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落地式扣件钢管脚手架计算书

工程信息：

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计算依据：

依据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》（GB 51210-2016）、《建筑地基基础设计规范》

（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）编制。

一、参数信息:

1.脚手架参数

计算的脚手架为双排脚手架，

横杆与立杆采用单扣件方式连接，搭设高度为 22.0 米，结构性重要系数为 1.0，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：立杆的纵距 1.20 米，立杆的横距 1.05 米，立杆的步距 1.80 米。

内排架距离墙长度为 0.30 米。

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 1 根。

采用的钢管类型为 Φ48.3×3.6。

连墙件采用 2 步 3跨，竖向间距 3.60 米，水平间距 3.60 米,采用扣件连接。

2.荷载参数

施工均布荷载为 2.0kN/m2，脚手板自重标准值 0.30kN/m

2，

同时施工 1 层，脚手板共铺设 3 层。

脚手架用途:其他主体结构工程作业。

立面图

剖面图

平面图

二、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力和挠度不计入悬挑荷载)。

1.均布荷载值计算

小横杆的自重标准值 P1 = 0.040kN/m

脚手板的荷载标准值 P2 = 0.300×1.200/2 = 0.180kN/m

活荷载标准值 Q = 2.000×1.200/2 = 1.200kN/m

荷载的计算值 q = 1.2×0.040+1.2×0.180+1.4×1.200 = 1.944kN/m

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下:

M = 1.944×1.052/8 = 0.268kN.m

σ = 1×0.268×106/5260.000 = 50.924 N/mm

2

小横杆的计算强度≤205 N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

荷载标准值 q = 0.04+0.18 = 0.22kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V = 5.0×0.22×1050.04/(384×2.06 ×10

5×127000.0) = 0.13mm

小横杆的最大挠度小于 7mm 与规范规定 10mm,满足要求!

三、大横杆的计算:

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。

用小横杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在大横杆的不利布置，计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值 P1 = 0.040×1.050 = 0.042kN

脚手板的荷载标准值 P2 = 0.300×1.050×1.200/2 = 0.189kN

活荷载标准值 Q = 2.000×1.050×1.200/2 = 1.260kN

荷载的计算值 P=(1.2×0.042+1.2×0.189+1.4×1.260)/2=1.020kN

大横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M = 0.08×(1.2×0.040)×1.2002+0.175×1.020×1.200 = 0.220kN.m

σ = 0.220×106/5260.0 = 41.782N/mm

2

大横杆的计算强度≤205N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1 = 0.677×0.040×1200.004/(100×2.060×10

5×127000.000) = 0.02mm

集中荷载标准值 P=(0.042+0.189)/2=0.115kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2 = 1.146×115.343×1200.003/(100×2.060×10

5×127000.000) = 0.09mm

最大挠度和

V = V1+V2 = 0.108mm

大横杆的最大挠度小于 8mm 与规范规定 10mm,满足要求!

四、扣件抗滑力的计算:

按规范（GB51210-2016）表 6.1.7-1,单扣件抗滑移承载力取值为 8.00kN。

按照扣件抗滑承载力系数:1.00 。

该工程实际的旋转双扣件承载力取值为:8.00kN。

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2 承载能力极限状态

6.2.1-1.脚手架结构或构配件的承载能力极限状态设计，应满足下式要求:

大横杆的自重标准值 P1 = 0.040×1.200×(1+1)/2 = 0.048 kN。

小横杆的自重标准值 P2 = 0.040×1.05 = 0.042 kN。

脚手板的荷载标准值 P3 = 0.300×1.050×1.200/2 = 0.189 kN。

活荷载标准值 Q = 2.000×1.050×1.200/2 = 1.260 kN。

荷载的计算值 Nad = 1.2×(0.042+0.048+0.189)+1.4×1.260 = 2.098 kN。

结构重要性系数 γ0 = 1.00。

单扣件抗滑承载力的设计计算 γ0Nad=2.098 ≤ 8.00，满足要求!

