落地式扣件鋼管腳手架計算書鋼管腳手架的計算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術規范》（JGJ130-2011）、《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）、《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》（GB50018-2002）、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)、《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)等編制。一、參數信息:1.腳手架參數計算的腳手架為雙排腳手架，橫桿與立桿采納單扣件方式連接，搭設高度為24.0米，4.5米以下采納雙管立桿，4.5米以上采納單管立桿。搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距0.80米，立桿的步距1.80米。內排架距離墻長度為0.35米。橫向桿計算外伸長度為0.20米。小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數為1根。采納的鋼管類型為Φ48×3.5。連墻件采納2步3跨，豎向間距3.60米，水平間距4.50米,采納扣件連接。2.荷載參數腳手板自重標準值0.30kN/m2，欄桿、擋腳板自重為0.11kN/m2，平安設施及平安網、擋風板自重為0.010kN/m2，同時施工2層，第一層施工均布荷載為3.0kN/m2，其它層施工均布荷載為2.0kN/m2，腳手板共鋪設2層。腳手架用途:混凝土、砌筑結構腳手架。二、小橫桿的計算:小橫桿根據簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。根據小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。考慮活荷載在橫向水平桿上的最不利布置(驗算彎曲正應力和撓度不計入懸挑荷載)。1.作用小橫桿線荷載(1)作用小橫桿線荷載標準值qk=(3.00+0.30)×1.50/2=2.47kN/m(2)作用小橫桿線荷載設計值q=(1.4×3.00+1.2×0.30)×1.50/2=3.420kN/m小橫桿計算簡圖2.抗彎強度計算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩Mmax=qlb2/8=3.420×0.802σ=Mmax/W=0.274×106/5080.0=53.86N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿意要求!3.撓度計算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度V=5qklb4/384EI=5.0×2.47×800.04/(384×2.06×105×12.19×104)=0.52mm小橫桿的最大撓度小于800.0/150與10mm,滿意要求!三、大橫桿的計算:大橫桿根據三跨連續梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計算值，考慮活荷載在大橫桿的不利布置，計算大橫桿的最大彎矩和變形。(須要考慮懸挑荷載)1.由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力(1)由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力標準值Fk=0.5qklb(1+a1/lb)2=0.5×2.47×0.80×(1+0.20/0.80)2=1.54kN(2)由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力設計值F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×3.420×0.80×(1+0.20/0.80)2=2.14kN大橫桿計算荷載簡圖2.抗彎強度最大彎矩考慮為小橫桿荷載的計算值最不利安排的彎矩M=0.175Fla=0.175×2.14σ=M/W=0.5618×106/5080.0=110.58N/mm2大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿意要求!3.撓度計算最大撓度考慮為小橫桿荷載的標準值最不利安排的撓度V=1.146×Fkla3/100EI=1.146×1.54×103×1500.003/(100×2.060×105×12.19×104)=2.4mm大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿意要求!四、扣件抗滑力的計算:按規范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，根據扣件抗滑承載力系數1.00該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力根據下式計算(規范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承載力設計值,取8.00kN。R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；縱向水平桿通過扣件傳給立桿的豎向設計值:R=2.150F=2.150×2.14=4.6kN單扣件抗滑承載力的設計計算R<=8.00滿意要求!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:查規范本例為0.1260下部雙立桿部分:NG1=(Hs-H1)×gk+H1(gk+gk1)×0.65Hs:雙管立桿腳手架全高H1:雙管立桿腳手架雙管部分高度gk1:雙管立桿腳手架副立桿每米立桿承受的結構自重標準值經過計算gk1=0.0731NG1=(24.00-4.50)×0.1260+5×(0.1260+0.0731)×0.65=3.040kN上部單立桿部分:NG1L=(Hs-H1)×gk=(24.00-4.50)×0.1260=2.520kN(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):本例采納沖壓鋼腳手板，標準值為0.30NG2=0.300×2×1.500×(0.800+0.200)/2=0.450kN上部單立桿部分腳手板按1層計NG2L=0.300×1×1.500×(0.800+0.200)/2=0.225kN(3)欄桿與擋腳手板自重標準值產生的軸向力欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m):本例采納欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標準值為0.11NG3=0.110×1.500×2/2=0.165kN(4)吊掛的平安設施及平安網、擋風板自重標準值產生的軸向力吊掛的平安設施荷載，包括平安網和擋風板自重標準值(kN/m2):0.010NG4=0.010×1.500×24.000=0.360kN上部單立桿部分平安網計算NG4L=0.010×1.500×(24.000-4.500)=0.292kN經計算得到，靜荷載標準值構配件自重：NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN。