脚手架荷载计算

1．1．5荷载效应组合
计算项目 纵向、横向水平杆强度与变形 脚手架立杆稳定
荷载效应组合 永久荷载+施工均布活荷载 ①永久荷载+施工均布活荷载 ②永久荷载+0.85(施工均布活荷载+风荷载)
连墙件承载力
单排架，风荷载+3.0kN 双排架，风荷载+5.0kN
1．2作用于脚手架上的水平风荷载
1．2．1基本风压 0
一、脚手架荷载计算
1．1荷载分类及其标准值 1．1．1荷载分类
永久 荷载 荷载 种类
• 钢管、扣件、 脚手板、栏杆、 挡脚板、安全 网等防护设施 的自重
可变 荷载
• 施工荷载 • 风荷载
1．1．2永久荷载标准值
1．材料自重标准值
1 n 2 Gk G x 2 ( G G ) x xi n 1 i 1
1．2．2风压高度变化系数 z
对于风压高度变化系数 ，规范(JGJ 130-2001)规定，按《建筑 结构荷载规范》(GBJ 987)规定采用，现在则应按现行国家标准 《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)规定采用。 1．对于平坦或稍有起伏的地形 风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表1．2-2取值。 地面粗糙度可分为A、B、C、D四类： (1)A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； (2)B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城 市郊区； (3)C类指有密集建筑群的城市市区； (4)D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
全封闭墙 1.0
敞开、框架和 开洞墙 1.3
stw
敞开式脚手架 仅设有作业层栏杆和挡脚板，无其它遮挡设施的脚手 架。 封闭式脚手架是指沿脚手架外侧全长和全高封闭的脚手架。
半封闭式脚手架是指沿脚手架外侧部分长度或部分高度封闭的脚 手架。
1Leabharlann Baidu全封闭、半封闭式脚手架的体形系数 s
挡风系数
z 根据国标GB 500092001规定，计算 k 时，还应乘以风振系
例题 双排脚手架采用密目网全封闭，搭设高度 H=40m，立杆横距b（架宽）=1.3m，立杆纵距l=1.5m， 大横杆步距h=1.5m，铺木脚手板4层，同时施工二层， 施工载荷Qk=2KN/m2（装修架），连墙杆布置为两步三 跨（2h×3L）计算脚手架整体稳定。
ln 30 0 30 10 (100 u0 ) ( 1) 10 (100 10 ) 0.47712 ln10
式中各参数计算取值见课本中表1．2-1
脚手架使用期较短，一般为2～5年，遇到强劲风 的概率相对要小得多，因而对其采用了0．7的修正系 数。
1．1．4作用于脚手架上的水平风荷载标准值
作用于脚手架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：
k 0.7Z s 0
k —风荷载标准值(kN／m2)； 式中 ： Z —风压高度变化系数，按第1．2．2条有关规定采用； s —脚手架风荷载体型系数，按表1．2-4采用； 0 —基本风压(kN／m2)，按表1．2-1采用； 0．7—基本风压值的修正系数。
1.2 An A w
Aw 为迎风面积。1.2—节点增大系数。 式中 An —为挡风面积，
(1)敞开式单、双排钢管脚手架
的挡风面积值，可按下式计算： 对于满挂密目安全网的单、双 排扣件式钢管脚手架的挡风面 积 ，可按下式计算：
An (la h 0.325la h)d
An (la h 0.325la h)d K[la h (l.a h 0.325la h)d ]
