扣件式钢管脚手架设计实例解析标准版Word文档格式.docx
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3.1计算参数的确定
（1）架体尺寸。
立杆横距lb
=800mm
，纵距la
=1500mm
，步距h=1800mm
。
搭设高度21.3m
（取3#楼为计算对象），立杆底部垫设槽钢。
（2）架体构件。
见表
（3）围档材料。
采用2000目安全网，全高封闭，挡风系数0.6，自重标准值5N/m2
（4）脚手板。
采用竹篾板，层层满铺，其自重标准值0.35kN/m2
（5）施工活载。
主体结构均布活荷载标准值3kN/m2
（6）基本风压。
台州地区基本风压为ω0
=0.55kN/m2
，风压高度变化系数μz
=1.31，脚手架风荷载体型系数μs
=0.1157。
3.2横向、纵向水平杆计算
3.2.1
横向纵向水平杆的抗弯强度按下式计算：
σ＝M/W≤f
式中的M－弯矩设计值，按M＝1.2MGK
为施工荷载标准值产生的弯矩。
W－载面模量。
f－钢材的抗弯强度设计值，f=205N/mm2
（1）横向水平杆的抗弯强度
计算横向水平杆的内力按简支计算，计算跨度取立杆的横距lb
，脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a=300mm
，a1
=100mm
①永久荷载标准值gk
包括每米立杆承受的结构自重标准值0.136kN/m（纵距1.5m
，步距1.8m
），脚手板片重标准值0.35kN/m2
和栏杆与挡板自重标准值0.14kN/m（如图1）
740）this.width=740"
border=undefined>
图1结构自重计算简图
gk
=0.136+0.35×
1.2+0.14=0.696kN/m
MA
=1/2gk
a2
=1/2×
696×
0.32
=31.32N?
m
MB
a21=1/2×
0.12
=3.48N?
-MB
=31.32-3.48=27.84N?
MGK
=gk
/2lb
/2-（MA
）/gk
l2b-MA
=696/2×
0.8/2-（27.84/696×
0.8）2
-31.32=11.32Nm
②施工均布活荷载标准值
Qk=3kN/m2×
0.75=2.25kN/m
图2施工荷载计算简图
MQK=Qkl2b/8=1/8×
2250×
0.82=180N?
M=1.2MGk+1.4MQK=1.2×
11.31+1.4×
180=265.57N?
σ=M/W=265.57×
103/5.08×
103
=52.28N/mm2＜f=205N/mm2
所以横向水平杆满足安全要求。
（2）纵向水平杆的抗弯强度按图3三跨连续梁计算，计算跨度取纵距la=1500mm
F为纵向水平跨中及支座处的最大荷载，分别按静载P和活载Q进行计算，作用在支座上的F力在弯矩计算时可以不用考虑。
①考虑静载情况
P=gk（lb+a-a1）/2lb
=696×
（0.8+0.3+0.1）×
（0.8+0.3-0.1）/（2×
0.8）=522N
图4静载布置情况考虑跨中和支座最大弯矩。
图4静载状况下计算简图
M1=0.175PlaMB=Mc=-0.15P/a
②考虑活荷载情况
Q=1/2qklb=1/2×
0.8=900N
按图5、6两种活载最不利位置考虑跨中最大弯矩。
图5活载最不利状况计算简图740）this.width=740"
图6活载最不利状况计算简图
M1=0.213Qla
按图7、8两种活荷载最不利位置考虑支座最大弯矩。
图7活载最不利状况计算支座弯矩
图8活载最不利状况计算支座弯矩
MB=MC=-0.175Qla
根据以上情况分析，可知图4与图5（或图6）这种静载与活载最不利组合时M1跨中弯矩最大。
MGK=0.175P/a=0.175×
522×
1.5=137.03N?
MQK=0.2130.213Q/a=0.213×
900×
1.5=287.55N?
M=1.2MGK+1.4MQK=1.2×
137.03+1.4×
287.55＝567.01N?
