轴向力设计值

15、N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴力（kN），单排取3，双排取5。 由风载产生的轴向力设计值 Nlw=1.4wkAw 式中，Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积。,【连墙件的计算】,本脚手架按两步三跨计算，连墙件采用圆钢。 步数n4=2 跨数n5=3； 连墙件选用483.5钢管，每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积： Aw=bwhw=450010-3360010-3=16.2（m2）其中：bw=n5la=31500=4500（mm）hw=n4h=21800=3600（mm）,风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nl,分别计算位于离地5m、20m、30m和40m处的连墙件的轴

16、力设计值，见表1。,表1 连墙件轴向力设计值计算表,1. 强度验算,=Nl/A 按照上式将连墙件强度计算结果列于表2。,表2 连墙件强度计算表,2. 稳定性验算,连墙杆件计算长度取脚手架的离墙距离LH=500mm，因此长细比 =LH/i=500/15.8=32查规范中的附表C可得=0.912。 按照下式计算其稳定性，计算结果列于表3。 f=N/(A),表3 连墙件稳定性计算表,3. 抗滑移验算,连墙件一端用直角扣件与脚手架立杆连接，另一端与建筑物预埋12钢筋焊接连接。连墙件用扣件与脚手架连接的抗滑移验算：连墙件在风荷载作用下所受的水平力要求： RRc其中：R为脚手架传给连墙件的轴向力，R= N

17、l； Rc为扣件抗滑承载力设计值，规范表5.1.7中，单个扣件抗滑承载力设计值为8KN。,从表4中的R可看出，单个扣件无法满足抗滑移要求。不同位置扣件数量见表4。,表4 连墙件与脚手架连接扣件的数量,4. 预埋钢筋强度验算,预埋12钢筋，截面积A=113.1mm2，连墙件传递给预埋钢筋的力即Nl，预埋12钢筋的强度验算见表5。,表5 预埋钢筋强度计算表,七、立杆计算,立杆的稳定性按下式计算 不组合风载时 N/（A）f 组合风载时 N/（A）+Mw/Wf N计算立杆段的轴向力设计值； 轴向受压构件的稳定系数，由长细比定，当250时， =7320/2 ,=l0/i i 回转半径，按附录B表B取；

18、l0计算长度，l0=kh k计算长度附加系数，1.155 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按下表取； h立杆步距。,表B 钢管截面特性,脚手架立杆的计算长度系数表,由风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw,Mw=0.85*1.4Mwk=0.85*1.4wklah2/10 Mwk风荷载标准值产生的弯矩； wk风荷载标准值， wk=0.7szw0。 la 立杆纵距, h 立杆步距。,不组合风载时N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk 组合风载时N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1.4NQk NG1k脚手架结构自重标准值产生的轴力； NG2k构配件自重标准值产生的轴力； NQk

19、施工荷载标准值产生的轴力和。,立杆段的轴向力设计值N,单管立杆最大搭设高度,当立杆采用单管时，敞开式、全封闭、半封闭脚手架的可搭设高度HS，应按下式计算并取小值。 不组合风载时: 组合风载时:,式中：HS按稳定计算的搭设高度； gk每米立杆承受的结构自重标准值， （kN/m） 当按上述计算的HS等于或大于26m时，可按下式调整且不宜超过50m： 式中：H脚手架搭设高度限值（m）。,【立杆计算】,1. 荷载计算 （1）恒荷载计算 1）内、外立杆结构自重标准值 步距为1.8m、纵距为1.5m双排脚手架立杆结构自重标准值可查规范附录A中表A-1，gk=149.5N/m NG1k=Hgk=40149.

20、5=5980 （N）,2）外立杆构配件自重标准值,脚手板自重标准值 查4.2.1-1竹串片脚手板自重标准值：gk1=350N/m2 NG2K1= gk1lalb/2n1=3501.51.05/24=1102.5（N） 其中：n1=4为脚手架上布置脚手板的层数，按四层设置，详见规范中表6.1.1-1说明,栏杆、竹串片脚手板挡板自重标准值 查4.2.1-2，栏杆、竹串片脚手板挡板自重标准值gk2=140N/m2 NG2K2= gk2lan1=1401.54 =840（N） 其中：n1=4为脚手架上布置脚手板的层数，按四层设置，详见规范中表6.1.1-1说明,安全围网防护栏杆自重，每步横杆1根（gk

21、3=38.4N/m2）、对接扣件（gk4=18.4N/个）和直角扣件（gk5=13.2N/个）各一个。NG2K3=（gk3lan2 + gk41+ gk51）n =（38.41.51+ 18.41+ 13.21）22=1962.4（N） 其中：n2=1，为安装防护网而设置的栏杆，每步设两根防护栏杆，,安全围网自重标准值： gk6=3N/m2NG2K4= gk6lahn=31.51.822=178 .2（N） 小计：NG2K外=NG2K1+NG2K2+NG2K3+NG2K4=1102.5+840+1962.4+178 .2=4083.1（N）,3）内立杆构配件自重标准值,脚手板自重标准值 查4.

