1、扣件式鋼管腳手架計(jì)算要點(diǎn) 1、小橫桿計(jì)算：強(qiáng)度、剛度 2、大橫桿的計(jì)算 3、連接扣件的抗滑承載力計(jì)算 4、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 5、連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度的計(jì)算 6、地基承載力計(jì)算 7、型鋼懸挑梁的計(jì)算,1,專業(yè)薈萃,計(jì)算常用規(guī)范,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ 130-2011) 2001、網(wǎng)絡(luò)資料依據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5009-2001) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50017-2003),2,專業(yè)薈萃,計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)之一 單位問題,N-mm單位制 (1m=1000mm) 質(zhì)量單位：噸（t），公斤（kg） kg（質(zhì)量）與N（力）之間的關(guān)系 F=mamX10（重力加速度g=9

2、.8m/s2） 故 1kgf=10N 1tf=10kN 例如：1、鋼管48.3X3.6的質(zhì)量為3.97kg/m，自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值39.7N/m； 2、外墻裝飾腳手板上活荷載 2kN/m2,相當(dāng)于200kgf/m2(兩、三個(gè)工人的體重/m2),3,專業(yè)薈萃,計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)之二 荷載類型 永久荷載在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)。如結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力等。 鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值：1）橫桿計(jì)算時(shí) 39.7N/m(48.3X3.6) 不考慮配件自重 2）立桿計(jì)算時(shí) :查表A.0.1 考慮扣件自重 ，不含欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)自重。 腳手板自重： 沖壓鋼板 0.3KN/m2 木、竹片腳

3、手板 0.35KN/m2 可變荷載在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的荷載。如施工人員及設(shè)備材料重量、風(fēng)荷載等。 結(jié)構(gòu)施工用腳手架施工層均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3KN/m2 裝飾裝修用腳手架施工層均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2KN/m2 風(fēng)荷載計(jì)算,4,專業(yè)薈萃,計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)之三 分項(xiàng)系數(shù),以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載的基本代表值，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值（例如均值、眾值、中值或某個(gè)分位值。） 剛度計(jì)算 荷載設(shè)計(jì)值-荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以分項(xiàng)系數(shù) 強(qiáng)度計(jì)算 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：1.2 可變荷載分項(xiàng)系數(shù)：1.4 組合系數(shù)2個(gè)以上可變荷載時(shí)：0.9（風(fēng)+均布活荷

4、載）老規(guī)范0.85,5,專業(yè)薈萃,風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 wk=zsw0 wk=.zsw0（w0取n=50的值） JGJ130-2001,wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）； z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009規(guī)定采用； s腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，應(yīng)按JGJ130-2011表4.2.6的規(guī)定采用； wo基本風(fēng)壓值 （kN/m2），應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001附表D.4的規(guī)定采用，取重現(xiàn)期n=10對(duì)應(yīng)的風(fēng)壓值。 鄭州: w0=0.3 KN/m2,計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)之四 風(fēng)荷載,6,專業(yè)薈萃,風(fēng)壓高度變化系數(shù)z，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的值進(jìn)行選取。

5、我們?cè)谠O(shè)計(jì)腳手架時(shí)，要注意此值的取法， 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的要求，對(duì)于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)依據(jù)地面粗糙度類別進(jìn)行選擇確定,7,專業(yè)薈萃,8,專業(yè)薈萃,z與地面粗糙度有關(guān)(A、B、C、D四類) 與計(jì)算腳手架的離地面高度有關(guān) 市區(qū)C類10m高處：0.74；30m高處：1.0；60m高處1.35 s 與背靠建筑物的封閉狀況有關(guān)（墻1.0、其它1.3） 與腳手架自身狀況有關(guān)（是否封閉、擋風(fēng)系數(shù)大?。?鄭州市區(qū)C類、30高、框架結(jié)構(gòu)、全封閉外掛密目安全網(wǎng) wk=zsw0=1.0X1.3X0.8X0.3=0.312kN/m2,9,專業(yè)薈萃,計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)之五 鋼管（48.3X

6、3.6）截面特性,10,專業(yè)薈萃,計(jì)算要點(diǎn)之一 小橫桿計(jì)算,小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度(只算彎曲、不算剪切)和撓度計(jì)算,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層,11,專業(yè)薈萃,12,專業(yè)薈萃,小橫桿荷載,恒荷載計(jì)算： 小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：q1=0.038kN/m 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值： q2=0.3501.200/3=0.140kN/m,活荷載計(jì)算： 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3.01.2/3=1.200kN/m,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層,13,專業(yè)薈萃,小橫桿荷載設(shè)計(jì)值及

