扣件式钢管落地脚手架计算书 Microsoft Word 文档

扣件式钢管落地脚手架计算书
一、工程概况
和风雅致小区一标1#-4#、6#楼为6层，5#、10#、11#、15#楼为11层，框架或框剪结构，地上分别为6、11层，地下1层，建筑总高度30.8米及18.8米，建筑面积63876.5 m2，标准层层高2.8米，总工期330天,（搭设高度小于20米，计算高度20米）。

本工程由徐州高铁置业有限公司投资建设，徐州设计院有限公司设计，徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司负责地质勘查，江苏创佳建设项目管理有限公司监理，江苏南通六建建设集团公司组织施工。

二、计算依据
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社、《钢结构设计规范》GB50017-2003 中国建筑工业出版社；
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；
《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001 中国建筑工业出版社；
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社。

三、计算参数
1、钢管截面特征：（钢号：Q235，B类）
钢管规格：Ф48×3.5；
钢管直径d（mm）：48；
钢管壁厚t（mm）：3.5；
单位重量q g（kN/m）：0.0376；
惯性矩I（mm4）：121900；
抵抗矩W（mm3）：5080；
截面积A（mm2）：489；
回转半径i（mm）；15.8；
抗弯、抗压容许应力[σ](N/mm2)：205；
弹性模量E(N/mm2)：206000；
2、脚手架构造参数
脚手架类型：双排架；
脚手架高度H s（m）：19；
立杆纵距L a（m）：1.5；
立杆横距L b（m）：1.05；
横杆步距h（m）：1.8；
上部横杆根数n2：2；
脚手板铺设层数n3：10；
立杆底垫块面积A（m2）：0.2；
连墙件类型：扣件连接；
连墙件布置方式：二步三跨；
连墙件水平间距l w（m）：4.5；
连墙件垂直间距h w（mm4）：3.6；
连墙件长度b1（m）：0.4；
剪刀撑斜杆与地面的倾角a：45；
剪刀撑跨越立杆根数n4：6；
3、荷载参数
脚手板自重q j（kN/m2）：0.3；
栏杆、挡脚板自重q d（kN/m）：0.14；
安全网自重q a（kN/m2）：0.0014；
作业层施工均布荷载q s（kN/m2）：2；
同时施工作业层数n1：2;
脚手架状况：全封闭;
徐州市地区基本风压w0（kN/m2）: 0.35;
4、其他参数
风压高度变化系数μz（查GB50009-2001表7.2.1）架高25m，地处B类(城市郊区)μz为：1.25；脚手架风荷载体型系数μs（查JGJ 130-2001表4.2.4）：0.69；
风荷载标准值w k=0.7×μs×μz×w0 =0.212kN/m2；
立杆计算长度系数μ（查JGJ 130-2001表5.3.3）：1.5；
轴心受压构件稳定系数φ（查JGJ 130-2001附录C）：0.243；
注：计算长度l0 = μ×h =1.5×1.8=2.7m
长细比λ= l0 / i=2.7/0.0158=171
荷载分项系数（查GB50009-2001第8页）永久荷载γG：1.2；可变荷载γQ：1.4；地基承载力标准值f gk（kPa）地基为粘性土：200；
脚手架地基承载力调整系数k c（查JGJ 130-2001第20页）
工况为架底铺设混凝土及设置排水沟：1；
5、材料种类说明
脚手板采用：木脚手板挡脚板采用：栏杆，木脚手板挡板
安全网采用：ML1.8×6;1.5kg
四、脚手架验算
本脚手架属于施工荷载由横向水平杆传递给立杆情况，荷载传递线路如下：脚手板→纵向水平杆（大横杆）→横向水平杆（小横杆）→立杆→地基。

因此应对基础、连墙件、立杆、纵横向水平杆等进行验算。

1、纵向水平杆验算
纵向水平杆在横向水平杆的上面，纵向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度验算。

