脚手架设计计算

1、脚手架编制依据：脚手架的设计依据为JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。

2、计算内容：2．1立杆计算（验算稳定性）2．2连墙件计算2．3悬挑钢梁计算2．4预埋铁件Φ6钢筋验算3、计算参数的确定：计算单元选择悬挑外架从2层至顶层高30米，作业层为一层（n=1）。

设计参数立杆纵距La=1.5m，立杆横距1.1米，步距h=1.8m，连墙件为二步三跨设置。

每一挑层铺设二层竹笆板（一层为作业层，一层为防护层），用密目网全封闭，按不透风考虑，地区基本风压值Wo=0.6KN/m2。

其他计算参数为：采用Φ48×3.5的钢管立杆截面积A=489mm2立杆截面抵抗距W=5.08×103mm立杆的回转半径i=15.8mm钢管抗压设计强度fc=205N/mm2钢管弹性模量E=2.06×105N/mm2=2.06×102 KN/mm2挡风面积：An=1.5×1.8（1-0.089）×0.5+1.5×1.8×0.089=1.470m2迎风面积：Aw=1.5×1.8=2.7 m2连接件的横距Lw=4.5m连接件的竖距hw=3.6m，Hi=30米（立杆计算截面以上的架高）4、荷载计算：横载的标准值Gk。

Gk=Hi（g k1+g k3）+n1L a g k2查表（建筑施工手册表5-7）g k1=0.1152 KN/mm g k2=0.4112 KN/mm g k3=0.0768 KN/mmGk=30（0.1152+0.0768）+1×1.5×0.4112=6.38KN活荷载的标准值Qk。

Qk=n1L a g k g k——作业层施工荷载计算基数查表 g k==1.8 KN/mm2Qk=1×1.5×1.8=2.7KN风荷载的标准值Wk风线荷载的标准值q wk。

q wk=L aρWkρ=An/Aw=1.470/2.7=0.544查表5-6得μs=1.0ρμs=1.22Wk=0.7μsμz W o=0.7×1.0×0.544×1.22×0.6=0.28 KN/mm2q wk=1.5×0.54×0.28=0.23KN/m5、整体稳定性的计算轴心受力格构式压杆计算，其格构式压杆由内外排主杆及横向水平杆构成，确定材料强度附加分项系数Υm因组合风荷载，查表得Υm=1.5607Mwk=0.12q wk h2=0.12×0.19×0.182=0.0738KNm=73.8KNmmNwk=Mwk·A/W=73.8×489/5080=7.10KNMwk——风荷载在计算主杆段产生的最大弯矩，取跨度为h（步距）的主跨梁的最大支座弯矩。

计算轴心力：N=1.2（N gk+ N qk）式中N gk=Gk N qk=QkN=1.2（2.7+6.38）=10.90KN计算风荷载弯矩：Mw=1.2Mwk=1.2×73.8=88.56KNmm确定稳定性系数ρ查表μ——主杆的计算长度系数表5-16μ取1.50 λ——长细比λ=μ·h/i=1.5×1.8/0.0158=170.886查表：5-18 ρ=0.223验算稳定性：N/ρ·A+Mw/W≤fc/0.9Υm10.90/0.223×489+88.56/5.08×103=0.115fc/0.9Υm=0.205/0.9×1.5607=0.146>0.115故稳定性满足要求6、连墙件的强度验算采用主体内预埋短钢管，用钢管将脚手架与主体连接，预埋钢管高出砼面200mm，竖向间距为3.6m，横向间距为4.5m，上下错开。

①计算连墙件设计轴力N由风荷载引起的连墙轴压力设计值：ρ——挡风系数ρ=0.54Nw=1.4SwρWk Sw=lw×hw=4.5×3.6=16.2m2Nw=1.4×16.2×0.54×0.28=3.43KN考虑到脚手架平面外变形引起的轴力，增加一个附加力（双排脚手架）Nb=5KNN=Nw+Nb=3.43+5=8.43KN②连墙件的强度验算：N/A=8.43/489=0.017KN/mm2<0.85fc=0.85×0.205=0.174KN/ mm2③扣件抗滑移承载力计算一个扣件的抗滑移设计承载力为8KN>N/2=8.43/2=4.22KN满足要求。