7、力學(xué)模型,荷載的設(shè)計(jì)值： q=1.20.038+1.20.140+1.41.200=1.894kN/m 力學(xué)模型：,14,專業(yè)薈萃,小橫桿力學(xué)模型說明,15,專業(yè)薈萃,小橫桿力學(xué)模型說明,碗扣式腳手架承載能力提高約15%,16,專業(yè)薈萃,簡(jiǎn)支梁內(nèi)力圖結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器,彎矩圖 剪力圖 變形圖,17,專業(yè)薈萃,小橫桿強(qiáng)度與撓度校核,彎曲應(yīng)力 f =205 N/mm2 撓度 q標(biāo)準(zhǔn)值 E =2.06X105 N/mm2,18,專業(yè)薈萃,為什么不計(jì)算鋼管的抗剪強(qiáng)度,19,專業(yè)薈萃,1 作業(yè)層上非主節(jié)點(diǎn)處的橫向水平桿，宜根據(jù)支承腳手板的需要等間距設(shè)置，最大間距不應(yīng)大于縱距的1/2； 2 當(dāng)使用沖壓鋼腳手板

8、、木腳手板、竹串片腳手板時(shí)，雙排腳手架的橫向水平桿兩端均應(yīng)采用直角扣件固定在縱向水平桿上；單排腳手架的橫向水平桿的一端應(yīng)用直角扣件固定在縱向水平桿上，另一端應(yīng)插入墻內(nèi)，插入長度不應(yīng)小于180mm； 3 當(dāng)使用竹笆腳手板時(shí)，雙排腳手架的橫向水平桿的兩端，應(yīng)用直角扣件固定在立桿上；單排腳手架的橫向水平桿的一端，應(yīng)用直角扣件固定在立桿上，另一端插入墻內(nèi)，插入長度不應(yīng)小于180mm。 6.2.3 主節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴(yán)禁拆除。（去掉了內(nèi)排架離墻距離的要求）,橫向水平桿的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：,20,專業(yè)薈萃,計(jì)算要點(diǎn)之二 大橫桿計(jì)算,荷載： 小橫桿傳遞給大橫桿的荷載-集中力P

9、設(shè)計(jì)值 即小橫桿的支座反力 : P =qlb/2 =1.894kN/mX1.05m/2 =0.994kN 大橫桿的自重-均布力q設(shè)計(jì)值 q=1.2X0.038kN/m=0.0456kN/m,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層,21,專業(yè)薈萃,22,專業(yè)薈萃,23,專業(yè)薈萃,集中荷載P作用彎矩最大值（位置） 均布荷載q作用彎矩最大值（位置） （ l=la=1.2m）,24,專業(yè)薈萃,強(qiáng)度滿足要求!,25,專業(yè)薈萃,大橫桿撓度計(jì)算：（荷載標(biāo)準(zhǔn)值）,26,專業(yè)薈萃,大橫桿撓度小于1200mm/150與10mm剛度滿足要求!,27,專業(yè)薈

10、萃,大橫桿在上的情況 q1-腳手板及大橫桿自重 q2-活荷載,28,專業(yè)薈萃,大橫桿的構(gòu)造規(guī)定： 1 縱向水平桿應(yīng)設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，單根桿長度不應(yīng)小于3跨； 2 縱向水平桿接長應(yīng)采用對(duì)接扣件連接或搭接，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）兩根相鄰縱向水平桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步或同跨內(nèi)；不同步或不同跨兩個(gè)相鄰接頭在水平方向錯(cuò)開的距離不應(yīng)小于500mm；各接頭中心至最近主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于縱距的1/3,29,專業(yè)薈萃,計(jì)算要點(diǎn)之三 扣件抗滑驗(yàn)算,扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算 (規(guī)范5.2.5): R Rc Rc扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.0kN； R縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 本例即大橫桿的支

