滿堂腳手架設計計算方法

1、滿堂腳手架設計計算方法（新） 鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范（JGJ130-2011）、 鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）、冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范（GB50018-2002）、 建筑地基基礎設計規(guī)范(GB 50007-2002)、建筑結構荷載規(guī)范(2006年版)(GB 50009-2001)等編制。 一、參數(shù)信息: 1.腳手架參數(shù) 計算的腳手架為滿堂腳手架， 橫桿與立桿采用雙扣件方式連接，搭設高度為18.0米，立桿采用單立管。 搭設尺寸為：立桿的縱距l(xiāng)a= 1.20米，立桿的橫距l(xiāng)b= 1.20米，立桿的步距h= 1.50米。 采用的鋼管類型為48

2、5;3.5。 橫向桿在上，搭接在縱向桿上的橫向桿根數(shù)為每跨2根 2.荷載參數(shù) 施工均布荷載為3.0kN/m2，腳手板自重標準值0.30kN/m2， 同時施工1層，腳手板共鋪設2層。 腳手架用途:混凝土、砌筑結構腳手架。 滿堂腳手架平面示意圖 二、橫向桿的計算: 橫向桿鋼管截面力學參數(shù)為 截面抵抗矩 W = 5.08cm3； 截面慣性矩 I = 12.19cm4； 橫向桿按三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，橫向桿在縱向桿的上面。 按照橫向桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算橫向長桿的最大彎矩和變形。 考慮活荷載在橫向桿上的最不利布置(驗算彎曲正應力和撓度)。 1.作用橫向水平桿線荷載 (1)作用橫

3、向桿線荷載標準值 qk=(3.00+0.30)×1.20/3=1.32kN/m (2)作用橫向桿線荷載設計值 q=(1.4×3.00+1.2×0.30)×1.20/3=1.82kN/m 橫向桿計算荷載簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩為 Mmax= 0.117qlb2= 0.117×1.82×1.202 = Mmax/W = 0.307×106/5080.00=60.49N/mm2 橫向桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度為 V=0.990qklb4/100EI = 0.990×1

4、.32×12004/(100×2.06×105×121900.0) = 1.079mm 橫向桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,滿足要求! 三、縱向桿的計算: 縱向桿鋼管截面力學參數(shù)為 截面抵抗矩 W = 5.08cm3； 截面慣性矩 I = 12.19cm4； 縱向桿按三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，橫向桿在縱向桿的上面。 用橫向桿支座的最大反力計算值，考慮活荷載在縱向桿的不利布置，計算縱向桿的最大彎矩和變形。 1. 由橫向桿傳給縱向桿的集中力 (1)由橫向桿傳給縱向桿的集中力設計值 F = 1.200qlb= 1.200×1.82

5、×1.20=2.627kN (2)由橫向桿傳給縱向桿的集中力標準值 Fk = 1.200qklb = 1.200×1.32×1.20=1.901kN 縱向桿計算荷載簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮荷載的計算值最不利分配的彎矩 Mmax= 0.267Fla= 0.267×2.63× = Mmax/W = 0.842×106/5080.00=165.66N/mm2 縱向桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 最大撓度為 V=1.883Fkla3/100EI = 1.883×1.90×1000

6、×12003/(100×2.06×105×121900.0) = 2.463mm 縱向桿的最大撓度小于1200.0/150與10mm,滿足要求! 四、扣件抗滑力的計算: 按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范培訓講座劉群主編， P96頁，雙扣件承載力設計值取16.00kN， 按照扣件抗滑承載力系數(shù)1.00 該工程實際的旋轉雙扣件承載力取值為16.00kN 。 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范): R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設計值,取16.00kN 。 R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值； 依據(jù)建筑施