σ=M/W=567.01×
1000/5.08×
1000=111.6N/mm2＜f=205N/mm2，纵向水平杆抗弯符合要求。
3.2.2纵向、横向水平杆的挠度按下式计算
υ≤[υ][υ]为容许挠度，按规范要求取1/150
（1）横向水平杆的挠度
①考虑静载情况（图1）
K1=4MA/qkl2b=4×
31.32/696×
0.82=0.28
K2=4MB/qkl2b=4×
3.48/696×
0.82=0.03
查《建筑结构静力计算手册》中梁在均布荷载作用下的最大挠度表，用K1、K2值采用插入法求得系数
υ1=0.1972×
qkl4a
/24EI
E为钢材的弹性模量，E=2.06×
105N/mm2
I——φ48×
3.5mm
钢管的惯性矩。
I=12.19cm
4
②考虑活载情况（图2）
υ2=5qkl4b/384EI两种情况叠加，得
υ=υ1+υ2=0.1972×
gkl4b/24EI+5gkl4b/38EI=0.197×
10-3×
8004/24×
2.06×
105×
12.9×
104+5×
8004/384×
12.19×
104=0.57mm
＜lb/150=180/150=5.33mm
所以横向水平杆的挠度满足要求。
（2）纵向水平杆的挠度
①考虑静载情况（图4）υ1=1.146×
Pl2a
/100EI
②考虑活载情况（图3）υ2=1.615×
Ql2a
两种情况加，得
υ=υ1+υ2=1.146×
Pl3b/100EI+1.615×
Ql3a
/100EI=l3b（1.146P+1.615Q）/100EI
=15003×
（1.146×
522+1.615×
900）/100×
104=2.76mm
＜la/150=1500/150=10mm
所以纵向水平杆的挠度满足要求。
3.2.3纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力应符合下式规定
R≤Rc式中R为纵向水平杆传给立杆的竖杆作用力设计值，Rc为扣件抗滑承载力设计值，按规范表取Rc=8.00kN
纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的垂直作用力包括贴立杆的横向水平杆载F和M1在扣件处引起的与F同向的最大剪力V之和。
F=1.2P+1.4Q=1.2×
522+1.4×
900=1886.4N＜8kN
V=1.2+0.65P+1.4×
0.575Q=1.2×
0.65×
522+1.2×
0.575×
900=1131.66N
R=F+V=1886.4+1131.66=3018.06N＜8kN
所以纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力满足安全要求。
3.3立杆的稳定计算
立杆的稳定计算按下列公式计算
N/фA+Mw/W≤f，式中N为计算立杆段的轴向力设计值，ф为轴向受压构件的稳定系数。
A为一立杆的截面面积，Mw为计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，W为截面模量，钢材的抗压强度设计值f=205N/mm2。
3.3.1风荷载标准值
wk=0.7μzμaw0=0.7×
1.31×
0.1157×
0.55=0.058kN/m2
3.3.2计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩
Mk=0.85×
1.4wklah2/10＝0.85×
1.4×
0.058×
1000×
1.5×
1.82/10=33.55Nm
3.3.3轴向受压构件的稳定系数
轴向受压构件的稳定系数ф，根据立杆长细比λ规范用表取值，当λ＞250时，按7320/λ2计算。
计算长度lo=kμh，式中k为计算长度附加系数，取k=1.155；
μ为考虑脚手架整体因数的单杆计算长度系数，按规范用表取μ=1.5；
h为立杆步距。
lo=kμh=1.155×
1.8=3.12m
，立杆的长细比λ=lo/I，i为截面回转半径，查表得φ48×
钢管i=1.58cm
λ=lo/I=3.12/0.0158=197.5，根据立杆长细比查得稳定系数为0.185
3.3.4立杆段的轴向设计值
N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×
1.4∑NQK
（1）脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1k本工程脚手架共12步，实际脚手架高度H=12×
1.8=21.6m
NG1K=23.4×
0.1734=3.745kN=3745N
（2）构配件自重标准值产生的轴向力NG2k
每个立杆段需要3个直接扣件，13个旋转扣件，则：
NG2K=3×
18.4+13×
14.6=245N
（3）施工荷载标准值产生的轴力总和内力∑NQK
外立杆可按一纵距内施工荷载的总和的1/2取值
∑NQK=3000×
0.8×
1/2=1800N
N=1.2（NG1K+NG2K）=0.8
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