钢管脚手架计算方式案例

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

　　计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为50.0米，20.0米以下采用双管立杆，20.0米以上采用单管立杆。

　　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1.20米。

　　采用的钢管类型为48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距2.40米，水平间距3.60米。

　　施工均布荷载为4.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设3层。

　　一、小横杆的计算：

　　小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

　　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弯矩和变形。

　　1.均布荷载值计算

　　小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

　　脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.200/3=0.120kN/m

　　活荷载标准值Q=4.000×1.200/3=1.600kN/m

　　荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.120+1.4×1.600=2.430kN/m

　　小横杆计算简图

　　2.抗弯强度计算

　　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=2.430×1.0502/8=0.335kN.m=0.335×106/5080.0=65.924N/mm2

　　小横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

　　3.挠度计算

　　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=0.038+0.120+1.600=1.758kN/m

　　简支梁均布荷载作用下的挠度

　　V=5.0×1.758×1050.04/（384×2.06×105×121900.0）=1.108mm

　　小横杆的挠度小于1050.0/150与10mm，满足要求！

　　二、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，小横杆在大横杆的上面。

　　用小横杆支座的反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的弯矩和变形。

　　1.荷载值计算

　　小横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN

　　脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.050×1.200/3=0.126kN活荷载标准值Q=4.000×1.050×1.200/3=1.680kN

　　荷载的计算值P=（1.2×0.040+1.2×0.126+1.4×1.680）/2=1.276kN

　　2.抗弯强度计算

　　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

　　均布荷载弯矩计算公式如下：

　　集中荷载弯矩计算公式如下：

　　M=0.08×（1.2×0.038）×1.2002+0.267×1.276×1.200=0.414kN.m

　　=0.414×106/5080.0=81.510N/mm2

　　大横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

　　3.挠度计算

　　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挠度计算公式如下：

　　大横杆自重均布荷载引起的挠度

　　V1=0.677×0.038×1200.004/（100×2.060×105×121900.000）=0.02mm

　　集中荷载标准值P=0.040+0.126+1.680=1.846kN

　　集中荷载标准值最不利分配引起的挠度

　　V1=1.883×1846.320×1200.003/（100×2.060×105×121900.000）=2.39mm

　　挠度和

　　V=V1+V2=2.414mm

　　大横杆的挠度小于1200.0/150与10mm，满足要求！

　　三、扣件抗滑力的计算：

　　纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）：

　　R≤Rc

　　其中Rc——扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN；

　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

　　1.荷载值计算

　　横杆的自重标准值P1=0.038×1.200=0.046kN

　　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=4.000×1.050×1.200/2=2.520kN

　　荷载的计算值R=1.2×0.046+1.2×0.189+1.4×2.520=3.810kN

　　单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

　　当直角扣件的拧紧力矩达40——65N.m时，试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN；

　　双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN.

　　四、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）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1489

　　NG1=0.149×50.000=7.445kN

　　（2）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=0.729kN

　　（3）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0.11

　　NG3=0.110×1.200×3/2=0.198kN

　　（4）吊挂的安全设施荷载，包括安（kN/m2）；0.005NG4=0.005×1.200×50.000=0.300kN

　　经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.672kN.

　　活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

　　经计算得到，活荷载标准值NQ=4.000×2×1.200×1.050/2=5.040kN

　　风荷载标准值应按照以下公式计算

　　其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：W0=0.350

　　Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：Uz=0.840

　　Us——风荷载体型系数：Us=0.480

　　经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.350×0.840×0.480=0.099kN/m2.

　　考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式

　　N=1.2NG+0.85×1.4NQ

　　不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式

　　N=1.2NG+1.4NQ

　　风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

　　MW=0.85×1.4Wklah2/10

　　其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

　　la——立杆的纵距（m）；

　　h——立杆的步距（m）。