7、工扣件式鋼管腳手架構造與計算劉群主編P109: 縱向或橫向水平桿通過扣件傳給立桿的豎向設計值: R=3.267F=3.267×2.63=8.6kN 雙扣件抗滑承載力的設計計算R <= 16.00滿足要求! 五、腳手架荷載標準值: 作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。 靜荷載標準值包括以下內容： (1)腳手架自重標準值產生的軸向力 每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)gk:查規(guī)范本例為0.1724 NG1=H×gk=18.00×0.1724=3.103kN (2)腳手板自重標準值產生的軸向力 腳手板的自重標準值(kN/m2):本例采用沖壓鋼腳手板

8、，標準值為0.30 NG2 = 0.300×2×1.200×1.200=0.864kN 經計算得到，靜荷載標準值 構配件自重：NG2K=NG2 = 0.864kN。 鋼管結構自重與構配件自重：NG = NG1+ NG2k = 3.967kN。 (3)施工荷載標準值產生的軸向力 施工均布荷載標準值(kN/m2):3.000 NQ = 3.000×1×1.200×1.200=4.32kN (4)風荷載標準值產生的軸向力 風荷載標準值: 其中 W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規(guī)范的規(guī)定采用：W0 = 0.300 Uz 風荷載高

9、度變化系數(shù)，按照建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： 腳手架底部 Uz = 0.740, Us 風荷載體型系數(shù)：Us = 0.8000 經計算得到，腳手架底部風荷載標準值 Wk = 0.740×0.8000×0.300 = 0.178kN/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值 N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ = 10.204kN 不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值 N = 1.2NG + 1.4NQ = 10.808kN 風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW MW = 0.9×1.4Wklah2/10 其中 Wk 風

10、荷載基本風壓標準值(kN/m2)； la 立桿的縱距 (m)； h 立桿的步距 (m)。 經計算得, 底部立桿段彎矩 Mw=0.9×1.4×0.178×1.20×1.502 六、立桿的穩(wěn)定性計算: 1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=10.808kN； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； 由于架體與建筑物結構進行剛性連接，故可按雙排腳手架的規(guī)定進行計算（規(guī)范）； 考慮滿堂腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數(shù)，按表；= 1.750 h 立桿步距，h=1.50； 計算長細比, 由k=1時, =kh/i=166

11、； <= = 250, 滿足要求! k 計算長度附加系數(shù)，由于架體與建筑物結構進行剛性連接，故k=1.155； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kh 確定，l0=3.03m； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù), 由k=1.155時, =kh/i=192的結果查表得到0.195； A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)； 經計算得到 = 10808.000/(0.195×489.000)=113.34N/mm2 不考慮風荷載時

12、，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 N 立桿的軸心壓力設計值，N=10.204kN； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； 由于架體與建筑物結構進行剛性連接，故可按雙排腳手架的規(guī)定進行計算（規(guī)范）； 考慮滿堂腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數(shù)，按表；= 1.750 h 立桿步距，h=1.50； 計算長細比, 由k=1時, =kh/i=166； <= = 250, 滿足要求! k 計算長度附加系數(shù)，由于架體與建筑物結構進行剛性連接，故k=1.155； l0 計算長度 (m),由公式 l0 = kh 確定，l0=3.03m； 軸

13、心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù), 由k=1.155時, =kh/i=192的結果查表得到0.195； A 立桿凈截面面積，A=4.89cm2； W 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； f 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2； MW 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，MW = 0.060kN.m； 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)； 經計算得到 = 10204.000/(0.195×489.000)+(60000.000/5080.000)=118.82N/mm2 考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算 < f,滿足要求! 七、立桿的地基承載力計算: 立桿基

14、礎底面的平均壓力應滿足下式的要求 (1)立桿基礎底面的平均壓力計算p = N/A 其中 N 上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值 (kN)；N = 10.81 A 基礎底面面積 (m2)；A = 0.25 p=10.81/0.25=43.23kN/m2 (2)地基承載力設計值計算fg = Kc ×fgk 其中 Kc 腳手架地基承載力調整系數(shù)；kc = 0.40 fgk 地基承載力標準值；fgk = 240.00 fg=0.40×240.00=96.00kN/m2 地基承載力的計算p<fg滿足要求! 八、滿堂腳手架配件數(shù)量匡算: 扣件式鋼管腳手架的桿件配備數(shù)量需要一定的富

