盤扣式腳手架安全計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)與工程概況（一）計(jì)算依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T231-2021）設(shè)計(jì)規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012，2012年版）材料標(biāo)準(zhǔn)：《直縫電焊鋼管》（GB/T13793-2016）、《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T1591-2018）本工程施工組織設(shè)計(jì)、腳手架搭設(shè)專項(xiàng)方案（二）工程概況項(xiàng)目參數(shù)詳情工程名稱XX商業(yè)綜合體項(xiàng)目（地上18層，地下2層）腳手架用途主體結(jié)構(gòu)施工外墻砌筑、鋼筋綁扎、模板支撐（非承重腳手架，僅承受施工活荷載）搭設(shè)高度54.6m（從室外地坪-0.3m至18層樓板54.3m）立桿縱距1.5m（沿建筑物長(zhǎng)度方向）立桿橫距1.2m（垂直建筑物長(zhǎng)度方向）步距1.8m（上下水平桿間距）橫桿設(shè)置每步設(shè)置縱橫向水平桿，外側(cè)設(shè)連續(xù)豎向剪刀撐（從底部至頂部連續(xù)設(shè)置）材料規(guī)格立桿、水平桿、剪刀撐均采用Φ48.3×3.6mmQ355B級(jí)鋼管，盤扣節(jié)點(diǎn)為鑄鋼材質(zhì)腳手板沖壓鋼腳手板（規(guī)格：2500×250×50mm，單塊重量≤25kg）二、荷載計(jì)算（一）荷載分類與取值根據(jù)JGJ/T231-2021要求，腳手架承受荷載分為永久荷載和可變荷載，具體取值如下：1.永久荷載（恒荷載）鋼管自重：Φ48.3×3.6mm鋼管理論重量為3.97kg/m（依據(jù)GB/T13793-2016），換算為線荷載：g_1=3.97×9.8×10^{-3}≈0.039\\text{kN/m}腳手板自重：沖壓鋼腳手板自重取0.3\\text{kN/m}^2（參考GB50009-2012附錄A）節(jié)點(diǎn)配件自重：每個(gè)盤扣節(jié)點(diǎn)自重取0.015\\text{kN}（含插銷、可調(diào)底座/頂托）2.可變荷載（活荷載）施工活荷載：主體結(jié)構(gòu)施工階段，按2.0\\text{kN/m}^2取值（JGJ/T231-2021表3.0.5）風(fēng)荷載：工程所在地為XX市（基本風(fēng)壓w_0=0.45\\text{kN/m}^2，地面粗糙度類別為B類），腳手架風(fēng)載體型系數(shù)\mu_s=1.3，風(fēng)壓高度變化系數(shù)\mu_z（54.6m高度對(duì)應(yīng)\mu_z=1.65，依據(jù)GB50009-2012表8.2.1）（二）單立桿荷載計(jì)算1.永久荷載計(jì)算（單立桿承擔(dān)范圍：縱距1.5m×橫距1.2m=1.8m2）立桿自重：?jiǎn)瘟U高度54.6m，荷載N_{G1}=0.039×54.6≈2.13\\text{kN}水平桿及剪刀撐自重：按立桿縱距1.5m計(jì)算，每步水平桿荷載0.039×1.5×2（縱橫向各1根）=0.117\\text{kN}，共54.6÷1.8≈30.3步，合計(jì)0.117×30.3≈3.55\\text{kN}；剪刀撐按45°設(shè)置，每道長(zhǎng)度1.8×\sqrt{2}≈2.55\\text{m}，每2跨設(shè)1道，共54.6÷2.55≈21.4道，荷載0.039×2.55×21.4≈2.16\\text{kN}，水平桿及剪刀撐總荷載N_{G2}=3.55+2.16≈5.71\\text{kN}腳手板自重：?jiǎn)瘟U承擔(dān)1.8m2，荷載N_{G3}=0.3×1.8=0.54\\text{kN}節(jié)點(diǎn)配件自重：每步2個(gè)節(jié)點(diǎn)，共30.3步，荷載N_{G4}=0.015×30.3×2≈0.91\\text{kN}永久荷載總計(jì)：N_G=N_{G1}+N_{G2}+N_{G3}+N_{G4}≈2.13+5.71+0.54+0.91≈9.29\\text{kN}2.可變荷載計(jì)算施工活荷載：?jiǎn)瘟U承擔(dān)1.8m2，荷載N_{Q1}=2.0×1.8=3.6\\text{kN}風(fēng)荷載：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值w_k=w_0×\mu_s×\mu_z=0.45×1.3×1.65≈0.98\\text{kN/m}^2；單立桿受風(fēng)面積A=1.2×1.8=2.16\\text{m}^2（橫距×步距），風(fēng)荷載F_w=w_k×A=0.98×2.16≈2.12\\text{kN}，風(fēng)荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的附加軸力（考慮剪刀撐傳遞）N_{Q2}≈0.3×F_w≈0.64\\text{kN}（依據(jù)JGJ/T231-2021附錄B）可變荷載總計(jì)：N_Q=N_{Q1}+N_{Q2}≈3.6+0.64≈4.24\\text{kN}3.單立桿總軸向荷載（基本組合）按荷載基本組合公式：N=1.2N_G+1.4N_Q（JGJ/T231-2021公式5.1.1）代入得：N=1.2×9.29+1.4×4.24≈11.15+5.94≈17.09\\text{kN}三、關(guān)鍵構(gòu)件強(qiáng)度與穩(wěn)定性驗(yàn)算（一）立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算1.立桿截面特性鋼管規(guī)格：Φ48.3×3.6mm，截面面積A=4.89\\text{cm}^2=4.89×10^{-4}\\text{m}^2（依據(jù)GB/T13793-2016）截面慣性矩I=12.71\\text{cm}^4，截面模量W=5.29\\text{cm}^3，回轉(zhuǎn)半徑i=\sqrt{I/A}≈1.61\\text{cm}=0.0161\\text{m}2.