11、座反力。 試驗(yàn)表明： 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65N.m時(shí)單扣件抗滑承載力為8.0kN； 雙扣件，考慮受力不均勻，抗滑承載力取12.0kN。,30,專業(yè)薈萃,31,專業(yè)薈萃,計(jì)算偏不安全！為什么？,32,專業(yè)薈萃,較安全算法：荷載計(jì)算：扣件覆蓋范圍內(nèi)的橫桿及腳手板自重、活荷載 大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.0381.200=0.046kN 小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.0381.053/2=0.060kN 腳手板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3501.051.200/2=0.220kN 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： Q=3.0001.0501.200/2=1.890kN 荷載的設(shè)計(jì)值： R=1.2(0.046

12、+0.06)+1.20.220+1.41.890=3.0kN 扣件抗滑驗(yàn)算滿足要求!,33,專業(yè)薈萃,計(jì)算要點(diǎn)之四 立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算,計(jì)算方法力求簡(jiǎn)單、正確、可靠。 整體穩(wěn)定、單桿局部穩(wěn)定合并為一個(gè)公式。 計(jì)算部位：最底層立桿,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,34,專業(yè)薈萃,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,35,專業(yè)薈萃,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,36,專業(yè)薈

13、萃,值的說明,計(jì)算長度系數(shù)值是反映腳手架各桿件對(duì)立桿的約束作用。 采用了中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院1964年1965年和1986年1988年、哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院于1988年1989年分別進(jìn)行原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗(yàn)所取得的科研成果，其值在1.52.0之間。 綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素：連墻件、剪刀撐 當(dāng)然也包含了立桿偏心受荷（初偏心e=53mm）的實(shí)際工況。,37,專業(yè)薈萃,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,38,專業(yè)薈萃,NG1k-架體自重，查表。 含：立桿、橫桿、剪刀撐、扣件重量。 NG2

14、k-構(gòu)、配件自重， 含：腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)重量。標(biāo)準(zhǔn)值可查表4.2.1-1、2。 木腳手板: 0.35kN/m2 欄桿、木擋腳板： 0.17kN/m2 安全網(wǎng)： 0.01kN/m2,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,39,專業(yè)薈萃,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層 兩步三跨,NG1k = 0.1336kN/m49m=6.5464kN NG2k = NG2腳手板+ NG2欄桿、擋腳+ NG2安全網(wǎng) = 0.3502層1.2(1.05+0.3)/2

15、+0.171.22層/2 +0.011.20049 =0.567+0.204+0.588 =1.359kN NGk= NG1k + NG2k =6.5464+1.359 =7.9kN,40,專業(yè)薈萃,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQk1 = 5kN/m21.2m1.05m/2 =3.15kN 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值 wk=0.312kN/m2 風(fēng)壓引起立桿彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，公式5.2.9,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層、兩步三跨,41,專業(yè)薈萃,立桿穩(wěn)定系數(shù),例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層、

16、兩步三跨,l0=kuh=1.155X1.5X1.5=2.6m,計(jì)算長度系數(shù)，查表5.2.8,=l0/i=2600/15.9=164=210,穩(wěn)定系數(shù) =0.262 查表A.0.6,42,專業(yè)薈萃,無風(fēng)工況立桿穩(wěn)定核算,驗(yàn)算通過！,43,專業(yè)薈萃,0.9 組合系數(shù) 驗(yàn)算通過！,有風(fēng)工況立桿穩(wěn)定核算,44,專業(yè)薈萃,連墻件受力： 1、迎風(fēng)面上的風(fēng)力 Nlw=1.4WkAW 2、腳手架平面外變形所產(chǎn)生的連墻件軸力 N0= 3kN （單排2kN） 驗(yàn)算內(nèi)容： 1、強(qiáng)度 2、穩(wěn)定 Ac-凈截面（孔、螺紋等）,計(jì)算要點(diǎn)之五 連墻件驗(yàn)算,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m

17、，步距h=1.5m兩個(gè)施工層、兩步三跨,45,專業(yè)薈萃,46,專業(yè)薈萃,47,專業(yè)薈萃,48,專業(yè)薈萃,連墻件穩(wěn)定系數(shù),例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層、兩步三跨,=l/i=500/15.9=31.4,穩(wěn)定系數(shù) =0.914 查表A.0.6,49,專業(yè)薈萃,連墻件穩(wěn)定核算、連接驗(yàn)算,穩(wěn)定驗(yàn)算通過！ Nl=7717N =7.7kN Rc=8kN 連接扣件抗滑驗(yàn)算通過！(若不通過，增加扣件),50,專業(yè)薈萃,連墻件的說明,采用形式：扣件式連接、焊接，螺栓連接等，最常用的扣件式連接方式。 注意兩個(gè)問題。 1 限制連墻件偏離主節(jié)點(diǎn)的最大