22、2.1-1竹串片脚手板自重标准值gk1=350N/m2NG2K1= gk1la(lb/2+a) n1=3501.5(1.05/2+0.3) 4 =1732.5（N） 其中：n1=4为脚手架上布置脚手板的层数，按四层设置，详见规范中表6.1.1-1说明 小计： NG2K内=NG2K1=1732.5 (N),（2）活荷载计算,结构施工荷载标准值：q=3000N/m2 1）外立杆承受的活荷载标准值NQK外=qlalb/2n3=30001.51.05/22=4725 (N) 其中，n3=2为脚手架上作业层数。,2）内立杆承受的活荷载标准值,NQK内=qla(lb/2+a) n3=30001.5(1.0

23、5/2+0.3)2 =7425 (N) 其中，n3=2为脚手架上作业层数。,（3）风荷载标准值计算,计算过程见前面例题。wk外=0.52（kN/m2）wk内=0.04（kN/m2）,2立杆计算长度确定,l0=kh= 1.1551.51.8 =3.12（m） 其中：计算长度附加系数k=1.155 单杆计算长度系数查规范表5.3.3，双排架、立杆横距1.05m、连墙件两步三跨，=1.5。 长细比： =l0/i=3.12103/15.8=197= 210 查规范中的附表C可得： =0.186,3. 外立杆内力计算,（1）组合风荷载的作用立杆底端的轴力N为：N=(5980+4083.1)1.2+0.8

24、547251.4=17698.47（N）,风荷载作用下的立杆段弯距值：,Mwk外 =wk外lah2/10=0.521031.51.82/10=252.72（Nm）Mw外=0.851.4Mwk外 =0.851.4252.72=300.74（Nm）,立杆稳定性验算,N/（A）+Mw外/W=17698.47/（0.186489）+300.74103/5080=253.79（N/mm2）f=205N/mm2，不满足要求。,（2）不组合风荷载的作用,立杆底端的轴力为:N=( NG1K +NG2K外)1.2+NQK1.4=(5980+4083.1)1.2+47251.4=18690.72(N),立杆稳定性

25、验算,N/（A）=18690.72/（0.186489） =205.50（N/mm2）f=205N/mm2，不满足要求。因此，本脚手架外立杆通高采用单杆无法满足要求，需要在底下一段长度内采用双立管。,4. 计算外单立杆最大搭设高度,（1）不组合风荷载时：所以，不组合风荷载时单管立杆可搭设的最大高度为38.23m。,（2）组合风荷载时：,所以，组合风荷载时，单管立杆可搭设的最大高度为15.27m。,因此，本脚手架外立杆单管最大搭设高度为15.27m，需要在下部24.73（=H-Hs）设置副立杆，为了便于计算，在底下14（n=14）步设置双立杆。即设置副杆的高度为：Hs= nh=141.8=25.

26、2（m）上部单立杆的高度：Hs= H- Hs=40-25.2=14.8（m）,5. 外单立杆采用双立杆的内力计算,采用双管后，副立杆按照每6.5m设置一个对接扣件接头，共三个接头；每步设置2个直角扣件。NG1k副= Hsgk3+ gk43+ gk51n=38.425.2+18.43+13.2214=1392.68（N）,则单根外立杆计算参数为：NG1k双=（NG1k+NG1k副）/2=（5980 +1392.68）/2=3686.24（N）NG2k双= NG2k外/2=5822.4/2=2911.2（N）NQk双=NQk外/2=4725/2=2362.5（N）,（1）组合风荷载的作用,立杆底端

27、的轴力N为：=(3686.24+2911.2)1.2+0.852362.51.4=10728.30（N） 风荷载作用下的立杆段弯距值： Mw双=Mw/2=300.74/2=150.37（Nm）,立杆稳定性验算,N双/（A）+Mw双/W=10728.30/（0.186489）+150.37103/5080=147.55（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,（2）不组合风荷载的作用,立杆底端的轴力为 N双=( NG1K双 +NG2K双)1.2+NQK双1.4=(3686.24+2911.2)1.2+2362.51.4=11224.43（N） 立杆稳定性验算 N双/（A）=11224.43

