悬挑式建筑施工扣件式钢管脚手架计算实例

一、设计方案

1、拟作业层的层数n 1=2层，铺50mm 木板层数为每隔10m 满铺一层脚手板，共n 2=3层。

2、拟定脚手板结构尺寸：立杆纵距L a =1.8m ，立杆横距L b =1.05m ，步距h=1.8m 、连墙按2步3跨设置。

3、脚手板采用松木50mm 厚木板，其自重标准值q k1=0.5KN/m 2，靠近建筑物外端外伸部份铺设200mm 木板一块。作业层外侧设挡脚板一块。

4、安全网：采用每100cm 2不少于2000目的安全网，沿架全高封闭，其自重标准值 q Q1=0.005KN/m 2。

5、全部杆件采用φ48×3.5mm 钢管，其自重标准值q k2=0.0384KN/m 。

6、外架搭设高度30m ，结构施工期间作为安全围护，装修阶段作为装修操作脚手架。

二、设计计算

（一）纵向水平杆、横向水平杆计算 纵向、横向水平杆的抗弯强度应按下列计算 W

M

=

σ≤f

式中M—弯矩设计值

W—截面模量

f—钢材的抗弯强度设计值，表5.1.6采用纵向、横向水平杆弯矩设计值

M=1.2M GK+14 M QK

式中

M GK—脚手板自重标准值产生的弯矩

M QK—施工荷载标准值产生的弯矩

纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定

υ≤[υ]

式中υ—挠度

[υ]—容许挠度表5.1.8采用

1、横向水平杆计算

图1 横向水平杆计算简图

（1）荷载计算

作用于横向水平杆的恒载标准值

q 1=0.5×1.8＋0.0384=0.9＋0.0384=0.94KN/m 作用于横向水平杆的活载标准值 q 2=2.0×1.8=3.6KN/m

q= q 1＋q 2=0.94＋3.6=4.54KN/m 查荷载与结构静力计算表

M max =8

1qL 2

（1－22L a ）2

M GK =81×0.94×1.052（1－2205.12.0）2=0.125KN.m

M QK =81×3.6×1.052（1－2

205.12.0）2=0.47KN.m

M=1.2 M GK ＋1.4 M QK =1.2×0.125＋1.4×0.47 =0.15＋0.658=0.81KN.m δ=

W

M

≤f 查规范附录截面模量W=5.08cm 3=5080mm 3 δ=

5080

810000

=159N/mm 2＜205N/mm 2

满足要求

2、纵向水平杆计算

图2 纵向水平杆计算简图

R 1—小横杆与大横杆交点处，支座反力的最大值。 R 1=

2bq ＋aq=2

454005.1⨯＋0.2×4540 =2384＋908=3292N

按图2纵向水平杆不生产弯矩，可不计算大横杆的强度和变形验算。 纵向水平杆与立杆连接，查规范表5.1.7，查角扣件抗滑承载力设计值。 R c =8000N ＞R 1=3292N 满足要求

（二）纵向、横向水平杆的挠度验算 1、横向水平杆的挠度验算 查荷载与结构静力计算表得

υ=)341(2433

223L

a L a EI qaL ++- =)1050

2003105020041(1219001006.224105020054.43

3

2253⨯+⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯ =1.74×(-1+0.145+0.02) =1.74×(-0.835)=1.46mm ＜150

1050

150=L =7mm 满足要求

（三）立杆计算

立杆的稳定性应按下列公式计算 不组合风荷载时：

A

N

φ≤f 组合风荷载时

A N φ+W

M W

≤f 式中 N —计算立杆段的轴向力设计值 φ—轴心受压构件的稳定系数

M W —计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩。 不组合风荷载时 N=1.2（N G1K +N G2K ）+1.4∑N QK 不组合风荷载时 N=1.2（N G1K +N G2K ）+0.85×1.4∑N QK 式中 N G1K —脚手架结构自重标准值产生的轴向力 N G2K —构配件自重标准值产生的轴向力

∑N QK —施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距（跨）内施工荷

载总和的2

1取值。 1、荷载计算

1）每m 立杆承受的结构自重标准值g k ：查规范附录A 表A-1得 g k =0.1337KN/m N Gk1=0.1337×30=4.01KN 2）构配件的自重标准值产生得轴向力N G2k N G2k =n 2（q k1×2

1×L a L b ）+n 1L q q k1+La(Hq Q )

（脚手板构造自重产生的轴向力）（作业层外侧挡脚板）（安全网产生得轴向力） =3（0.5×2

1

×1.8×1.05）+2×1.8×0.2×0.5+1.8×30×0.005 =1.42＋0.36＋0.27=2.05KN 3）施工荷载产生的轴向力N Qk N Qk =0.5n 1q Qk1L a L b =0.5×2×2×1.8×1.05 =3.78KN

4）计算风荷载产生的弯矩M wk 昆明地区的基本风压值 W o =0.3KN/m 2 作用脚手架上的水平风荷载标准值 W k =0.7μz ×μs ×W o

式中 μz —风压高度变化系数，查《规范》GB5009—2001表15得 μz =1.42 μs —风压体型系数，按《规范》取1.3φ 由敞开式脚手架产生的挡风系数φ查表为0.083 敞开式脚手架挡风面积为1.8×1.8×0.083=0.27m 2 由安全网产生的挡风系数φ=0.5 脚手架的综合挡风面积为

（1.8×1.8－0.27）×0.5+0.27=1.6m 2 其综合挡风系数φ=

8

.18.16

.1 =0.49 则μs =1.3φ=1.3×0.49=0.64 则W k =0.7×μz ×μs ×W k =0.7×1.42×0.64×0.3=0.2KN/m 2 5）计算立杆的稳定系数φ L o =k μh=1.155×1.5×1.8=3.119m

（μ—立杆计算长度系数查《规范》表5.3.3μ=1.5，k —计算长度附加系数1.155， h —立杆步距）