腳手架工程計算規(guī)則腳手架工程計算是保障其結(jié)構(gòu)安全、避免坍塌事故的核心環(huán)節(jié)，需嚴格依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，結(jié)合工程實際工況（如搭設(shè)高度、荷載類型、地質(zhì)條件）開展，涵蓋荷載計算、構(gòu)件強度驗算、穩(wěn)定性驗算等關(guān)鍵內(nèi)容。以下按“計算依據(jù)→核心參數(shù)→荷載計算→結(jié)構(gòu)驗算→驗收復(fù)核”邏輯梳理計算規(guī)則，適用于扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架等主流類型。一、計算依據(jù)與基本規(guī)定主要規(guī)范標準核心規(guī)范：《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011（2012年版）、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ166-2016、《建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ202-2010；輔助規(guī)范：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》GB50017-2017（構(gòu)件強度驗算）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012（荷載取值）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2015（基礎(chǔ)承載力驗算）?；居嬎阍瓌t安全性原則：計算需考慮“最不利工況”，如腳手架搭設(shè)至最大高度、施工荷載（人員+材料）滿布、風(fēng)荷載作用等；簡化原則：對復(fù)雜節(jié)點（如立桿與橫桿連接）采用等效簡化模型，如扣件抗滑承載力按規(guī)范給定值取用，無需單獨計算節(jié)點變形；時效性原則：計算書需與施工方案同步編制，若腳手架搭設(shè)高度、荷載類型、地質(zhì)條件變更，需重新計算并審批；材料一致性原則：計算中鋼管、扣件、腳手板等材料參數(shù)（如鋼管壁厚、扣件抗滑承載力）需與實際采購材料一致，嚴禁采用“理論最大值”替代實際值（如實際鋼管壁厚3.0mm，計算時不得按3.6mm取值）。二、核心計算參數(shù)確定計算前需明確腳手架幾何參數(shù)、材料參數(shù)、環(huán)境參數(shù)，為后續(xù)荷載與結(jié)構(gòu)驗算提供基礎(chǔ)。2.1幾何參數(shù)（以扣件式鋼管腳手架為例）參數(shù)名稱定義與取值規(guī)則示例取值（落地式腳手架）搭設(shè)高度H從基礎(chǔ)頂面至腳手架頂欄桿頂面的垂直距離；落地式腳手架單排≤24m，雙排≤50m（超50m需分段搭設(shè)或?qū)＜艺撟C）30m（雙排）立桿縱距l(xiāng)_a沿腳手架長度方向立桿間距；需結(jié)合腳手板長度（如2.4m腳手板對應(yīng)縱距≤2.4m），且≤2.0m（承重腳手架）1.8m立桿橫距l(xiāng)_b沿腳手架寬度方向立桿間距；雙排腳手架內(nèi)立桿距墻體距離≤0.4m，橫距≤1.5m（承重腳手架）1.2m橫桿步距h上下水平橫桿之間的垂直距離；≤1.8m（24m以下腳手架）、≤1.5m（24-50m腳手架）1.8m連墻件間距水平間距≤3l_a，垂直間距≤3h；且水平≤6m，垂直≤4m（高度＞24m腳手架需加密）水平3.6m，垂直3.6m腳手板鋪設(shè)層數(shù)按實際施工需求確定，承重腳手架最多同時鋪設(shè)3層，每層滿鋪腳手板（間隙≤50mm）2層2.2材料參數(shù)材料類型關(guān)鍵參數(shù)與取值規(guī)則規(guī)范要求最小值鋼管外徑d=48.3mm，壁厚t需實測（不得小于3.0mm，銹蝕深度≤原壁厚10%）；彈性模量E=2.06×10^5MPa，泊松比μ=0.3t≥3.0mm扣件直角扣件抗滑承載力設(shè)計值R_