28、/（0.186489）=123.41（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,6. 外立杆变截面处单立杆内力计算,第14步以下均为双立杆，从第15步往上为单立杆，现计算第15步立杆内力。 （1）荷载计算 恒荷载计算NG1K=Hsgk=14.8149.5=2212.6（N）NG2KNG2K外Hs/H=4083.114.8/40=1510.75（N）,活荷载计算 NQK外= NQK外 风荷载计算 风压高度变化系数按照离地26m处B类地形查建筑结构荷载规范（GB80009-2001）中的表7.2.1得：z=1.352， s=s =1.238，w0=0.6kN/m2wk=0.7zsw0=0.71

29、.3521.2380.6 =0.70（kN/m2）,（1）组合风荷载的作用,立杆底端的轴力N为：N=(2212.6+1510.75)1.2+0.8547251.4=10090.77（N） 风荷载作用下的立杆段弯距值：Mwk =wklah2/10=0.701031.51.82/10=340.2（Nm）Mw=0.851.4Mwk=0.851.4340.2=404.84（Nm）,立杆稳定性验算,N/（A）+Mw/W=10090.77/（0.186489）+404.84103/5080=190.64（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,（2）不组合风荷载的作用,立杆底端的轴力为 N=( NG

30、1K +NG2K)1.2+NQK1.4=(2212.6+1510.75)1.2+47251.4=11083.02（N） 立杆稳定性验算 N/（A）=11083.02/（0.186489）=121.85（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,7. 内立杆内力计算,（1）组合风荷载的作用立杆底端的轴力N为：=(5980+1732.5)1.2+0.8574251.4=18090.75（N）,风荷载作用下的立杆段弯距值：,Mwk内 =wk内lah2/10=0.041031.51.82/10=19.44（Nm）Mw内=0.851.4Mwk内 =0.851.419.44=23.13（Nm）,立杆稳

31、定性验算,N/（A）+Mw外/W=18090.75/（0.186489）+23.13103/5080=203.45（N/mm2）f=205N/mm2，满足要求。,（2）不组合风荷载的作用,立杆底端的轴力为N=( NG1K +NG2K内)1.2+NQK1.4 =(5980+1732.5)1.2+74251.4=19650（N）,立杆稳定性验算,N/（A）=19650/（0.186489）=216.04（N/mm2）f=205N/mm2，不满足要求。 需要在内立杆下部一段设置双立杆，计算过程同前外立杆计算，此处略。,八、立杆地基承载力计算,pfg p立杆基础底面的平均压力，p=N/A； N上部结构

32、传至基础面的轴力设计值； A基础底面积； fg地基承载力设计值，fg=kcfgk kc脚手架地基承载力调整系数；碎石土、砂土、回填土为0.4；粘土为0.5;岩石、砼为1.0； fgk地基承载力标准值。,【立杆的地基承载力计算】,1. 计算立杆传至基础顶面的附加荷载应力 立杆传至基础顶面的轴向力设计值 N外=N双=11224.43N p外 = N外 /A=11224.43/489=22.95（N/mm2） N内=19650 N p内 = N内/A=19650/489=40.18（N/mm2） p内p外，下面按照p内验算地基承载力。,2. 计算地基承载力,本脚手架拟直接落在原土上，查地质勘查报告可

33、知粘性土的地基承载力标准值 fgk=7510-3N/mm2 地基承载力调整系数kc，查规范5.5.3得，kc=0.5 地基承载力 fg=kcfgk=0.57510-3=0.0375 （N/mm2） fgp内，不满足要求。 地基承载力不满足要求，需要采取措施。,措施一：在钢管下端加上底座。,按照规范中表5.1.7中规定，钢管直接传递给底座的压应力不能超过40KN。 N内 fg，不满足要求,措施二：在底座下加垫板,垫板厚50mm,长2000mm,宽200mm，并在原土回填夯实后，铺150厚碎石垫层，然后浇筑100厚C15混凝土垫层。 验算略。,九、落地架计算实例,1. 纵杆抗弯强度及变形计算 例：

34、设立杆纵距La=1.5m，横距Lb=1.05m，纵杆等间距设置，间距S=Lb/3=1.05/3=0.35m，施工均布荷载标准值Qk=3kN/m2，竹笆脚手架自重为Qp=0.3kN/m2。 1）抗弯强度验算： 作用在纵向水平杆永久线荷载标准值qk1=0.30.35=0.105 kN/m 作用在纵向水平杆可变线荷载标准值qk2=30.35=1.05 kN/m,作用在纵向水平杆永久线荷载设计值q1=1.2qk1=1.20.105=0.126 kN/m 作用在纵向水平杆可变线荷载设计值 q2=1.4 qk2=1.4 1.05=1.47 kN/m 最大弯矩 Mmax=0.1 q1La2+0.117 q2

