脚手架与模板受力计算指导书

脚手架及模板结构受力计算

1. 工程概况

在我公司电力建设施工过程中，脚手架和模板是必须使用的重要设施，合理的脚手架可以为我们提供安全可靠、方便快捷的工作平台或作业通道。脚手架和模板的技术性比较复杂，它对施工人员的安全、工程质量、施工进度、工程成本以及周围建筑物和场地的影响非常大，为此编制脚手架及模板专项设计的计算和安全施工技术措施。本计算书所涉及的脚手架及模板结构受力计算，适合于我公司所有在建项目脚手架及模板支撑系统的搭拆。

2. 搭设脚手架的基本要求

2.1使用要求：要有适当的通行宽度、步架高度、离墙距离，能够满足施工人员操作、材料堆放和运输的性能要求。要考虑多层作业、交叉流水作业和多工种作业的要求，减少多次搭拆。

2.2安全要求：脚手架要有足够的强度、刚度和稳定性，满足荷载要求以及在气候条件的影响下不变形、不倾斜、不失稳。严把周转性材料的产品质量关、加强对材料的管理维修和保养工作。认真处理脚手架地基，严格控制使用荷载，满足一般构造要求，保证整体稳定并有足够的安全储备。

2.3方便要求：搭拆方便，搬移方便。

2.4经济要求：尽量节约材料，保证多次周转使用。

3. 脚手架的搭设和拆除顺序

3.1做好搭设的准备工作→放线→铺设垫板→按立杆间距排放底座→放置横向扫地杆→逐根树立立杆，随即与纵向扫地杆扣牢→安装第一步大横杆（与各立杆扣牢）→安装第一步小横杆→第二部大横杆→第二部小横杆→加设临时抛撑（上端与第二部大横杆扣牢），在装设两道联墙杆后方可拆除→第三、四部大横杆和小横杆→设置联墙杆→接立杆→加设剪刀撑→铺脚手板→绑护身栏杆和挡脚板→立挂安全网→检查挂牌使用→使用过程检查维护。

3.2拆除顺序：安全网→护身栏杆→挡脚板→脚手板→小横杆→大横杆→立杆→联墙杆→纵向支撑→……扫地杆。

4. 脚手架的结构计算

4.1垂直荷载作用下脚手架的结构计算

4.1.1垂直荷载包括

脚手架的自重（主要有脚手板、安全网和钢管骨架的自重）；

施工荷载（脚手架所承受的施工人员、手推车及有关建筑材料，如砖、灰浆及灰槽等堆放的重量）。可以考虑作用在大横杆上是集中荷载，立杆上是结点荷载。对脚手板来说还要考虑手推车车轮的局部集中荷载等因素。

均布荷载可按照如下数值选取：

直角扣件=13.2N/个

施工荷载=3.0kN/m2

脚手板自重=0.05m×5kN/ m3 =0.35 kN/ m2

塑料编制布安全网=0.0015～0.002 kN/ m2

脚手架的自重是由Φ48×3.5焊接钢管和扣件的自重组成：

钢管自重=38.4N/m

旋转扣件=14.6N/个

直角扣件=18.4N/个

4.1.2集中力作用下单肢立杆承载力

可按轴心受压杆稳定公式计算即

γ0N/ΨA≤f或γ0N≤fΨA

式中γ

0——结构重要性系数，取γ

=0.9；

N——单肢杆所承受的轴压力；

f ——钢管的抗压强度，f=205 N/ mm2

A——Φ48×3.5钢管钢管的截面面积A =489 mm2

Ψ——稳定系数，由长细比在表1-1中查的，长细比λ=L0 /i(L0—受压杆的计算长度；i —Φ48×3.5钢管的回转半径i =15.78 mm)

4.1.3单排外脚手架算例

如图所示的五层办公楼采用单排外脚手架，步h=1.8m，外立杆到墙面的距离B=1.8m，立杆纵向间距L=1.8m，脚手架总高18m，共有10步脚手架，共铺设三层脚手板，同时有二层作业层进行施工，外侧满

围内的荷载作为立杆承受的荷载。

①施工荷载

P 1=B/2×L×q

1

×n

1

式中 q

1—施工荷载，q

1

=3.0 kN/ m2；

n 1—同时作业的层数，n

1

=2.0。

P

1

=1.8/2×1.8×3.0×2=9.72kN

②脚手板荷载

P 2=B/2×L×q

2

×n

2

式中 q

2—脚手架荷载，q

2

=0.35 kN/ m2；

n 2—脚手板铺设层数，n

2

=3.0。

P

2

=1.8/2×1.8×0.35×3=1.70kN

③安全网荷载

P 3=h×L×q

3

×n

3

式中 q

3—安全网荷载，q

3

=0.002 N/ m2；

n 3—安全网铺设层数，n

3

=10。

P

3

=1.8×1.8×0.002×10=0.065kN

④脚手架自重

P

4= n

4

[q

4

（h+L+B/2）+Q]

式中 q

4

—每米Φ48钢管38.4N/m2；

n

4

—脚手架步数=10。

Q —扣件重量、按二个直角扣件计算=26N。

P

4

=10[38.4（1.8+1.8+1.8/2）+26]/1000=1.99kN 底层立杆所承受的轴心压力

N= γ

G （P

2

+ P

3

+ P

4

）+ γ

Q

×P

1

式中 r

G ——永久荷载分项系数γ

G

=1.2；

r Q ——可变荷载分项系数γ

Q

=1.4。

N=1.2×（1.70+0.065+1.99）+1.4×9.72=18.12 kN

单肢杆件的计算长度为一步架高L

=1.8m，

长细比λ= L

/i=1800/16=112.5，查表1-1得稳定系数Ψ=0.478，

钢管面积A=489 mm2，代如计算公式

γ0 N/（ΨA）=16310/（0.478×489）=69.8N/ mm2＜f=205 N/ mm2所以此脚手架是安全的，并有较大的余量。

对底层立杆所承担轴力的产生原因分析见下表：

施工作业层和施工荷载。安全网荷载所占的比重甚少计算时可以略去。

4.1.4双排外脚手架算例

如图所示双排外脚手架，步距h=1.8m，立杆纵距L=1.8m，排距B=1.2m，小横杆挑出b=0.2m，连墙杆

间距L

=3.6m（2步架），铺设四层脚手板，二层作业层脚手架高度54m，共计30步，下半段20步为双立杆，上半段10步为单立杆。

解：（1）双立杆承载力验算：由于内力杆所承受的荷载较外立杆大（多出一个小横杆挑出部分），所以验算低层内力杆的受压承载力，按图示阴影面积计算。