扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版.docx

1、扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版文件编号：GD/FS-3080（安全管理范本系列）扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_ 单位：_ 日期：_ 扣件式钢管脚手架设计计算实例详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过

2、程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。根据建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）对外脚手架的规定；提出应该逐步淘汰竹脚手架，推广扣件式钢管脚手架。建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程（JGJ130-2001）对扣件式钢管脚手架的设计原则和计算方法都作出了规定。笔者以该规范为依据，系统地对扣件式钢管脚手架的设计计算作如下阐述。一、横向、纵向水平杆计算1横向、纵向水平杆的抗弯强度按下式计算：=M/Wf式中M弯矩设计值，按M=1.2MGK+1.4MQK计算，MGK为脚手板自重标

3、准值产生的弯矩，MQK为施工荷载标准值产生的弯矩。W截面模量，查表483.5mm钢管W=5.08cmf钢材的抗弯强度计算值，f=205N/mm（1）横向水平杆的抗弯强度计算横向水平杆的内力时按简支梁计算如图1，计算跨度取立杆的横距l=80mm，脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a=300mm，a=100mm。图1 横向水平杆计算简图永久荷载标准值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），脚手板自重标准值0.35kN/m和栏杆与挡脚板自重标准值0.14kN/m（如图2）gk=0.136+0.351.2+0.14=0.696kN/m=696N/m 其中，

4、图2a）等效于图2b） 图2 结构自重计算简图施工均匀活荷载标准值qk=3kN/m0.75m=2.25kN/m=2250N/m（横向水平杆间距为0.75m）图3 施工荷载计算简图M=1.2MGK+1.4MQK=1.211.31+1.4180=265.57Nm所以横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。（2）纵向水平杆的抗弯强度按图4三跨连续梁计算，计算跨度取纵距la=1500mm。F为纵向水平杆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，图4中作用支座上的F力在弯距计算时可以不用考虑。图4 纵向水平杆计算简图考虑静载情况：按图5静载布置情况考虑跨中和支座最大弯矩。图5 静载状况下计算简图M

5、=0.175PlaMB=MC=-0.15Pla考虑活载情况：Q=1/2qkl=1/222500.8=900N按图6、7两种活载最不利位置考试跨中最大弯矩。图6 活载最不利状况计算简图之（1）图7 活载最不利状况计算简图之（2）M=0.213Qla按图8、9两种活载是最不利位置考虑支座最大弯矩。图8 活载最不利状况计算支座弯矩之（1）图9 活载最不利状况计算支座弯矩之（2）MB=MC=-0.175Qla根据以上情况分析，可知图5与图6（或图7）这种静载与活载最不利组合时M跨中弯矩最大。MGK=0.175Pla=0.1755221.5=137.03NmMQK=0.213Qla=0.2139001.

6、5=287.55NmM=1.2MGK+1.4MQK=1.2137.03+1.4287.55=567.01Nm2纵向、横向水平杆的挠度按下式计算：式中N 挠度容许挠度，按规范表格取l/150。（1）横向水平杆的挠度考虑静载情况（图2） 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K、K值采用插入法求得系数。 式中E钢材的弹性模量，E=2.0610的5次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)N/mmI483.5mm钢管的惯性矩，I=12.19cm的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)考虑活载情况（图3）两种情况叠加，得所以横向水平杆的挠度满足

7、安全要求。（2）纵向水平杆的挠度考虑静载情况（图5）考虑活载情况（图4）两种情况叠加，得所以纵向水平杆的挠度满足安全要求。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：RRc式中R纵向水平杆传给立杆的竖杆作用力设计值Rc扣件抗滑承载力设计值，按规范表取Rc=800kN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荷载F和M在扣件处引起的与F同向的最大剪力V之和。F=1.2P+1.4Q=1.2522+1.4900=1886.4NV=1.20.65P+1.40.575Q=1.20.65522+1.40.575900=1131.66NR=F+V=1886.4+1131.6

8、6=3018.06N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。二、立杆的稳定性计算立杆的稳定性按下列公式计算：式中N计算立杆段的轴向力设计值。轴向受压构件的稳定系数。A立杆的截面面积，查表483.5mm钢管A=489mm。M-计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩。W截面模量，查表483.5mm钢管W=5.08cm。f钢材的抗压强度设计值，f=205N/mm1风荷载标准值k=0.7zs式中k风荷载标准值z风压高度变化系数，取z=1.31s脚手架风荷载体型系数，取s=1.30.089=0.1157基本风压，汕头地区取=0.75kN/mk=0.7zs=0.71.310.11570.75=

9、0.080kN/m2计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩3轴向受压构件的稳定系数轴向受压构件的稳定系数，根据立杆长细比规范用表取值，当250时，按=7320/计算。计算长度l=kh，式中k为计算长度附加系数，取k=1.155；为考虑脚手架整体因素的单杆计算长度系数，按规范用表取=1.5；h为立杆步距。l=kh=1.1551.51.8=3.12m，立杆的长细比=l/i，式中i为截面回转半径，查表483.5mm钢管i=1.58cm.=l/i=3.12/0.0158=197.5根据立杆长细比查规范用表得轴向受压构件的稳定系数=1.385。4立杆段的轴向设计值N=1.2（NG1K+NG2K）+0.851

10、.4NQK（1）脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K本工程架体共13步，实际架高H=131.8=23.4mNG1K=Hgk=23.40.1734=4.058kN=4058N（2）构配件自重标准值产生的轴向力NG2K每一立杆段需3个直接扣件，13个旋转扣件。则NG2K=318.4+1314.6=245N（3）施工荷载标准产生的轴力总和为NQK外主杆可按一纵距内施工荷载总和的1/2取值NQK=30000.81.5（1/2）=1800NN=1.2（NG2K+NG2K）+0.851.4NQK=1.2（4058+245）+0.851.41800=7305.6N5验算立杆的稳定性所以立杆的稳定性满足安

11、全要求。三、立杆地基承载力计算1地基承载力计算按下式计算：fg=kcfgk式中kc脚手架地基承载力调整系数，对碎石取kc=0.4。fgk标准值，按现行国家标准建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）的规定，对中密碎石fgk400700kPa取fgk500kPa。fg=kcfgk=0.4500=200kPa2立杆基础底央的平均压力应满足下式：Pfg式中P立杆基础底面的平均压力，P=N/AN上部结构传至基础顶面的轴向力设计值本工程每一立杆采用200200mm木块垫在下面，则A=200200=410的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)mmP=N/A=7305.6/(410的4次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)=0.183Mpa=183kPafg=200kPa所以立杆地基承载力满足安全要求。 （姚慈辉 刘丽） 可在这里输入个人/品牌名/地点Personal / Brand Name / Location Can Be Entered Here