35、 La2 =0.1*0.126*1.52+0.117*1.47*1.52=0.42 kN.m 抗弯强度 N/mm2f,2)挠度计算= =2.2mmLa/150=10mm,2. 横杆及扣件抗滑计算,例：设立杆横距为Lb，纵距为La，计算外伸长度为a1，纵杆间距为S，施工均布荷载标准值为Qk，竹笆脚手板均布标准值为Qp。,解： 作用在纵杆上永久线荷载标准值qk1=QpS 作用在纵向水平杆可变线荷载标准值qk2=QkS 作用在纵向水平杆永久线荷载设计值q1=1.2 qk1=1.2 QpS 作用在纵向水平杆可变线荷载设计值q2=1.4 qk2=1.4 QkS,由纵杆传给横杆的集中力标准值： Fk=1.

36、1qk1La+1.2qk2La=1.1QpSLa+1.2QkSLa=SLa(1.1Qp+1.2Qk) 由纵杆传给横杆的集中力设计值： F=1.1q1La+1.2q2La=1.1*1.2QpSLa+1.2*1.4QkSLa =SLa(1.1*1.2Qp+1.2*1.4Qk),1)抗弯强度 当纵杆两根时:S=Lb/3 最大弯矩M=FLb/3, =M/W =FLb/3W 当纵杆三根时:S= Lb/4 最大弯矩M=FLb/2, =M/W =FLb/2W,2)挠度计算 当纵杆两根时:S=Lb/3 当纵杆三根时:S= Lb/4,3)扣件抗滑计算 横向杆外伸端处纵向杆传给横向杆的集中力设计值: F=1.1q

37、1La+1.2q2La=1.1*1.2QpLaa1/2 +1.2*1.4QkLaa1/2=0.5a1La(1.1*1.2Qp+1.2*1.4Qk) 当纵杆两根时:S=Lb/3 R=2F+F/(1+a1/Lb) 当纵杆三根时:S= Lb/4 R=2.5F+F/(1+a1/Lb),3. 密目式安全立网全封闭双排脚手架整体稳定验算,例：已知立杆纵距La=1.2m，横距Lb=1.05m，步距h=1.5m，计算外伸长度a1=0.3m，钢管为48*3.5mm，2步3跨连墙布置，施工地区在基本风压为0.45kN/m2大城市郊区（地面粗糙度为B类）,施工均布荷载标准值(一层操作层)Qk=3kN/m2，脚手板自

38、重标准值0.3 kN/m2，铺设四层，Qp1=4*0.3 kN/m2，栏杆、挡脚板自重标准值Qp2=0.11 kN/m，建筑结构为框架结构，用密目网全封闭脚手架，其挡风系数=0.872，密目网自重Qp3=0.005kN/m2，脚手架高度：HS=50m，H=48m。,1）分析立杆稳定计算部位 组合风荷载 N/（A）+Mw/Wf 把Mw=0.85*1.4Mwk=0.85*1.4wklah2/10 wk=0.7szw0 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1.4NQk代入简化为： 1.2HSgk/(A)+0.85*1.4*0.7szw0lah2/(10W)+1.2NG2k/(A)+ 0.85

39、*1.4NQk/(A)f 令脚手架自重产生的轴压力g=1.2HSgk/(A) 风荷载产生的弯曲应力: w=0.85*1.4*0.7szw0lah2/(10W) 用s=1.3=1.3*0.872=1.1336代入上式 w=0.85*1.4*0.7z*1.1336*0.45*1.2*1.52*106/(10*5.08*103)=22.6z 根据分析计算立杆稳定验算最不利部位为脚手架底部。,2)验算长细比 =kh/i=1.155*1.5*150/1.58=164210满足要求 。 3)计算立杆段轴压力设计值N: 脚手架结构自重产生的轴力NG1k= HSgk=50*0.1291=6.455kN 构配件

40、自重标准值得产生的轴向力 NG2k=0.5(Lb+a1)LaQp1+ Qp2La+LaHQp3 =0.5(1.05+0.3)*1.2*4*0.3+0.11*1.2+1.2*48*0.005 =1.392kN 施工荷载标准值产生的轴向力总和 NQk=0.5(Lb+a1)LaQk =0.5(1.05+0.3)*1.2*3=2.43kN 风荷载产生的弯曲应力 w=0.85*1.4*0.7z*1.1336*0.45*1.2*1.52*106/(10*5.08*103) =22.6z,4)立杆稳定验算 组合风荷载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85*1.4NQk =1.2(6.455+1.39