15、余量，以適應構架時變化需要，因此按匡算方式來計算； 根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進行計算： L -長桿總長度(m)； N2 -直角扣件數(shù)(個)； N3 -對接扣件數(shù)(個)； N4 -旋轉扣件數(shù)(個)； S -腳手板面積(m2)； n -立桿總數(shù)(根) n=121； H -搭設高度(m) H=18； n1 -縱向跨度 n1=10； n2 -橫向跨度 n2=10； h -步距(m) h=1.5； la-立桿縱距(m) la=1.2； lb -立桿橫距(m) lb=1.2； 長桿總長度(m) L =1.2×18×(121+1.2×121/1.5-10×1.2/

16、×121/1.5-10×1.2/1.5)=6449.76 直角扣件數(shù)(個) N2=2.4×18/1.5×121=3485 對接扣件數(shù)(個) N3=6449.76/6=1075 旋轉扣件數(shù)(個) N4=0.3×6449.76/6=322 腳手板面積(m2) S=1.1×10×10×1.2×1.2=158.40 根據(jù)以上公式計算得長桿總長6449.76米；直角扣件3485個；對接扣件1075個；旋轉扣件322個；腳手板158.40m2。 九、腳手架的搭設要求: 1、滿堂腳手架搭設在建筑物樓面上時，腳手架自重及

17、施工荷載應在樓面設計荷載許可范圍內， 否則須經驗算后制定加固方案; 2、立桿搭設應符合下列規(guī)定： (1)當立桿基礎不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高低差不應大于1； 靠邊坡上方的立桿軸線到邊坡的距離不應小于500mm,如下圖所示： (2)立桿接長除頂層頂步外，其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接； (3)立桿頂端宜高出女兒墻上皮1，高出檐口上皮1.5； 3、水平桿搭設應符合下列規(guī)定,如圖所示： (1)縱向水平桿應設置在立桿內側，其長度不宜小于跨； (2)縱向水平桿接長宜采用對接扣件連接，也可采用搭接； (3)橫向水平桿應放置在縱向水平桿上部，靠墻一端至墻裝飾面

18、距離不宜大于100mm； (4)主節(jié)點處必須設置橫向水平桿； (5)桿件接頭應交錯布置，兩根相鄰桿件接頭不應設置在同步或同跨內，接頭位置錯開距離不應小于500mm， 各接頭中心至主節(jié)點的距離不宜大于縱距的1/3； (6)搭接接頭的搭接長度不應小于1，應采用不少于3個旋轉扣件固定; 4、掃地桿設置應符合下列要求： (1)縱向掃地桿必須連續(xù)設置，鋼管中心距地面不得大于200mm； (2)腳手架底部主節(jié)點處應設置橫向掃地桿，其位置應在縱向掃地桿下方； 5、扣件安裝應符合下列規(guī)定： (1)螺栓擰緊力矩應控制在4065N.m之間； (2)主節(jié)點處固定橫向水平桿、縱向水平桿、橫向斜撐等用的直角扣件、旋轉扣件的中心點的相互距離不應大于150mm； (3)對接扣件開口應朝上或朝內； (4)各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長度不應小于100mm； 6、搭設高度在8m以上的滿堂腳手架架體四周及立桿縱、橫向每10排應由底至頂連續(xù)設置豎向剪刀撐， 搭設高度在16m以上的滿堂腳手架架體，每間隔 步還應設置一道水平連續(xù)剪刀撐； 7、高寬比大于2的滿堂腳手架架體應采用連墻件與建筑物結構可靠拉接； 當不具備拉接條件時應在架體四角及四周每隔15處增設纜風繩，纜風繩拉接點應位于架體高度的2/3以上處； 8、滿堂腳手架同