c=8.0kN（單扣件）、12.0kN（雙扣件）；對接扣件抗拉承載力R_t=8.0kN，旋轉(zhuǎn)扣件抗滑承載力同直角扣件-腳手板木腳手板（厚度≥50mm）：抗彎強度f_m=13MPa，抗剪強度f_v=1.4MPa；鋼腳手板（厚度≥2mm）：抗彎強度f=215MPa木腳手板50mm厚底座鑄鐵底座抗壓承載力≥50kN，鋼板底座面積≥100cm2（落地式腳手架）；可調(diào)托撐螺桿直徑≥38mm，抗壓承載力≥30kN-2.3環(huán)境參數(shù)風(fēng)荷載標準值w_k：按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算，公式為w_k=0.7×μ_s×μ_z×w_0；w_0為基本風(fēng)壓（按工程所在地氣象資料取值，如北京w_0=0.45kN/m2，廣州w_0=0.55kN/m2）；μ_s為腳手架體型系數(shù)（單排腳手架μ_s=0.8，雙排腳手架μ_s=0.6）；μ_z為風(fēng)壓高度變化系數(shù)（按搭設(shè)高度H取值，如H=30m時，μ_z=1.42）；地基承載力特征值f_a：需通過地質(zhì)勘察或現(xiàn)場檢測確定，落地式腳手架基礎(chǔ)（C15混凝土墊層，厚度≥100mm）地基承載力≥100kPa，否則需換填或采用樁基。三、荷載計算規(guī)則腳手架荷載分為永久荷載（自重）和可變荷載（施工荷載、風(fēng)荷載），需分別計算標準值與設(shè)計值，再按組合系數(shù)疊加。3.1永久荷載計算（自重荷載）永久荷載包括腳手架結(jié)構(gòu)自重（鋼管、扣件、底座）和腳手板、防護設(shè)施自重，按“線荷載”或“面荷載”計算：腳手架結(jié)構(gòu)自重線荷載標準值：按立桿縱距l(xiāng)_a計算每米立桿承擔的自重，公式為g_{k1}=\frac{（立桿每米重量+橫桿每米重量×\frac{l_a}{l_b}+立桿連接扣件重量×\frac{1}{h}）}{1}；示例：鋼管每米重量3.84kg/m（48.3×3.0mm），橫桿每米重量同立桿，l_a=1.8m，l_b=1.2m，h=1.8m，扣件重量1.5kg/個，則g_{k1}=（3.84+3.84×\frac{1.8}{1.2}+1.5×\frac{1}{1.8}）×9.8×10^{-3}≈0.11kN/m；腳手板及防護設(shè)施自重面荷載標準值：木腳手板（50mm厚）：g_{k2}=0.35kN/m2；鋼腳手板（2mm厚）：g_{k2}=0.5kN/m2；防護欄桿、安全網(wǎng)自重：按實際鋪設(shè)情況計算，通常取0.1kN/m2（滿布安全網(wǎng)時）；每道腳手板自重線荷載：g_{k2}×l_b（l_b為立桿橫距），示例：木腳手板0.35×1.2=0.42kN/m。3.2可變荷載計算施工均布荷載標準值：結(jié)構(gòu)施工腳手架：q_{k}=3.0kN/m2（2層及以下同時作業(yè)）、q_{k}=2.0kN/m2（3層作業(yè)）；裝修施工腳手架：q_{k}=2.0kN/m2；集中荷載：嚴禁超過1.0kN（如工具、材料堆放），計算時需按“均布荷載等效”或單獨驗算集中荷載作用點強度；風(fēng)荷載設(shè)計值：按公式w=1.4×w_k（基本組合，1.4為風(fēng)荷載分項系數(shù)），示例：w_k=0.7×0.6×1.42×0.45≈0.27kN/m2，則w=1.4×0.27≈0.38kN/m2；風(fēng)荷載對腳手架的作用力：按“線荷載”計算，作用于立桿頂部，公式為w×l_a×H（l_a為立桿縱距，H為搭設(shè)高度），示例：0.38×1.8×30≈20.52kN（單榀腳手架風(fēng)荷載總力）。