1、NG1K（一步一纵距自重×全高）（所有材料重力查表A.1）。 ①立杆。立杆长度为脚手架的步距h，因脚手架为双排，所以还要乘以2，再乘 以每米长钢管重量，就等于一步一纵距立杆的自重。 2h×自重=2×1.5×0.0384=0.1152KN ②大横杆。大横杆长度为脚手立杆纵距L，因脚手架里、外排各有一根大横杆， 所以乘以2，再乘以每米长的钢管重量。 2L×自重=2×1.5×0.0384=0.1152KN ③小横杆。脚手架每纵距一步内只有一根小横杆，在立杆与大横杆的交点处， 小横杆伸出外排10cm，伸出内排35cm，双排脚手架宽度b，里排立杆距墙50cm。 0.1+b+0.35=1×(0.1+1.3+0.35)×0.0384=0.0672KN ④扣件。扣件个数为：一根小横杆上2个，立杆与大横杆交点处1个乘以2（双排 架），加上接长用扣件（立杆及大横杆按每6m用一个对接扣件） （h/6×2+L/6×2） [2+2+（h/6×2+L/6×2）]×0.015 =(2+2+1)×0.015=0.075KN ⑤合计每步架 NG1K=0.1152+0.1152+0.0672+0.075=0.373KN
风压高度变化系数可按A类粗糙度类别，先从表1．2-2中查取相应 Z 值， 再乘以下表中给出的修正系数。
距海岸距离(km) <40 40～60 60～100

1.O 1.0～1.1 1.1～1.2
1．2．3风荷载体型系数 s
脚手架的风荷载体型系数 ，应按下表采用。
背靠建筑物的状况 脚手架状况 全封闭、半封 闭 敞开
脚手架斜道是供施工人员上下脚手架进行施工操作及其他工程管理活动的通道。 根据施丁现场安全生产规定及实际情况，各类相关施工人员不允许攀爬脚手架，而此时建 筑物的楼梯多位于楼层平面中部，不便施工人员上下，因此在施工现场通常应搭设专用脚 手架斜道，作为施工人员上下脚手架以及运输材料、机具的通道。斜道通常与脚手架架体 连接，在特殊情况下(如基坑施工时)，可根据施工现场实际需要搭设独立斜道。
⑤剪刀撑。剪刀撑按水平6跨，垂直6步一组设置，交叉与地面45°,若立杆 为1，斜杆即为 ，现步距及纵距都是1.5m，斜杆长为 m，因为是交叉两根 杆，还要乘以2。 又因脚手架6步设一组，共27步，27/6，才是脚手架在一纵距全高的剪刀撑 所用钢管长度，再乘以每米钢管重量，最后再加所有扣件。 2根× 2 步距h =2×
2．其他用途的脚手架 (1)其他用途脚手架的施工均布活荷载标准值，应根 据实际情况确定。确定时可采用脚手架规范给定的标准值 。 (2)脚手架上同时有两个作业层时，应分别计入两个 作业层的施工均布活荷载。作业层不得多于两个。 (3)每个作业层，都应注意到水平横杆的加密，都应 满铺脚手板；脚手架应每隔12．0m满铺一层脚手板，计算 时，皆应计入，不可疏漏。
2．对于山区建筑物
风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙度类别，先从表1.2-2中查取相应数值， 再乘以修正系数予以确定。修正系数，分别按下述规定采用： (1)对于山峰和山坡，其顶部B处的修正系数可按下述公式采用：
z B [1 ktg (1 )]2 2.5 H
式中 tg —山峰或山坡在迎风面一侧的坡度，当tg >0.3时，取 tg =0．3； k —系数，对山峰取3.2，对山坡取1．4； H —山顶或山坡全高(m)； z —建筑物计算位置离建筑物地面的高度(m)，当 >2.5H时，取 =2.5H。
Gk
式中： Gk —统计标准值； G x —所有测定件测定值的平均值； Gxi —第i个测定件的测定值。
此测定方法适用于任何材料自重的测定
材 料 名 称 钢管（φ48×3.5） 钢管（φ51×3.0） 扣件 脚手板（木、竹串片） 脚手板（钢） 挡脚板 栏杆+挡脚板 密目网（1.8m×6m=3kg）
对于山峰和山坡的其他部位，可按图1.2—1所示，取A、C处的修正系 C为1，AB间和BC间的修正系数按 的线性插值确定。 数 A 、
(2)山间盆地、谷地等闭塞地形， =0.75～0.85； (3)对于与风向一致的谷口、山口， =1.20～1.50
3．对于远海海面和海岛的建筑物或构筑物
4．脚手架上吊挂的安全防护设施的自重参考值 (1)安全网及塑料编织布的自重参考值：2N／m2； (2)苇席的自重参考值：50N／m2； (3)竹笆的自重参考值：50N／m2。 这些参考值只可用于初步估算，在实际工程中应按实际情况进行 计算。