鋼管結構自重與構配件自重：NG=NG1+NG2k=4.015kN。上部單立桿部分靜荷載標準值構配件自重：NG2KL=NG2L+NG3+NG4L=0.682kN。鋼管結構自重與構配件自重：NGL=NG1L+NG2KL=3.202kN。(5)施工荷載標準值產生的軸向力施工均布荷載標準值(kN/m2):NQ=(3.000+2.000×(2-1))×1.500×(0.800+0.200)/2=3.75kN(6)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)，根據《建筑結構荷載規范》的規定采納：W0=0.300Uz——風荷載高度改變系數，根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)的規定采納：腳手架底部Uz=0.740,單雙立桿交接位置Uzx=1.000,Us——風荷載體型系數（雙立桿部分）：Us=0.8000——風荷載體型系數（單立桿部分）：Usx=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。單雙立桿交接位置風荷載標準值Wkx=1.000×0.8000×0.300=0.240kN/m2?？紤]風荷載時,立桿的軸向壓力設計值底部立桿的最大軸向壓力N=1.2NG+0.9×1.4×0.65×NQ=7.889kN單雙立桿交接位置的最大軸向壓力NL=1.2NGL+0.9×1.4NQ=8.567kN不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值底部立桿的最大軸向壓力N=1.2NG+1.4×NQ=6.544kN單雙立桿交接位置的最大軸向壓力NL=1.2NGL+1.4NQ=9.092kN風荷載設計值產生的立桿段彎矩MWMW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——風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=0.9×1.4×0.178×1.50×1.802單雙立桿交接位置彎矩Mwx=0.9×1.4×0.240×1.50×1.802六、立桿的穩定性計算:卸荷吊點根據構造考慮，不進行計算。單雙立桿交接位置和雙立桿底部均須要立桿穩定性計算。參照劉群主編《建筑施工扣件式鋼管腳手架構造與計算》P143頁雙立桿腳手架試驗結果計算。雙立桿立桿穩定性計算，只需考慮主立桿，其主立桿荷載安排系數為總荷載的0.65。1.不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算其中N——立桿的軸心壓力設計值，底部N=6.544kN；單雙立桿交接位置NL=9.092kN；i——計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；μ——計算長度系數，由腳手架的基本參數確定，μ=1.50；h——立桿步距，h=1.80；λ——計算長細比,由k=1時,λ=kμh/i=171；λ<=[λ]=210,滿意要求!k——計算長度附加系數，取1.155；l0——計算長度(m),由公式l0=kμh確定，l0=3.12m；Φ——軸心受壓立桿的穩定系數,由k=1.155時,λ=kμh/i=197的結果查表得到0.186；A——立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量(反抗矩),W=5.08cm3；[f]——鋼管立桿抗壓強度設計值，[f]=205.00N/mm2；σ——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經計算得到σ=6544.000/(0.186×489.000)=71.95N/mm2不考慮風荷載時，底部雙立桿的穩定性計算σ<[f],滿意要求!單雙立桿交接位置的鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經計算得到σ=9092.400/(0.186×489.000)=99.97N/mm2不考慮風荷載時，單雙立桿交接位置的立桿的穩定性計算σ<[f],滿意要求!2.考慮風荷載時,立桿的穩定性計算其中N——立桿的軸心壓力設計值，底部N=7.889kN；單雙立桿交接位置NL=8.567kN；i——計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；μ——計算長度系數，由腳手架的基本參數確定，μ=1.50；h——立桿步距，h=1.80；λ——計算長細比,由k=1時,λ=kμh/i=171；λ<=[λ]=210,滿意要求!k——計算長度附加系數，取1.155；l0——計算長度(m),由公式l0=kμh確定，l0=3.12m；Φ——軸心受壓立桿的穩定系數,由k=1.155時,λ=kμh/i=197的結果查表得到0.186；A——立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量(反抗矩),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=0.109kN.m；σ——鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經計算得到σ=7889.000/(0.186×489.000)+(109000.000/5080.000)=108.19N/mm2考慮風荷載時，底部雙立桿的穩定性計算σ<[f],滿意要求!單雙立桿交接位置的鋼管立桿受壓強度計算值(N/mm2)；經計算得到σ=8567.400/(0.186×489.000)+(147000.000/5080.000)=123.13N/mm2考慮風荷載時，單雙立桿交接位置的立桿的穩定性計算σ<[f],滿意要求!