3.3荷載組合規(guī)則計算不同驗算項目時，需采用對應(yīng)的荷載組合：驗算項目荷載組合（設(shè)計值=永久荷載設(shè)計值+可變荷載設(shè)計值）立桿穩(wěn)定性1.2×（g_{k1}+g_{k2}×n）+1.4×q_{k}×l_b+1.4×w×l_a（n為腳手板鋪設(shè)層數(shù)）橫桿強度1.2×g_{k2}×l_a×l_b/2+1.4×q_{k}×l_a×l_b/2（跨中彎矩計算，l_a為橫桿跨度）扣件抗滑承載力1.2×（g_{k1}×h+g_{k2}×l_b×h）+1.4×q_{k}×l_b×h（h為步距，計算橫桿傳遞給立桿的豎向力）基礎(chǔ)承載力1.2×（g_{k1}+g_{k2}×n）×l_a+1.4×q_{k}×l_a×l_b（計算單根立桿傳遞給基礎(chǔ)的豎向力）四、核心結(jié)構(gòu)驗算規(guī)則4.1立桿穩(wěn)定性驗算（最關(guān)鍵驗算項）立桿需同時驗算“整體穩(wěn)定性”和“局部穩(wěn)定性”，按《JGJ130-2011》公式計算：驗算公式：\frac{N}{\φA}+\frac{M_w}{W}≤f；N：立桿軸向力設(shè)計值（由荷載組合計算，示例：N=1.2×(0.11+0.42×2)×1.8+1.4×3.0×1.2×1.8≈13.5kN）；φ：立桿穩(wěn)定系數(shù)（按長細比λ=\frac{μH}{i}查表，μ為計算長度系數(shù)，雙排腳手架μ=1.5；i為鋼管截面回轉(zhuǎn)半徑，i=\sqrt{\frac{I}{A}}≈15.8mm；示例：λ=\frac{1.5×30000}{15.8}≈285，查表得φ≈0.15）；A：鋼管截面面積（48.3×3.0mm鋼管，A≈424mm2）；M_w：風(fēng)荷載產(chǎn)生的立桿彎矩設(shè)計值（M_w=\frac{w×l_a×h2}{12}，h為步距，示例：M_w=\frac{0.38×1.8×1.82}{12}≈0.17kN·m）；W：鋼管截面模量（W≈5080mm3）；f：鋼管抗壓強度設(shè)計值（f=205MPa）；驗算結(jié)果判斷：代入示例數(shù)據(jù)，\frac{13500}{0.15×424}+\frac{170000}{5080}≈213+33=246MPa＞205MPa，需調(diào)整參數(shù)（如減小步距至1.5m）重新驗算，直至滿足≤205MPa。4.2橫桿強度與撓度驗算強度驗算：按簡支梁跨中彎矩計算，公式\sigma=\frac{M_{max}}{W}≤f；M_{max}：橫桿跨中最大彎矩設(shè)計值（由荷載組合計算，示例：M_{max}=1.2×\frac{0.42×1.82}{8}+1.4×\frac{3.0×1.2×1.82}{8}≈0.21+2.04=2.25kN·m）；示例：σ=\frac{2250000}{5080}≈443MPa＞205MPa，需減小橫桿跨度（如縱距從1.8m改為1.5m）；撓度驗算：按簡支梁撓度公式v=\frac{5q_l×l_a^4}{384EI}≤[v]；q_l：橫桿線荷載標準值（q_l=(g_{k2}+q_k)×l_b，示例：q_l=(0.35+3.0)×1.2=4.02kN/m）；[v]：允許撓度（[v]=\frac{l_a}{150}，示例：l_a=1.8m，[v]=12mm）；示例：v=\frac{5×4.02×10^3×1800^4}{384×2.06×10^5×121900}≈15mm＞12mm，需加密橫桿或增大截面。4.3扣件抗滑承載力驗算公式R≤R_c×n（n為扣件數(shù)量，單扣件n=1，雙扣件n=2）；R：橫桿傳遞給立桿的豎向力設(shè)計值（由荷載組合計算，示例：R=1.2×(0.11×1.8+0.42×1.2×1.8)+1.4×3.0×1.2×1.8≈1.2×(0.20+0.91)+9.07≈1.33+9.07=10.4kN）；單扣件R_c=8.0kN，10.4kN＞8.0kN，需改用雙扣件（R_c×2=12.0kN≥10.4kN），滿足要求。4.4基礎(chǔ)承載力驗算公式P≤f_a×A_b（A_b為底座承壓面積）；P：單根立桿傳遞給基礎(chǔ)的豎向力設(shè)計值（示例：P=13.5kN，同立桿軸向力N）；A_b：鑄鐵底座面積（示例：A_b=0.01m2）；f_a：地基承載力設(shè)計值（$f_a=100kN/m2$）；示例：P=13.5kN，f_a×A_b=100×0.01=1kN＜13.5kN，明顯不滿足，需調(diào)整基礎(chǔ)形式（如采用C15混凝土基礎(chǔ)墊層，厚度100mm，基礎(chǔ)面積按單根立桿受力計算：A=\frac{P}{f_a}=\frac{13.5}{100}=0.135m2，即基礎(chǔ)尺寸取400mm×400mm，面積0.16m2，滿足100×0.16=16kN≥13.5kN）；若地基承載力不足（如f_a=80kN/m2），需進行換填處理：換填級配砂石（厚度≥500mm，分層壓實，壓實度≥94%），換填后地基承載力需重新檢測，確保f_a×A_b≥P。