五、脚手架荷载标准值:

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架自重标准值产生的轴向力

每米立杆承受的结构自重标准值 gk:本例为:0.1202 (kN/m)。

NG1 = 0.1202×22.000 = 2.644 kN。

(2)脚手板自重标准值产生的轴向力

脚手板的自重标准值(kN/m2):本例采用冲压钢脚手板，标准值为 0.30

NG2 = 0.300×3×1.200×(1.050+0.300)/2 = 0.729 kN。

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值产生的轴向力

栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m):本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为 0.16

NG3 = 0.160×1.200×3/2 = 0.288 kN。

(4)吊挂的安全设施，安全网自重标准值产生的轴向力

吊挂的安全设施荷载，包括安全网自重标准值(kN/m2): 0.010 。

NG4 = 0.010×1.200×22.000 = 0.264 kN。

经计算得到，静荷载标准值,构配件自重：

NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.281 kN。

NG2KL = NG2+NG3+NG4L = 1.017 kN。

钢管结构自重与构配件自重：

NG = NG1+NG2k = 3.925 kN。

(5)施工荷载标准值产生的轴向力

施工均布荷载标准值(kN/m2): 2.000

NQ = 2.000×3×1.200×1.050/2 = 3.780 kN。

(6)轴向力设计值

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2.5 作业脚手架立杆(门架为双立杆)

的轴向力设计值

Nd = 1.2×3.925+1.4×3.780 = 10.002 kN。

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 5.1.7 风荷载标准值

经计算得到，脚手架底部风荷载标准值:

Wk = 0.650×1.132×0.300 = 0.221 kN/m2。

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2.6 弯矩设计值

经计算得, 底部立杆段弯矩:

Mwk = 0.05×0.6×0.221×1.200×3.600×3.600 = 0.103 kN.m

Mwd = 0.6×1.4×0.103 = 0.087 kN.m

六、立杆的稳定性计算:

卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2.4 稳定承载力计算

无风稳定承载力计算

有风稳定承载力计算

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

———————-计算结果————————

γ0 Nd(kN) λ φ A(mm2) fd(N/mm

2)

1.0 10.002 196.132 0.188 506.000 205

验算立杆长细比

立杆长细比 λ = 1.0×1.500×180/1.59 = 169.811 ≤ 210 ,满足要求!

验算立杆的稳定性

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ = 1.0×10002/0.188×506 = 105.143 < f = 205,满足要求!

——————————————————

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

———————-计算结果————————

γ0 Nd(kN) λ φ A(mm2) Mwd(N.mm) W(mm

3)

fd(N/mm2)

1.0 10.002 196.132 0.188 506.000 87000.000 5260.000

205

验算立杆长细比

立杆长细比 λ = 1.0×1.500×180/1.59 = 169.811 ≤ 210 ,满足要求!

验算立杆的稳定性

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ = 1.0×10002/0.188×506+1×87000.000/5260.000 =

121.682 < f = 205,满足要求!

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七、连墙件的计算:

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2.7 连墙件稳定承载力计算

各计算参数值如下：

Uz = 0.880

Wk = Uz×Us×Wo = 0.880×1.132×0.300 = 0.299 kN/m2

L1 = 3.600 m

H1 = 3.600 m

NwLd = 1.4×0.299×3.600×3.600 = 5.424 kN

NLd = 5.424+3.000 = 8.424 kN

Ac = 506.000 mm2

σ = 8.424×1000/5.060 = 16.648 N/mm2

Φ = 0.949 (长细比λ= 19,查表得到 Φ)

A = 1831.319 mm2

连墙件稳定承载力 = 8.424*1000/(0.949×1831.319) = 4.847 N/mm2

经计算 σ = 16.648 ≤ 0.85×205 ,满足要求

经计算连墙件稳定承载力 4.847 ≤ 0.85×205 ,满足要求

连墙件抗滑移计算：

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到 NLd=8.424 小于扣件的抗滑力 16.00kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

八、地基承载力验算

根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016) 6.2.18 脚手架立杆地基承载力

—————————-计算结果
——————————————

Nd(kN) Ad(m2)) P(kN/m

2) γu fa(kN/m

2)

10.002 0.250 40.008 1.254 120.384

——————————————————————————

地基承载力的计算 P=40.008 ≤ γufa=120.384，满足要求!

来源：技术员交流会