建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.docx

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5设计计算

5．1基本设计规定

5．1．1脚手架的承载能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。

可只进行下列设计计算：

1纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件抗滑承载力计算；

2立杆的稳定性计算；

3连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；

4立杆地基承载力计算。

5．1．2计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应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。

5．1．3脚手架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。

验算构件变形时，应采用荷载效应标准组合的设计值。

各类荷载分项系数均应取1.0。

5．1．4当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时，立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响。

5．1．5当采用本规范第6.1.1条规定的构造尺寸，其相应杆件可不再进行设计计算。

但连墙件、立杆地基承载力等仍应根据实际荷载进行设计计算。

5．1．6钢材的强度设计值与弹性模量应按表5.1.6采用。

表5.1.6　　钢材的强度设计值与弹性模量（N/mm2）

5．1．7扣件、底座、可调托撑的承载力设计值应按表5.1.7采用。

表5.1.7　　扣件、底座、可调托撑的承载力设计值（kN）

项目

承载力设计值

对接扣件（抗滑）

3.20

直角扣件、旋转扣件（抗滑）

8.00

底座（受压）、可调托撑（受压）

40.00

5．1．8受弯构件的挠度不应超过表5.1.8中规定的容许值。

表5.1.8　　受弯构件的容许挠度

构件类别

容许挠度[v]

脚手板、脚手架纵向、横向水平杆

l/150与mm

脚手架悬挑受弯杆件

l/400

型负悬挑脚手架悬挑梁

l/250

注：

l为受弯构件的跨度。

对悬挑杆件为其悬伸长度的2倍。

5．1．9受压、受拉构件的长细比不应超过表5.1.9中规定的容许值。

表5.1.9　　受压、受拉构件的容许长细比

构件类别

容许长细比[λ]

立杆

双排架

满堂支撑架

210

单排架

230

满堂脚手架

250

横向斜撑、剪刀撑中的压杆

250

拉杆

350

5．2单、双排脚手架计算

5．2．1纵向、横向水平杆的抗弯强度应按下式计算：

σ=M/W≤f（5.2.1）

式中

σ——弯曲正应力；

M——弯矩设计值（N·mm），应按本规范第5.2.2条的规定计算；

W——截面模量（mm3），应本规范附录B表B.0.1采用；

f——钢材的抗弯强度设计值（N/mm2），应按本规范表5.1.6采用。

5．2．2纵向、横向水平杆弯矩设计值，应按下式计算：

M=1.2MGk+1.4ΣMQk（5.2.2）

式中：

MGk——脚手板自重产生的弯矩标准值（kN·m）；

MQk——施工荷载产生的弯矩标准值（kN·m）。

5．2．3纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定：

v≤[v]（5.2.3）

式中：

v——挠度（mm）；

[v]——容许挠度，应按本规范表5.1.8采用。

5．2．4计算纵向、横向水平杆的内力与挠度时，纵向水平杆宜按三跨连续梁计算，计算跨度取纵距la；横向水平杆宜按简支梁计算，计算跨度l0可按图5.2.4采用

图5.2.4横向水平杆计算跨度

1―横向水平杆；2―纵向水平杆；3―立杆

5．2．5纵向或横向水平与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力应符合下式规定：

R≤Rc（5.2.5）

式中：

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

Rc——扣件抗滑承载力设计值，应按本规范表5.1.7采用。

5．2．6立杆的稳定性应按下列公式计算：

不组合风荷载时:

N/φA≦f（5.2.6-1）

组合风荷载时:

N/φA+Mw/W≦f（5.2.6-1）

式中：

N——计算立杆的轴向力设计值（N），应按本规范式（5.2.7-1）、式（5.2.7-2）计算;

φ——轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ由本规范附录A珍A.0.6取值;

λ——长细比,λ=l0/I；

l0——计算长度（mm），应按本规范式第5.2.8条的规定计算;

i——截面回转半径，可按本规范附录B表B.0.1采用;

A——立杆截面面积（mm2），可按本规范附录B表B.0.1采用;

Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（N·mm），可按本规范式（5.2.9）计算；

f——钢材的抗压强度设计值（N/mm2），应按本规范表5.1.6用。

5．2．7计算立杆段的轴向力设计值N，应按下列公式计算：

不组合风荷载时

N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk（5.3.2－1）

组合风荷载时

N=1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4ΣNQk（5.3.2－2）

式中：

NG1k——脚手架结构自重产生的轴向力标准值；

NG2k——构配件自重产生的轴向力标准值；

ΣNQk——施工荷载产生的轴向力标准值总和，内、外立杆各按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

5．2．8立杆计算长度l0应按下式计算：

l0=kμh（5.2.8）

式中：

k——计算长度附加系数，其值取1.155，当验算立杆允许长细比时，取k=1；

μ——考虑单、双脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按表5.2.8采用；

h——步距。

表5.2.8　　单、双排脚手架立杆的计算长度系数μ

5．2．9由风荷载产生的立杆段弯矩设计值Mw，可按下式计算：

Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωklah2/10（5.2.9）

式中：

Mwk——风荷载产生的弯矩标准值（N·mm）；

ww——风荷载标准值（kN/m2），应按本规范式（4.2.5）式计算；

la——立杆纵距（m）。

5．2．10单、双排脚手架立杆稳定性计算部位的确定应符合下列规定：

1当脚手架搭设尺寸采用相同的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距时，应计算底层立杆段；

2当脚手架的步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距有变化时，除计算底层立杆段外，还必须对出现最大步距或最大立杆纵距、立杆横距、连墙件间距等部位的立杆段进行验算；

5．2．11单、双排脚手架的可搭设高度[H]应按下列公式计算，并应取较小值：

1不组合风荷载时

（5.2.11-1）

2组合风荷载时：

（5.2.11-2）

式中：

[H]——脚手架允许搭设高度（m）；

gk——立杆承受的每米结构自重标准值（kN/m），可按本规范附录A表A.0.1采用。

5．3．12连墙件杆件的强度及稳定应满足下列公式的要求：

强度：

（5.2.12-1）

稳定：

（5.2.12-2）

（5.2.12-3）

式中：

σ——连墙件应力值（N/mm2）；

Ac——连墙件的净截面面积（mm2）

A——连墙件的毛截面面积（mm2）

Nl——连墙件轴向力设计值（N）；

Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值，应按本规范第5.2.13条的规定计算；

N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力。

单排架取2Kn，双排架取3kN）

φ——连墙件的稳定系数，应根据连墙件长细比按本规范附录A表A.1.6取值。

f——连墙件钢材的强度设计值（N/mm2），应按本规范表5.0.6采用。

5．2．13由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值，应按下式计算：

（5.2.13）

式中：

Aw——单个连墙件所覆盖的脚手架外侧的迎风面积。

5．2．14连墙件与脚手架、连墙件与建筑结构连接的承载力应按下式计算：

　Ni≤Nv　　（5.2.14）

式中：

Nw连墙件与脚手架、连墙件与建筑结构连接的受拉（压）承载力设计值，应根据相应规范规定计算。

5．2．15当采用钢管扣件做连墙件时，扣件抗滑承载力的验算，应满足下式要求：

Nl≤Rc（5.2.15）

式中：

Rc——扣件抗滑承载力设计值，一个直角扣件应取8.0kN。