1．1．3施工荷载
1．装修与结构脚手架作业层 装修与结构脚手架作业层上的施工活荷载，可按均布活荷载取其 标准值。其值如下： (1)装修脚手架：2kN／m2； (2)结构脚手架：3kN／m2； (3)斜道：≥2kN／m2。
An 一步一纵距(跨)内钢管的总挡风面积；
la h
—分别为立杆纵距(m)和步距(m)；
d
一钢管外径(m)；
0.325一脚手架立面每平方米内剪刀撑的平均长度(m)；
K—密目安全网的挡风率，应通过实测确定。在某施工现场实测的结果是 K
=O．27～0．35,取定填为0.33，杜荣军研究员提供的资料表明，200目密网， K=0．5；800目密网，K=0.6。
(2)对脚手架的立杆进行单杆局部稳定计算时，每步扣件式双排钢管 (φ 48×3．5mm)脚手架结构自重标准值，可按课本中表1．1-2采用。
说明：1．当横距不等于1．2m时，每增减0．1m，表值应增减 0．002kN／步； 2．当纵距与表中不一致时，可用插入法取值；当步距与表 中不一致时，亦可用插入法取值；当纵距、步距均与表中不一致时 ，可用双向插入法取值； 3．计算是按6跨6步为计算单元计算剪刀撑的，如与实际不 符时，应另行计算，对表中值予以修正； 4．表中的数值，是按外排立杆中承受横向斜撑自重的立杆 计算所得的。
3．栏杆、脚手板、挡脚板自重标准值 (1)栏杆、冲压钢脚手板挡板：0．11kN／m； (2)栏杆、竹串片脚手板挡板：0．14kN／m； (3)栏杆、木脚手板挡板：0．14kN／m； 2 （4）冲压钢脚手板 0.3kN／m ； m2 ； （5）竹串片脚手板 0.35 kN／ m2 。 （6）木脚手板 0.35 kN／
⑥脚手架全高40m，折合 步 所以NG1K=27×0.373=10.07KN/2=5.035KN ⑦以上计算的自重10.07KN，因为双排，自重10.07KN除以2，得到一根 立杆承重的NG1k。 ⑧NG1K的计算也可采用查表A.3。
H 40 27 h 1.5
①脚手板。脚手板按平方米计算，其长度即为立杆纵距l，其宽度是沿脚手架宽 度b满铺，另外还要加上一小横杆向里伸出的35cm，也应铺板，本例要求铺4层。 4×（b+0.35）×L×0.35=4×(1.3+0.35)×1.5×0.35=3.465KN ②小横杆及扣件，由于铺脚手板，所以还要在原有两根小横杆中间再加一根，同 时还要增加两个扣件。 （4层×小横杆长×钢管自重）+（4层×2个扣件×扣件自重） =（4×1.75×0.0384）+(4×2×0.015)=0.269+0.12(KN) ③护栏与扣件，按照规定，作业层外排架临边防护为两道防护栏杆，原有一道大 横杆，尚需再增加一根大横杆及一个扣件： （2个作业层×l×自重）+（2层×1个扣件×自重） =(2×1.5×0.0384)+(2×1×0.015)=0.115+0.03(KN) ④挡脚板。2层作业层还应设置挡脚板，计算时用2层×立杆纵距L×挡脚板每米 重。 2×1.5×0.08KN/m=0.24KN
重 0.0384KN/m 0.03554KN/m 0.0015KN/m 0.35KN/m2 0.30KN/m2 0.08 KN/m 0.14KN/m 0.003KN/m2
力
2．扣件式钢管脚手架自重标准值
(1)对脚手架进行整体稳定计算时，脚手架结构的自重标准值应按课本中表 1．1—1采用。
几点说明：1 该表是针对脚手架的整体稳定来说的； 2 脚手架结构自重包括立柱，纵、横向水平杆及 连接它们的扣件重； 3 当采用φ 51×3钢管时，每米架体产生的结构自重 标准值可按表中数值乘以0．96采用。
2．敞开式扣件钢管脚手架的风荷载体型系数 s
s stw
1 s 0 1
n
式中
s 0 —钢管的体形系数，按教材表采用；
—单排脚手架挡风系数，按教材表中的值乘1．2采用；
一系数，按教材表采用，中间值按插入法求取； n —脚手架排数。
1．2．4风振系数
数 z ，以考虑风压脉动对高层结构的影响。因脚手架附着于主 体结构上且为临时结构，故取 1，所以在计算式中未予反映。