按照纵向水平杆上面的脚手板自重和施工作业均布荷载计算纵向水平杆的最大弯矩和挠度。

图1 纵向水平杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 纵向水平杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
（1）荷载计算
均布荷载设计值（用于计算弯矩）
静荷载公式：q纵静设=L b/(n2+1)×1.2×q j+1.2×q g
静荷载计算式：q纵静设=1.05/(2+1)×1.2×0.3+1.2×0.0376≈0.171kN/m
活荷载公式：q纵活设=L b/(n2+1)×1.4×q s
活荷载计算式：q纵活设=1.05/(2+1)×1.4×2 =0.98kN/m
均布荷载标准值（用于计算挠度）
静荷载公式：q纵静标=L b/(n2+1)×q j+ q g
静荷载计算式：q纵静标=1.05/(2+1)×0.3+0.0376≈0.143kN/m
活荷载公式：q纵活标= L b/(n2+1)×q s
活荷载计算式：q纵活标=1.05/(2+1)×2 =0.7kN/m
（2）最大弯矩计算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:
公式：M max=0.08×q纵静设×L a2+0.1×q纵活设×L a2
计算式：M1max=0.08×0.171×1.52+0.1×0.98×1.52≈0.251kN.m
支座最大弯距计算公式如下:
公式：M2max=-0.1×q纵静设×L a2-0.117×q纵活设×L a2
M1max=-0.1×0.171×1.52-0.117×0.98×1.52≈-0.296kN.m
（3）抗弯强度验算
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大绝对值进行强度验算：
公式：σ= M max/W
计算式：σ=0.296×106/5080≈58.365N/mm2
结论：纵向水平杆（大横杆）的受弯应力58.37 N/mm2，小于钢管的抗弯强度205N/mm2，满足要求。

（4）挠度验算
公式：ω=0.677×q纵静标×L a4/(100×E×I)+ 0.99×q纵活标×L a4/(100×E×I)
计算式：ω=0.677×0.143×15004/(100×206000×121900)+0.99×0.7×15004/(100×
206000×121900) ≈1.592mm
[ω]=1500/150=10与10mm
结论：纵向水平杆（大横杆）的挠度 1.592 mm，小于钢管的容许挠度10 与10mm，满足要求。

2、横向水平杆(小横杆)验算
纵向水平杆在横向水平杆的上面，横向水平杆按照集中荷载加均布荷载作用下的简支梁梁，进行强度和挠度验算。

计算简图
（1）荷载计算
集中荷载设计值（用于计算弯矩）：
公式：p横设=(q纵静设+ q纵活设)×L a
计算式：p横设=(0.171+0.98)×1.5≈1.727kN
均布荷载设计值（用于计算弯矩）：
公式：q横设= 1.2×q g
计算式：q横设=1.2×0.0376≈0.045kN/m
集中荷载标准值（用于计算挠度）：
公式：p横标=(q纵静标+ q纵活标)×L a
计算式：p横标=(0.143+0.7)×1.5≈1.264kN
均布标准值（用于计算挠度）：q横标= q g = 0.0376 kN/m
（2）最大弯矩计算
公式：M max= q横设×L b2/8+ p横设×L b/3
计算式：M max=0.045×1.052/8+1.727×1.05/3≈0.611kN.m
（3）抗弯强度验算
公式：σ= M max/W
计算式：σ=0.611×106/5080≈120.193N/mm2
结论：横向水平杆（小横杆）的受弯应力120.19 N/mm2，小于钢管的抗弯强度205N/mm2，满足要求。

（4）挠度验算
公式：ω=5×q横标×L b4/(384×E×I) + p横标×(L b/3)/(24×E×I) ×[3×L b2-4×(L b/3)2]
计算式：ω=5×0.0376×10504/(384×206000×121900)+1.264×103×(1050/3)/(24×206000×121900)×[3×1050-4×(1050/3)2≈2.092mm
[ω]=1050/150=7与10mm
结论：横向水平杆（小横杆）的挠度 2.092 mm，小于钢管的容许挠度7 与10mm，满足要求。

3、水平杆与立杆的连接扣件计算
（1）荷载计算设计值
公式：p
＝(p横设×n2+ q横设×L b)/2
扣
计算式：p扣＝(1.727×2+0.045×1.05)/2≈1.75 kN
（2）扣件数计算
考虑扣件抗滑力下降扣件实际抗滑力R取：6 kN
扣件数计算公式：N k＝p
扣/ R
计算式：N k＝1.75/6≈1个
结论：水平杆与立杆连接需要1个扣件，满足要求。

