悬挑式脚手架的设计计算及构造

第一节悬挑式脚手架的设计计算及构造

一、脚手架的设计、计算

（一）设计依据

国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)；

国家行业标准《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）。

（二）搭设方式与主要参数

A、架用φ48×3.5钢管和扣件搭设成双排架，其横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.8m；

B、脚手架立杆下部支承在用型钢制作的水平悬挑梁上，

C、脚手架搭设高度共10步，计18m高；

D、里立杆离墙面0.4m；

E、每2步设一个竹笆板；

F、施工作业层按2层计，每层活荷载为3KN/m2

G、脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工；

H、剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置

I、其他搭设要求遵照JGJ130-2001执行。

（三）荷载取值与组合

A、脚手架结构自重(包括立杆、纵、横、水平杆、剪刀撑、横向

斜撑和扣件):

查（JGJ130-2001）规范（以下简称规范）表A-1得：

NG1K=18×0.1248=2.246 KN

a)、构、配件自重

外立杆

①竹手笆

NG2K-1=（5×1.05×0.10）/2=0.3938KN

②栏杆、挡脚板（挡脚板按三层计）查表4.2.1-2

NG2K-2=3×0.14×1.5+2×2×1.5×0.0384+2×2×

0.0132=0.9132KN

③安全网

NG2K-3=18×1.5×0.01=0.27KN

合计

NG2K=0.3938+0.9132+0.27=1.577KN

内立杆

①竹笆板

NG2K-1=5×1.05×1.5×0.10/2+0.3×1.5×2×

0.10=0.4838KN

②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用）

NG2K-2=2×2×1.5×0.0384+2×2×0.0132=0.2832KN

合计

NG2K=0.4838+0.2832=0.7570KN

b)、施工荷载

外立杆N2K=2×1.5×1.05×3/2=4.725KN

里立杆NQK=4.725+0.3×1.5×2×3=7.425KN

c)、垂直荷载组合

外立杆

N1=1.2×(2.2462+1.577）+1.4×4.725=11.2031KN

里立杆

N2=1.2×(2.2464+0.767)+1.4×7.425=14.0111KN

（四）水平悬挑梁设计

最大弯距M=11.2031×1.45+14.0111×0.4+0.205×

1.552/2=2

2.095KNm

选用16号工字钢：WX=140.9cm3 ，I=1127cm4 ，φb=0.913 f=22.095×106/（2.913×140.9×103）=171.76N/mm2 <

205N/mm2,安全

挠度Δ＝Ν1ι3/3EI＋N2a2/6EI(3ι－a)

＝（11203.1×14503）/(3×2.06×105×1127×104)＋(14011.1×4002)/6×2.06×105×1127×104(3×1045－400)

＝4.904＋0.636＝5.54mm<1450/250=5.8mm，可以。

16号字钢后部锚固钢筋设计

N3=22.095/1.0=22.095KN

锚筋选用φ16,吊环允许拉力(设计值)为:

2×Л/4×162×210=84403 N>22.292KN，安全

（五）立杆强度及稳定性计算

1、风载时，立杆最大垂直力为14.011KN

立杆步距 1.8m

立杆计算长度，根据第5.3.3条规定：

ι0=1.155×1.5×180=312cm

则细长比λ=312/1.58=197.5

查附录C，φ=0.185

立杆轴向压应力f=14011/(0.185×489)=154.88N/mm2 < 205N/mm2,安全

B、在风荷载作用下，外立杆稳定性计算

建筑物最大高度按100m计，最后一组挑架假设从100-10×1.8=82m开始搭设，此情况立杆垂直力最大，相应风载也大。

基本风载0.55KN/m2 ，高度变化系数（B类）1.964

查表A-3，敞开式脚手架的挡风面积为 1.8×1.5×0.089=0.2403m2

密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：（1.8×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2

其综合挡风系数为φ=1.47015/（1.8×1.5）=0.5445

背后开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3φ，则

脚手架所承受风载标准值为

0.7×0.55×1.964×（1.3×0.5445）=0.5352KN/m

由风荷载设计值产生的外立杆弯距（据公式5.3.4）

MW=0.85×1.4×0.5352×1.5×1.82/10=0.3045KNm

组合风载后外立杆压弯应力

f=11203.1/(0.185×489)+0.3095×106/（5.08×103）=184.77N/mm2

<205N/mm2 , 安全

（六）连墙件设计

1、照常规的做法连墙件二端分别用一个扣件与立杆和墙体埋件连接，按照规范公式进

行多次试算。一个扣件所传递轴向力设计值均大于所列一个直角扣件、旋转扣件的抗滑承载力设计值8KN，故决定采用2个扣件进行连接，即连墙杆一侧分别与里外立杆同时连接，另一侧在建筑物的内、外墙面各加两只直角扣件扣紧，或者在建筑物上预埋钢板，在预埋钢板上涵上一短钢管，通过两只旋转扣件与连墙件连接；这样，连墙件所能传递的轴向力设计值可达2×8=16KN。

B、脚手架高度在50m以下，采用两只扣件连接时，连墙件按3

步2跨设置，连墙件的轴向力设计值按公式5.4.1计算为：W50=1.4×0.7×0.55×(1.3×0.5445)×1.67×(5.4×

3)+5=15.32KN < 16KN,安全

C、架高度在51-100m并同时用两只扣件连接时,连接件按2步2跨设置,连墙件的轴向

力设计值为:

W100=104×0.7×0.55×(1.3×0.5445)×2.09×(3.6×

3.0)+5=13.61KN<16KN，安全

2、脚手架构造

（七）立柱构造要求：

立柱接头必须采用对接扣件对接，对接应符合以下要求：