7.小横杆计算1、强度计算计算简图如图、因为q恒占比重较小，因此偏于安全简化，按下式计算MmaxMmax=1/8（q活+q恒）lo2=1/8qlo2q=1.2（Gk×C+gk）+1.4K·Qk·CGk—脚手板自重标准值 Gk=0.35KN/m2Qk—施工活荷载标准值 Qk=3.0KN/m2C —小横杆间距 C=0.75mgk—钢管单位长度重量 gk=38N/mK —活荷载不均匀分布系数 K=1.2W —钢管净截面抵抗矩 W=5078mm3E —钢管材料弹性模量 E=2.06×105N/mm2I —钢管截面惯性矩 I=121900mm2q —1.2（350×0.75+38）+1.4×1.2×3000×0.75=4140.6N/m Mmax=1/8×4140.6×1.12=626.27N·mδ=Mmax/W=626.27×103/5078=123.3N/mm2<f=205N/mm2故满足要求2、计算变形偏于安全近似地进行如下计算：V=5ql3/384EI=5×4140.6×10-3×11003/384×2.06×105×121900=1/437<1/150∴满足安全要求8.大横杆计算1、大横杆强度计算近似按图计算简图进行计算F1—小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值F1=ql/2+aq=4140.6/2×1.1+0.3×4140.6=3520N因活荷载约占90%所以近似全按活荷载考虑Mmax=0.175Fl=0.175×3520×1.50=924 N·mδ=Mmax/W=92×103/5078=182N/mm2<f=205N/mm2∴安全。

2、变形计算：V=1.146·Fl2/100EI=1.146×3520×15002/（100×2.06×105×121900=1/277<1/150∴满足要求。

3、扣件的抗滑移承载力纵向或横向水平杆与立杆连接时，最大值F=3.52KN∴F=3.52KN<[Rc]=8KN满足要求9.外挑工字钢的验算①计算参数的确定选用I16：截面积A=2610mm2 I=113×105mm2 W=141×103mm3q=20.5kg/m=0.2KN/m，半截面的静力矩S：I=1/13.8 腹板厚度t=6.0mmQ235钢抗拉设计强度fc=215N/mm，抗剪设计强度fv=125N/mm。

作用在工字钢上的竖集中荷载N②内力计算：悬挑按1.5米，AB2.5米计算，如下计算简图：N=1.2N GK+1.4N QK=1.2×6.38+1.4×2.7=11.436KNR A左=（1+a/l）N+ql/2（1+a/l）2=（1+1.5/2.5）11.436+（1+1.5/2.5）2×2.5×0.2/2=18.94KN R B=-a/lN-ql/2（1-a/l）2=-1.5/2.5×11.436-2.5×0.2/2（1-1.5/2.5）2=6.90KNMmax=-Na-q-a2/2=-11.436×1.5-0.2×1.52/2=17.375KNm③工字钢的强度验算抗弯强度验算：Mmax/r·W≤fc r—截面塑性发展系数 r=1.0517.375×106/1.05×141×103=117N/mm2<fc=215N/mm2满足要求挠度验算f=Na2l/3EI（1+a/l）=1.5×2.5×11.436/（3×2.06×103×113×105）（1+1.5/2.5）=9.8×10-7mmf=9.8×10-7mm<400/250=16mm故满足要求10.锚固钢筋强度验算预埋件采用Φ16圆钢制作，埋入砼内不小于100mm锚固长度不小于250mm，R B/A≤f R B/A=6.90×103/2.0×102=34.5N/mm2<f =215N/mm2 锚固钢筋满足设计要求。

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