扣件式钢管脚手架力学计算

（落地式单、双排脚手架及模板支架）

一、材料选用及构造要求

1、钢管：ф48×3.5钢管，材质要求（含连墙件要求）Q235-A。

构造要求：双排脚手架横向水平杆最大长度2200mm，其他杆件6500mm。

进场检查：

新管检查：进场出具质量合格证及质量检验报告；表面平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道，必须涂刷防锈漆。

旧管检查：锈蚀检查每年一次，现场抽取锈蚀严重的钢管三根，检查要求外表面锈蚀深度≤0.5mm,超标禁止使用。

新旧钢管上严禁打孔。

2、扣件：采用可锻铸铁制作，要求螺栓拧紧扭力矩达65N·M时不得破坏。

扣件使用前检查：是否有裂缝、变形，出现滑丝的螺栓必须更换。新旧扣件均应进行防锈处理。

3、脚手板与立杆底座：

脚手板采用钢跳板，尺寸3m×300mm，材质要求Q235-A。

立杆底座采用螺旋底脚，底座要求可承受40KN压力。

4、构造要求

纵向水平杆设置在立杆内侧，长度贯穿纵向3跨以上，宜采用对接扣件连接，可搭接。搭接相邻接头应相互错开至少500mm且不宜设置在同步或同跨内。接头位置宜靠近主节点位置（立杆与纵横向水平杆三杆紧靠的扣接点），距离应不大于la/3。la为立杆纵距。采用搭接连接时，搭接长度应不小于1m，等间距设3个旋转扣件固定，外侧扣件距离架管端头为100mm，扣件间距不小于400mm。

脚手板可采取搭接或对接，搭接长度不小于200mm,搭接的钢跳板探出长度不小于100mm。对接脚手板下部横向托管间距不大于300mm,对接的钢跳板探出长度为130～150mm。

作业层必须满铺脚手板，端部脚手板探出长度不应大于150mm。

扫地杆设置：必须设置双向扫地杆，横向扫地杆在下，纵向扫地杆距离底座不大于200mm，当立杆基础标高不一致时，高差不得大于1m，应将高处扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。高处扫地杆距离基础标高变化位置不应小于500mm，脚手架底层步距不应大于2m。

立杆除顶层顶部连接，接长必须采用对接扣件；单双排脚手架在外侧立面两端必须各设一道剪刀撑，由底至顶连续设置，搭设高度大于24m的整个外侧立面应连续设置；一字型、开口型凵双排脚手架两端必须设置横向斜撑。

二、计算参数

1、钢管（Q235-A钢）

抗拉、抗压及抗弯强度设计值f=205N/mm2。

弹性模量E=2.06×105 N/mm2。

ф48×3.5钢管面积A=4 mm2，惯性矩I=12.19×104 mm4，回转半径i=15.8mm，比重3.84kg/m（0.0384KN/m），截面模量W=5080 mm3。

2、扣件及底座

直角、旋转扣件抗滑承载力设计值N=8KN（双扣件可取12-13KN）。

对接扣件抗滑N=3.2KN

底座抗压N=40KN

3、脚手板及其他附属参数

钢跳板比重8.67kg/m（0.2KN/m2）

密目式安全立网自重标准值0.01 KN/m2）

栏杆与挡脚板自重标准值（木挡板180mm高）0.14KN/m

砼自重24 KN/m3，钢筋自重1.1 KN/m3（板）1.5 KN/m3（梁），模板及附件自重标准值0.5 KN/m2（板）0.75 KN/m2（梁板）

4、活荷载参数取用及要求

装修脚手架作业层上施工活荷载标准值2 KN/m2

结构脚手架作业层上施工活荷载标准值3 KN/m2

风荷载标准值wk=0.7μz×μs×wo

μz  为风压高度变化系数，查荷载规范，与地面粗糙程度有关。

μs 为体型系数，全封闭墙1.0φ，敞开、开洞及框架1.3φ，φ值查脚手架规范P48。

施工活荷载标准值（砼浇筑）2 KN/m2（溜槽）、6KN/m2（泵送）

5、计算限值要求

钢管抗拉、抗压及抗弯强度限值f=205N/mm2。

脚手板、纵横水平杆容许挠度【v】=l/150与10mm中的小值（l为跨度）

悬挑杆件容许挠度【v】=l/400（l为跨度）

三、荷载效应组合

计算纵横水平杆强度及变形：永久荷载+施工均布活荷载

立杆稳定：1、永久荷载+施工均布活荷载

2、永久荷载+0.85（施工均布活荷载+风荷载）

连墙件承载力：单排架 风荷载+3KN

双排架 风荷载+5KN

四、脚手架计算

1、纵横向水平杆计算

计算公式：σ=M/W≤f=205N/mm2  (W=508mm3)

Vmax≤[v]

荷载计算：按计算参数取用。

M=1.2MG+1.4MQ

MG:脚手板、模板、架体自重及钢筋、砼结构自重产生的弯矩

MQ：施工活荷载产生弯矩

横向水平杆按简支梁计算：

Mmax=0.125qla2+集中力产生弯矩（作用于跨中为0.25Fla）

Vmax=0.013qla4/（EI）+集中力产生挠度[作用于跨中为Fla3/(48EI)]

纵向水平杆按三跨连续梁计算：

Mmax=0.1qla2

Vmax=0.677q'la4/（100EI） (单位分别为KN/m,mm4,N/mm2, mm4)

     q'与q相比，在荷载计算时可不考虑荷载分项系数 

水平杆传至立杆的竖向作用力计算：扣件连接

Rmax支座节点处最大支反力=1.1qla

要求Rmax≤Rc(抗滑力设计值)

2、立杆计算

计算公式：不组合风荷载  1.2N/（φA）≤f

组合风荷载  1.2[N/（φA）+MW/W]≤f

荷载计算：N为荷载产生的轴向力

MW为风荷载产生的弯矩，按三跨连续梁计算。

MW=0.85×1.4×MWk=0.85×1.4×0.1Wk lah2=0.119Wk lah2

Wk 为风荷载标准值    la为立杆纵距    

A为立杆截面积       h为立杆步距

φ为稳定系数，通过计算长细比λ查表可得

λ=lo/i

立杆计算长度lo=1.155μh

系数μ取值查脚手架规范P17

模板支架计算长度lo=h+2a   a为立杆伸出顶层水平杆中心至支撑点距离

可取a=200mm。

3、连墙件计算

抗滑验算：Nl=N风+No≤8KN（双扣件抗滑为12KN）

N风=1.4 Wk×AW

No为约束脚手架平面外产生轴力，单排架取3KN，双排架取5KN

AW为每个连墙件覆盖作用面积的外侧迎风面积。

稳定验算：Nl/（φA）≤f

4、承载力验算

要求立杆轴向力N≤Rd=40KN

立杆底面平均压力P=N/A≤fg（地基承载力设计值）

立杆下部垫木板时，面积不得小于200mm×200mm，面积大于0.25m2时取有效面积0.25 m2。

fg=Kc×fgk（标准值）