扣件式钢管脚手架计算实例

○ 母强 （新疆石河子天筑建设（集团）公司工程部）

[摘要]针对钢管脚手架进行了计算,确保钢管脚手架搭设符合规范要求。 [关键词]脚手架；计算；实例；

[参考文献]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

[作者简介]母强（1957-），新疆石河子，毕业于乌鲁木齐职业大学，工程师，自1979年从事本专业，现主要从事施工安全技术管理工作。

某工程为6层框架结构，女儿墙顶高27.9m，主体、装修施工采用落地式双排钢管脚手架，主体施工时只作维护架使用。工程地点基本风压为ω

2

0=0.6KN/m。试设计计算装修脚手架。

一、设计方案

1、拟作业层的层数n1=2层；铺板层数为每隔10m满铺一层脚手板，共n2=3层。

2、拟定脚手架结构尺寸：立杆纵距Ιa=1.5m，立杆横距Ιb=0.8m，步距h=1.8m，连墙件按2步3跨设置。

3、脚手板采用冲压钢板脚手板，其自重标准值gk1=0.3KN/m2,靠近建筑物外端外伸部分铺设20cm脚手板一块.作业层外侧设挡脚板一块gk5=0.11KN/m

4、栏杆：因固定安全网需要，每步架增加的栏杆数为n3=2道，栏杆及其连接扣件的自重标准值gk3=0.0384+0.0132/1.5=0.0472KN/m（式中0.0132为每个直角扣件的重量）。

5、安全网：采用每100cm2不少于2000目的安全网，沿架全高封闭，其自重标准值为gq4=0.005KN/m2

6、全部杆件采用φ48×3.5mm钢管。(0.384KN/m) 二、设计计算

1、纵向水平杆计算

纵向水平杆的支撑情况及计算见图1，装饰施工均布活荷载标准值qQK1=2KN/m2

（1）荷载计算 A B C D （ 图 1 ）

作用于纵向水平杆的恒载标准值Pgk为Pgk=0.3×0.75×0.8÷2+0.11×0.75+0.0384(0.8÷2+0.1)=0.192KN

作用于纵向水平杆的活载标准值PQK为PQK=2×0.75×0.8÷2=0.6KN （0.3为冲压钢脚手板平米自重；0.75为小横杆间距；0.8为双排脚手架排距）

（2）内力计算

纵向水平杆按三跨连续梁计算，考虑活荷载与静载的不利组合，荷载不利组合见图2，查结构静力计算手册，此时跨中弯距最大

M1=0.175×1.2×PGKΙa+0.1×1.2×gΙa2+0.213×1.4×PQKΙa=0.175×1.2×0.192+0.1×0.0384×1.52+0.213×1.4×0.6×1.5=0.338KN.m P P (3)抗弯强度验算

A B C D （ 图 2 ）

σ=M1/W=0.338×106/(5.08×103)=66.54N/mm2＜f=205N/mm2故水平纵杆满足抗弯强度要求。

（4）挠度计算

挠度计算采用标准荷载进行组合计算，最不利活载布置见图2，边跨跨中挠度最大

f1=（1.146PGK+1.615PQK+0.667×0.0384）Ιa3÷(100EI)

=(1.146×0.192+1.615×0.6+0.667×0.0384)×103×15003÷(100×2.06×105×12.19×104)

=1.63mm＜Ιa/150=1500/150=10mm满足挠度要求 2、横向水平杆计算（略） 3、计算外立杆可搭设高度 已知需要搭设的高度为30.6m （1）荷载计算

1）每m立杆承受的结构自重标准值gk：查《规范》附录A表A-1得gk=0.1248KN/m

2)构配件的自重标准值产生得轴向力NG2K a)铺板层构造自重产生的轴向力NG2K1 NG2K1=n2(qk1×0.5Ιa.Ιb)+n2.Ιa.gk5

=3×(0.3×0.5×1.5×0.8)+2×1.5×0.11=0.87KN b)全封闭安全网及其附件产生得轴向力NG2K2 NG2K2=Ιa(H.qk4+H/h.n3qk3)

