脚手架荷载等计算示例

精心整理6计算参数:
钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。

双排脚手架，搭设高度40米，6米以下采用双管立杆，6米以上采用单管立杆。

立杆的纵距1.30米，立杆的横距1.10米，内排架距离结构0.50米，立杆的步距1.80米。

钢管类型φ48×3.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.6米，水平间距3.9米。

6.1
6.1.1
静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.055=0.112kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×1.650=2.310kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
6.1.2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.112+0.10×2.310)×1.3002=0.406kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.112+0.117×2.310)×1.3002=-0.476kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ
→→
6.1.3
→→
6.2
6.2.1荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×1.300=0.050kN
脚手板的荷载标准值P2=0.100×1.100×1.300/2=0.072kN
活荷载标准值Q=3.000×1.100×1.300/2=2.145kN
荷载的计算值P=1.2×0.050+1.2×0.072+1.4×2.145=3.149kN 小横杆计算简图
6.2.2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.1002/8+3.149×1.100/4=0.873kN.m
σ=0.873×106/4491.0=194.358N/mm2
→→2,满足要求!
6.2.3
V1=5.0
V2
→→
6.3
R≤R c
——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN；其中R
c
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.100=0.042kN
脚手板的荷载标准值P2=0.100×1.100×1.300/2=0.072kN
活荷载标准值Q=3.000×1.100×1.300/2=2.145kN
荷载的计算值R=1.2×0.042+1.2×0.072+1.4×2.145=3.139kN
→→单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

6.4脚手架荷载标准值
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：
(1)
N G1
(2)
N G2
(3)0.17；N G3
(4)
N
G4
其中W0
U z——风荷载高度变化系数，U z=1.000
U s——风荷载体型系数：U s=0.600
经计算得到：W k=0.300×1.000×0.600=0.180kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2N G+0.9×1.4N Q
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：
N=1.2×5.802+0.9×1.4×4.290=12.368kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2N G+1.4N Q
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力：
N=1.2×5.802+1.4×4.290=12.968kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩M W计算公式
M W=0.9×1.4W l h2/10
其中W
k
l a
h
M w=0.9
6.5
7.5.1
其中N
i
k
u
l0
A
W
λ——长细比，为3118/16=196
λ0——允许长细比(k取1)，为2700/16=169<210
→→长细比验算满足要求!
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190；
σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
经计算得到:
σ=12968/(0.19×424)=161.390N/mm2；
→→不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
6.5.2考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值，N=12.368kN；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
k
u
l0
l0
A
W
λ
λ0
→→
φ
M W
σ
[f]
经计算得到σ=12368/(0.19×424)+96000/4491=175.187N/mm2；
→→考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
6.6最大搭设高度的计算
不考虑风荷载时，当立杆采用单管时，单、双排脚手架允许搭设高度[H]，按下式计算：[H]=[φAσ-(1.2N G2k+1.4N Qk-N Xie)]/1.2g k
其中N G2k——构配件自重标准值产生的轴向力，N G2k=1.820kN；
N Qk——活荷载标准值，N Qk=4.290kN；
g k——每米立杆承受的结构自重标准值，g k=0.100kN/m；
N Xie——轴向力钢丝绳卸荷部分，N Qk=0.000kN；
σ——钢管立杆抗压强度设计值，σ=205.00N/mm2；
经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度[H]=69.335米。

考虑风荷载时，当立杆采用单管时，单、双排脚手架允许搭设高度[H]，按下式计算：[H]={φ
其中N
N Qk
g k
M wk
N Xie
σ
→→
6.7
N l=N lw+N
其中N lw
N lw =1.4×w
k
×A
w
w k——风荷载标准值，w k=0.180kN/m2；
A w——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
A w=3.60×3.90=14.040m2；
N o——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；N o=3.000
经计算得到N lw=3.538kN，连墙件轴向力计算值N l=6.538kN
根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值N f1=0.85Ac[f]
根据连墙件杆件稳定性要求，轴向力设计值N f2=0.85φA[f]
其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=50.00/1.60的结果查表得到φ=0.92；净截面面积Ac=4.24cm2；毛截面面积A=18.10cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到N f1=73.865kN
→→N f1
→→N f2
→→
6.8
p k≤f g
其中p k
N k
N k
A
f g
地基承载力设计值应按下式计算
f g=k c×f gk
其中k c——脚手架地基承载力调整系数；k c=0.40
f gk——地基承载力标准值；f gk=170.00
→→地基承载力的计算满足要求!
6.9脚手架配件数量匡算
扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，因此按匡算方式来计算；
根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算：
L--长杆总长度(m)；N1--小横杆数(根)；
N2--直角扣件数(个)；N3--对接扣件数(个)；
N4--旋转扣件数(个)；S--脚手板面积(m2)；
n--
h--步距
lb--
个；→→。