七、最大搭設高度的計算:不考慮風荷載時,采納單立管的放開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度根據下式計算：其中NG2K——構配件自重標準值產生的軸向力，NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN；NQ——活荷載標準值，NQ=3.750kN；gk——每米立桿承受的結構自重標準值，gk=0.126kN/m；經計算得到，不考慮風荷載時，根據穩定性計算的搭設高度Hs=[0.186×4.890×10-4×205×103-(1.2×0.975+1.4×3.750)]/(1.2×0.126)=80.853米。腳手架搭設高度Hs等于或大于26米，根據下式調整且不超過50米：經計算得到，不考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值[H]80.853/(1+0.001×80.853)=74.805米。[H]=74.805和50比較取較小值。得到，腳手架搭設高度限值[H]=50.000m。腳手架單立桿搭設高度為19.5m，小于[H]，滿意要求！考慮風荷載時,采納單立管的放開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度根據下式計算：其中NG2K——構配件自重標準值產生的軸向力，NG2K=NG2+NG3+NG4=0.975kN；NQ——活荷載標準值，NQ=3.750kN；gk——每米立桿承受的結構自重標準值，gk=0.126kN/m；Mwk——計算立桿段由風荷載標準值產生的彎矩，Mwk=0.087kN.m；經計算得到，考慮風荷載時，根據穩定性計算的搭設高度Hs=(0.186×4.890×10-4×205×103-(1.2×0.975+0.9*1.4*(3.750+0.186×4.890×100×0.087/5080.000)))/(1.2×0.126)=84.312米。腳手架搭設高度Hs等于或大于26米，根據下式調整且不超過50米：經計算得到，考慮風荷載時，腳手架搭設高度限值[H]=77.756和50比較取較小值。得到，腳手架搭設高度限值[H]50.00m。腳手架單立桿搭設高度為19.5m，小于[H]，滿意要求！八、連墻件的計算:(1)連墻件的軸向力設計值計算：Nl=Nlw+No其中Nlw——風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN)，應根據下式計算：Nlw=1.4×Wk×Aw腳手架頂部Uz=1.000連墻件勻稱布置,受風荷載作用最大的連墻件應在腳手架的最高部位腳手架頂部風荷載標準值Wk=Uz×Us×Wo=1.000×0.8000×0.300=0.240kN/m2。Wk——風荷載基本風壓標準值，Wk=0.240kN/m2；Aw——每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積，Aw=2.00×1.80×3.00×1.50=16.200m2；No——連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN)；No=3.000kN經計算得到Nlw=5.443kN，連墻件軸向力計算值Nl=8.44kN(2)連墻件的穩定承載力計算：連墻件的計算長度lo取腳手架到墻的距離長細比λ=lo/i=35.00/1.58=22長細比λ=22<[λ]=150(查《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》),滿意要求!Φ——軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比λ查表得到Φ=0.941；Nl/ΦA=8.44×103/(0.941×489)=18.34N/mm2連墻件穩定承載力<=[f]=0.85×205，連墻件穩定承載力計算滿意要求!(3)連墻件抗滑移計算：連墻件采納雙扣件與墻體連接。經過計算得到Nl=8.443kN小于扣件的抗滑力16.00kN，滿意要求!連墻件扣件連接示意圖預埋鋼管式連墻件扣件連接示意圖九、立桿的地基承載力計算:立桿基礎底面的平均壓力應滿意下式的要求(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=6.54A——基礎底面面積(m2)；A=0.25p=6.54/0.25=26.18kN/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；kc=1.00fgk——地基承載力標準值；fgk=240.00fg=1.00×240.00=240.00kN/m2地基承載力的計算p<fg滿意要求!十、腳手架的搭設要求:1、腳手架搭設高度小于30m時，底部應鋪設通長腳手板；2、立桿搭設應符合下列規定：(1)當立桿基礎不在同一高度上時，必需將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，凹凸差不應大于1ｍ；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需采納對接扣件連接；(3)立桿頂端宜高出女兒墻上皮1ｍ，高出檐口上皮1.5ｍ；3、水平桿搭設應符合下列規定,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３跨；(2)縱向水平桿接長宜采納對接扣件連接，也可采納搭接；(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距離不宜大于100mm；(4)主節點處必需設置橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴禁拆除；(5)桿件接頭應交織布置，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1ｍ，應采納不少于3個旋轉扣件固定;4、掃地桿設置應符合下列要求：(1)縱向掃地桿必需連續設置，鋼管中心距地面不得大于200mm；(2)腳手架底部主節點處應設置橫向掃地桿，其位置應在縱向掃地桿下方；5、剪刀撐設置應符合下列要求：(1)當搭設高度在24m以上時，應在腳手架外側立面整個長度和高度方向連續設置剪刀撐，如圖所示：(2)剪刀撐桿件接長可采納搭接或對接，斜桿與立桿交結點必需設扣件連接。6、架體應通過連墻件與建筑物主體連接堅固。連墻件設置應符合下列規定：(1)架體搭設高度在6m以上時必需設置連墻件，連墻件與結構的連接應為剛性連接