4.5連墻件驗算（保障整體穩(wěn)定性關(guān)鍵）連墻件需驗算“抗拔承載力”和“抗壓承載力”，按《JGJ130-2011》要求，連墻件應(yīng)能承受腳手架傳遞的水平力和豎向力：水平力驗算：連墻件水平力設(shè)計值F_h：由風(fēng)荷載產(chǎn)生，公式為F_h=1.4×w×l_a×l_w（l_w為連墻件水平間距，示例：w=0.38kN/m2，l_a=1.8m，l_w=3.6m，則F_h=1.4×0.38×1.8×3.6≈3.45kN）；連墻件抗拔承載力：采用膨脹螺栓連接時，膨脹螺栓抗拔承載力需≥F_h，示例：選用M16膨脹螺栓（埋深≥100mm），其抗拔承載力設(shè)計值約8kN≥3.45kN，滿足要求；若采用預(yù)埋鋼管連墻件，鋼管與混凝土連接強度需驗算，焊縫高度≥6mm，長度≥100mm，焊縫抗剪強度≥120MPa。豎向力驗算：連墻件豎向力設(shè)計值F_v：由腳手架傳遞的豎向荷載產(chǎn)生，公式為F_v=0.2×(1.2×(g_{k1}+g_{k2}×n)×l_a+1.4×q_k×l_a×l_b)（0.2為豎向力傳遞系數(shù)，示例：F_v=0.2×13.5≈2.7kN）；連墻件抗壓承載力：鋼管連墻件（48.3×3.0mm）抗壓承載力設(shè)計值約50kN≥2.7kN，滿足要求；若采用型鋼連墻件，需按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》驗算截面抗壓強度。五、驗收復(fù)核與計算書管理5.1驗收復(fù)核（確保計算與實際一致）參數(shù)復(fù)核：驗收時需核對實際搭設(shè)參數(shù)與計算書是否一致，如立桿縱距、橫距、步距、連墻件間距是否符合計算取值，材料參數(shù)（鋼管壁厚、扣件類型）是否與計算書匹配，偏差需≤5%，超差時需重新驗算；荷載復(fù)核：檢查腳手板鋪設(shè)層數(shù)、施工荷載實際分布是否符合計算假設(shè)（如是否存在局部堆載超1.0kN），若實際荷載大于計算值，需補充驗算；結(jié)構(gòu)復(fù)核：采用全站儀檢測立桿垂直度（偏差≤1‰，全高≤150mm），用扭矩扳手檢查扣件擰緊扭矩（立桿與橫桿扣件≥40N?m，連墻件扣件≥65N?m），確保結(jié)構(gòu)狀態(tài)與計算模型一致。5.2計算書管理（可追溯性要求）計算書內(nèi)容要求：需包含工程概況、計算依據(jù)、核心參數(shù)（幾何、材料、環(huán)境）、荷載計算、結(jié)構(gòu)驗算（含公式、示例、結(jié)果判斷）、結(jié)論與建議，關(guān)鍵步驟需附圖表（如腳手架立面圖、荷載分布圖）；審批流程：計算書需經(jīng)項目技術(shù)負責(zé)人審核、總工程師審批，涉及搭設(shè)高度超50m、特殊造型腳手架，需經(jīng)專家論證簽字確認；歸檔保存：計算書與施工方案、驗收記錄一并歸檔，保存期限≥工程竣工后5年，若后續(xù)腳手架改造（如增高、荷載調(diào)整），需補充計算書并重新審批。六、特殊類型腳手架計算補充規(guī)則6.1懸挑式腳手架核心驗算項：懸挑梁強度、懸挑梁撓度、鋼絲繩或拉桿承載力、錨固螺栓抗拔承載力；荷載計算：需額外考慮懸挑梁自重（按線荷載計算，如16#工字鋼20.513kg/m，換算為0.2kN/m），腳手架傳遞給懸挑梁的荷載按“集中荷載”計算（作用于立桿位置）；懸挑梁強度驗算：按簡支梁或懸臂梁模型計算跨中或固定端彎矩，公式\sigma=\frac{M_{max}}{W_x}≤f（W_x為懸挑梁截面模量，如16#工字鋼W_x=141cm3）。6.2附著式升降腳手架核心驗算項：升降機構(gòu)承載力、附著支座抗拔/抗壓承載力、架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性