41、2)+0.85*1.4*2.43 =12.31kN N/（A）+Mw/W =12.31*103/(0.262*489)+22.6=96.08+22.6 =118.68N/mm2 f=205N/mm2 不组合风载时 N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQk =1.2(6.455+1.392)+1.4*2.43=12.82kN N/（A）=12.82*103/(0.262*489)=100.06N/mm2 f=205N/mm2,4. 密目网全封闭双排脚手架连墙件计算,例：已知密目网全封闭双排脚手架,其挡风系数=0.871，脚手架高50m，立杆纵距La=1.2m，步距h=1.8m，连墙件按2步

42、3跨布置，建筑结构形式为框架结构，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙类别为B类，连墙件采用483.5mm。用扣件连接。,解：脚手架上水平风载标准值wk=0.7szw0 计算部位取50m处，地面粗糙度为B类，风压高度变化系数 z=1.67 脚手架体形系数s=1.3=1.3*0.871=1.1323 wk=0.7szw0=0.7*1.67*1.1323*0.45=0.60kN/m2 连墙件的轴力 Nl=Nlw+N0=1.4wkAw+5=1.4*0.6*2*1.8*3*1.2+5=15.89kN RC=8kN, Nl=15.89KnRC 单扣不满足要求,应采用双扣件。 连墙件稳定验算：=lH/i=

43、50/1.58=32=150 ，=0.912， Nl/（A）=15.89*103/(0.912*489)=35.63N/mm2 f=205N/mm2 ，满足要求。,十、挑脚手架计算,挑脚手架计算主要是指悬挑基础架的设计计算，基础架形式有斜撑钢管加吊杆、三角形钢架、下撑式挑梁钢架、下撑式空间钢架。 例：某工程标准层层高3.3，悬挑高度14.4，沿楼层周围隔1.8m设一榀桁架，桁架之间用大横杆连通并设剪刀撑。沿纵向取1.8m长,计算一个步架1.8高荷载，钢管3.84kg/m，扣件1.5kg/个，木脚手板0.25kN/m2，安全网0.005kN/m2，所挑范围允许一步架施工，每一步架上施工荷载3kN

44、/m2。,荷载计算 1. 钢管： 1）双排立杆 1.8*2*0.0384=0.138kN 2)大横杆 1.8*4*0.0384=0.276kN 3)小横杆 1.6*1*0.0384=0.061kN 4)外排立杆剪刀撑 1.8* *1*0.0384=0.098kN 5)附墙杆 1.5*1*0.0384=0.058kN,2. 扣件 6*0.015=0.09kN 3. 木脚手板1.8*(1+0.4+0.2)*0.25=0.72kN(包括挡脚板) 4. 安全网1.8*1.8*0.005=0.016kN 5. 所挑高度范围内施工荷载 每根内立杆承受施工荷载 （0.5+0.2）*1.8*3=3.78kN

45、每根外立杆承受施工荷载 0.5*1.8*3=2.7kN,6. 每根立杆承受全部荷载 内立杆P1=1.2*11.656/2+1.4*3.78=12.286kN 外立杆P2=1.2*11.656/2+1.4*2.7=10.774kN l0=kh=1.155*1.5(1.7)1.8=3.12(3.534) =l0/i=312(353.4)/1.58=197(224) N/（A）=12286/(0.186*489)=135MPa N/（A）=12286/(0.145*489)=189.96MPa,7. 挑架计算（三角形钢架）,RBY,RBX,3300,B,RAY,RAX,P1,P2,1000,300,

46、A,C,MA=0 0.3P1+1.3P2-3.3RBX=0 0.3*12.286+1.3*10.774-3.3RBX=0 RBX=5.36 X=0 RBX+RAX=0 RAX =-5.36 取AC段,令MC=0 1.3RAY-1*P1=0 RAY=9.45 Y=0 RBY+RAY=P1+P2 RBY=13.61,分析杆件内力，并选择截面。 NBC= =14.63 MAC=0.3RAY=2.835 QAC= 2.836 钢管f=205N/mm2，E=2.06*105,十一、构造要求,1、纵向水平杆构造 纵向水平杆宜设置在立杆内侧，长度不宜小于3跨；纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。

47、采用对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm，纵向水平杆设置在横向杆上时，应等间距布置，且间距不应大于400mm。,2、横向水平杆的构造 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于500mm；,3、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。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1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。,