4、立杆稳定性验算
本脚手架工程采用单立管搭设需要对立杆落地处进行立杆稳定性计算。

（1）荷载计算
扣件式钢管脚手架构件自重：
公式：g k1={[L a×(n2/2+1)+L b/2+h]×q g+ (n2/2+2)×0.013}/h×H s
计算式：g k1={[1.5×(2/2+1)+1.05/2+1.8]×0.0376+(2/2+2)×0.013}/1.8×19≈2.53kN
脚手板自重计算公式：g k2=q j×L a×L b×n3/2
计算式：g k2=0.3×1.5×1.05×10/2≈2.36kN
栏杆、挡脚板自重：
公式：g k3= L a×q d×n1
计算式：g k3=1.5×0.14×2= 0.42kN
剪刀撑及安全网等自重：
公式：g k4={L a×(n4-1)/cos a ×2/[L a×(n4-1)×tan a /h×n4]×q g+L a×h×q a} /h×H s
计算式：g k4={1.5×(6-1)/cos45°×2/[1.5×(6-1)×tan45°/1.8×6]×0.0376+1.5×1.8×0.0014}/1.8×19≈0.38kN
恒荷载计算公式：N GK=g k1+ g k2+ g k3+ g k4
计算式：N GK=2.53+2.36+0.42+0.38≈5.69kN
活荷载计算公式：N QK= L a×L b×n1×q s/2
计算式：N QK=1.5×1.05×2×2/2=3.15kN
（2）立杆轴向力设计值及风荷载产生弯矩设计值计算
组合风荷载轴力计算公式：N=1.2N GK +0.85×1.4N QK
计算式：N=1.2×5.69+0.85×1.4×3.15≈10.57kN
不组合风荷载轴力计算公式：N=1.2N GK +1.4N QK
计算式：N=1.2×5.69+1.4×3.15≈11.23kN
风荷载产生弯矩设计值计算公式：M w = 0.85×1.4W k×L a×h2/10
计算式：M w = 0.85×1.4×0.212×1.5×1.82/10≈0.123kN.m
（3）立杆稳定性验算
不组合风荷载应力计算公式：σ＝N/(φA)
计算式：σ＝11.23×103/(0.243×489)≈94.53N/mm2
结论:立杆所受最大应力94.53 N/mm2，小于钢管的抗压强度205N/mm2，满足要求。

组合风荷载应力计算公式:σ＝N/(φA)+M W/W
计算式：σ＝10.57×103/ (0.243×489)+0.123×106/5080≈113.14N/mm2
结论:立杆所受最大应力113.14 N/mm2，小于钢管的抗压强度205N/mm2，满足要求。

5、连墙件稳定性验算及扣件数量计算
（1）荷载计算
风荷载产生轴向力设计值计算公式：N Lw = 1.4×W k×l w×h w
计算式：N Lw = 1.4×0.212×4.5×3.6≈4.82kN
连墙件轴向力设计值计算公式：N l = N Lw+ N0
按JGJ 130－2001规定脚手架平面外变形产生的轴向力N0＝5 kN
计算式：N l =4.82+5 ≈9.82KN
（2）连墙件的计算长度及长细比计算
连墙件的计算长度公式：l0= C
计算式：l0= 0.4
连墙件的长细比计算公式：λ＝l0 / I
计算式：λ＝0.4/0.0158≈25
根据λ查《JGJ 130-2001》附录C得轴心受压构件稳定系数：φ＝0.93
（3）连墙件稳定性验算
连墙件承受应力计算公式：σ＝N l /(φA)
计算式：σ＝9.82×103/(0.93×489) ≈21.59N/mm2
结论：连墙件的受压应力21.59 N/mm2，小于连墙件钢管的容许抗压强度205N/mm2，满足要求。

（4）连墙件扣件数量计算
直角扣件标准抗滑承载力R C按6kN/个计算扣件数：
公式：N k＝N c/R C
计算式：N k＝9.82 /6≈2个
结论：连墙件与立杆连接需要2个扣件，满足要求。

6、地基承载力验算
关系式：P ≤f g
立杆传给地基的荷载：P＝N/A
计算式：P＝11.23/0.2≈56.16kPa
地基承载力计算公式：f g=k c×f gk
计算式：f g=1×200=200kPa
结论：由于P ≤fg，满足地基承载力要求。