立桿計(jì)算長(zhǎng)度確定立桿步距h=1.8\\text{m}，橫距l(xiāng)_b=1.2\\text{m}，縱距l(xiāng)_a=1.5\\text{m}按JGJ/T231-2021表5.3.3，立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)\mu=1.5（雙排腳手架，立桿與水平桿、剪刀撐可靠連接）立桿計(jì)算長(zhǎng)度L_0=\mu×h=1.5×1.8=2.7\\text{m}3.長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比\lambda=L_0/i=2.7/0.0161≈167.7，小于JGJ/T231-2021規(guī)定的限值210，滿足要求。4.穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=310\\text{N/mm}^2（Q355B鋼，依據(jù)GB/T1591-2018）軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)\varphi：根據(jù)\lambda=167.7，查JGJ/T231-2021附錄C表C，\varphi≈0.26穩(wěn)定性計(jì)算公式：\sigma=N/(\varphi×A)≤f（JGJ/T231-2021公式5.3.1）代入計(jì)算：\sigma=17.09×10^3/(0.26×4.89×10^{-4}×10^6)≈17090/(127.14)≈134.4\\text{N/mm}^2<310\\text{N/mm}^2，滿足穩(wěn)定性要求。（二）水平桿強(qiáng)度驗(yàn)算1.水平桿受力分析橫向水平桿承受腳手板傳來(lái)的荷載，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨度l=l_a=1.5\\text{m}永久荷載線荷載：腳手板自重0.3×1.2=0.36\\text{kN/m}（橫距1.2m），水平桿自重0.039\\text{kN/m}，總恒載q_G=1.2×(0.36+0.039)=0.479\\text{kN/m}可變荷載線荷載：施工活荷載2.0×1.2=2.4\\text{kN/m}，總活載q_Q=1.4×2.4=3.36\\text{kN/m}總線荷載q=q_G+q_Q=0.479+3.36≈3.84\\text{kN/m}2.強(qiáng)度驗(yàn)算簡(jiǎn)支梁最大彎矩M_{max}=q×l^2/8=3.84×1.5^2/8≈1.08\\text{kN·m}彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式：\sigma=M_{max}/(1.05×W)≤f（考慮塑性發(fā)展，取1.05系數(shù)）代入計(jì)算：\sigma=1.08×10^6/(1.05×5.29×10^3)≈1080000/(5554.5)≈194.4\\text{N/mm}^2<310\\text{N/mm}^2，滿足強(qiáng)度要求。（三）盤扣節(jié)點(diǎn)承載力驗(yàn)算盤扣節(jié)點(diǎn)抗剪承載力：依據(jù)JGJ/T231-2021表6.2.1，Φ48.3mm盤扣節(jié)點(diǎn)單插銷抗剪承載力設(shè)計(jì)值V=15\\text{kN}水平桿傳遞至節(jié)點(diǎn)的剪力：橫向水平桿最大剪力V_{max}=q×l/2=3.84×1.5/2≈2.88\\text{kN}<15\\text{kN}，滿足抗剪要求。節(jié)點(diǎn)抗壓承載力：盤扣節(jié)點(diǎn)抗壓承載力設(shè)計(jì)值N=50\\text{kN}（鑄鋼節(jié)點(diǎn)），單立桿總荷載17.09\\text{kN}<50\\text{kN}，滿足抗壓要求。四、可調(diào)底座/頂托驗(yàn)算（一）可調(diào)底座承載力可調(diào)底座采用Φ38mm螺桿，材質(zhì)為Q235鋼，螺紋段有效直徑d=32\\text{mm}，有效截面積A_s=804\\text{mm}^2底座承受立桿總荷載N=17.09\\text{kN}，螺桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215\\text{N/mm}^2抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算：\sigma=N/A_s=17.09×10^3/804≈21.2\\text{N/mm}^2<215\\text{N/mm}^2，滿足要求。（二）地基承載力驗(yàn)算腳手架搭設(shè)區(qū)域地基為素填土（經(jīng)碾壓處理），地基承載力特征值f_{ak}=120\\text{kPa}可調(diào)底座底部鋪設(shè)200×200×50mm鋼板（接觸面積A=0.2×0.2=0.04\\text{m}^2）地基實(shí)際受力：p=N/A=17.09/0.04≈427.3\\text{kPa}，大于f_{ak}=120\\text{kPa}，需采取加固措施（如鋪設(shè)100mm厚C20混凝土墊層，墊層寬度≥300mm，混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn)_c=9.6\\text{MPa}，加固后地基承載力可提升至500kPa以上，滿足要求）。五、計(jì)算結(jié)論與建議（一）計(jì)算結(jié)論盤扣式腳手架單立桿總軸向荷載為17.09kN，立桿穩(wěn)定性、水平桿強(qiáng)度、節(jié)點(diǎn)承載力均滿足JGJ/T231-2021要求；可調(diào)底座螺桿強(qiáng)度滿足要求，地基經(jīng)C20混凝土墊層加固后，承載力可滿足使用需求；腳手架搭設(shè)參數(shù)（立桿縱距1.5m、橫距1.2m、步距1.8m）在本工程施工荷載條件下安全可行。（二）施工建議材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收：鋼管、盤扣節(jié)點(diǎn)、插銷需提供質(zhì)量證明文件，鋼管壁厚偏差不得超過(guò)-0.3mm，節(jié)點(diǎn)鑄鋼