=1.5×(30.6×0.005+30.6/1.8×2×0.0472) =2.637KN

NG2K=NG2K1+NG2K2=0.87+2.637=3.507KN 3)施工荷载产生的轴向力NQK

NQK=0.5n1.qQK1.Ιa.Ιb=0.5×2×2×1.5×0.8=2.4KN 4)计算风荷载产生的弯矩Mwk

根据基本风压ω0=0.6KN/m2;风压高度系数μz查风荷载规范,当H=5m时，风压高度变化系数(B类地区)μz=0.8，风压体型系数μS按规范μS=1.3ψ

由敞开式脚手架产生的ψ查表为0.089

查表(规范)A-3，敞开式脚手架的挡风面积为:1.8×1.5×0.089=0.2403m2

由安全网产生的ψ取0.5，则在脚手架的外立杆里面满挂密目网后,脚手架的综合挡风面积为:（1.8×1.5－0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2

其综合挡风系数ψ=1.47015/(1.8×1.5)=0.545 则μS=1.3ψ=1.3×0.55=0.71

则ωK=0.7×μz×μS×ω0=0.7×0.8×0.71×0.60=0.239 KN/m2 Mwk=0.1.ωK.Ιa.h2=0.1×0.239×1.5×1.82=0.1162KN.m 5)计算立杆的稳定系数φ

Ι0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m (式中μ=1.5由《规范》表5.3.3查得) λ=Ι0/Ι=311.9/1.58=197.4

查《规范》附录C得φ=0.185 (2)计算脚手架的可搭设高度 组合风载:

HS=[φAf-(1.2×NG2K+0.85×1.4(∑NQK+Mwk/W×φA))]/1.2gK

=[0.185×489×205-(1.2×3507+0.85×1.4×(2400+0.1162×106/(5.08×103)×0.185×489))]/(1.2×0.1248)

=60219mm≈60.2m

按规范5.3.7双排单管脚手架不宜超过50m，需要对脚手架的可搭设高度进行调整:

[H]=HS/（1+0.001HS）=60.2/(1+0.001×60.2)=56.78m＞30.6m，立杆 的稳定性满足设计要求.

4、连墙件计算

连墙件采用如图3所示的刚性连接方式。 （1）连墙件的轴向力设计值N1

已知H=30m时，μz=1.42,μS=0.71

ωK=0.7.μz.μS.ω0=0.7×1.42×0.71×0.6=0.4234KN/m2 N1W=1.4.ωK.AW=1.4×0.4234×2×1.8×3×1.5=9.6KN N1=N1W+N0=9.6+5=14.6KN (2)连墙件的稳定性验算

连墙件的计算长度Ι0=Ιb=800mm 长细比λ=Ι0/i=80/1.58=50.6 查《规范》附录C表得φ=0.851

（ 图 3 ）

垫木 短钢管 直角扣件2个N1/(φA)=14600/(0.851×489)=35.1N/mm2＜205N/mm2安全。 (3)连墙件扣件的抗滑承载力验算 每个连墙件由2个直角扣件连接,则 N1=14.6(KN)＜RC=2×8=16(KN)安全 5、立杆地基承载力计算

立杆地基为回填土，fgk=0.25N/mm2，KC=0.4 fg=KC.fgK=0.4×0.25=0.1N/mm2 N=1.2HgK+1.2NG2K+1.4NQK

=1.2×30.6×0.1248+1.2×3.507+1.4×2.4 =12.671KN

立杆底采用50厚木垫板,垫板长a=3.9m,宽b=0.25m,每块垫板支承三

根立杆,每根立杆的垫板支撑面积A为

A=3.9×0.25/3=0.325m2＞0.25m2,取A=0.25m2 立杆基础底面的平均压力P为

P=N/A=12671/(0.25×106)=0.051N/mm2＜fg=0.1N/mm2 故地基承载力满足设计要求。

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