18、距離300mm 只有連墻件在主節(jié)點(diǎn)附近方能有效地阻止腳手架發(fā)生橫向彎曲失穩(wěn)或傾覆，若遠(yuǎn)離主節(jié)點(diǎn)設(shè)置連墻件，因立桿的抗彎剛度較差，將會(huì)由于立桿產(chǎn)生局部彎曲，減弱甚至起不到約束腳手架橫向變形的作用。 實(shí)際工程中，許多連墻件設(shè)置在立桿步距的12附近，這對(duì)腳手架穩(wěn)定是極為不利的。 2 第一步立柱所承受的軸向力最大，是保證腳手架穩(wěn)定性的控制桿件。在該處設(shè)連墻件，也就是增設(shè)了一個(gè)支座，這是從構(gòu)造上保證腳手架立桿局部穩(wěn)定性的重要措施之一。,51,專業(yè)薈萃,K-標(biāo)準(zhǔn)值（設(shè)計(jì)值安全） Nk-立桿軸向力13.89kN （取立桿穩(wěn)定計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)值安全、方便） A-基礎(chǔ)地面面積（鋼墊板、木墊塊等） fg-地基承載能力

19、（天然地基、回填土0.4）,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=49m，步距h=1.5m兩個(gè)施工層、兩步三跨,計(jì)算要點(diǎn)之六 地基承載力計(jì)算,52,專業(yè)薈萃,抗彎強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性和撓度； 錨固件及其錨固連接的強(qiáng)度； 梁下建筑結(jié)構(gòu)的承載能力驗(yàn)算。,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=19m（總高60m），步距h=1.5m 兩個(gè)施工層、兩步三跨,計(jì)算要點(diǎn)之七 懸挑鋼梁（不小于16工）計(jì)算,53,專業(yè)薈萃,超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程,54,專業(yè)薈萃,55,專業(yè)薈萃,吊拉鋼索為安全儲(chǔ)備，按構(gòu)造設(shè)置，不計(jì)入懸挑梁受力（變形大） 注意lc、

20、lc1、 lc2 、lc3的取值與上圖中L1和L2的關(guān)系 L1=Lc1=100+1050+500+100=1750 L21.25L1 故Lc 1.25L1-300=1.25*1750-300=1887.5 取1900mm 注意L1 L2構(gòu)造要求與老規(guī)范的區(qū)別（更嚴(yán)格）,例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=19m（總高60m），步距h=1.5m 兩個(gè)施工層、兩步三跨 里立桿距墻500,56,專業(yè)薈萃,荷載,N-立桿軸向力 13.89kN12kN（H49 H19） q-懸挑梁自重205.13N/m=0.20513kN/m,57,專業(yè)薈萃,16工截面特性,58,專業(yè)薈萃,

21、例：48*3.5，排距l(xiāng)b=1.05，縱距l(xiāng)a=1.2，高度H=19m（總高60m），步距h=1.5m 兩個(gè)施工層、兩步三跨 里立桿距墻500,59,專業(yè)薈萃,彎矩圖kN.m,60,專業(yè)薈萃,剪力圖kN,61,專業(yè)薈萃,型鋼懸挑梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式： 型鋼懸挑梁的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算公式：,62,專業(yè)薈萃,懸挑梁整體穩(wěn)定系數(shù) b,y=lc/iy=1750/18.9=93120,當(dāng)懸挑長度不大于2.3m（2m）米時(shí)，按GB50017 公式B.5-1 計(jì)算：,63,專業(yè)薈萃,整體穩(wěn)定計(jì)算,計(jì)算不通過！,64,專業(yè)薈萃,變形圖 0.0229m1.750*2/250=0.014m 未通過！(設(shè)計(jì)值？標(biāo)準(zhǔn)值？

22、) E=2.06X108kN/m2 I =1.13X107mm4=1.13X10-5m4 EI=2327.8kN.m2,65,專業(yè)薈萃,懸挑梁構(gòu)造要點(diǎn) 懸挑鋼梁前端應(yīng)采用吊拉卸荷，吊拉卸荷的吊拉構(gòu)件有剛性的，也有柔性的，如果使用鋼絲繩，其直徑不應(yīng)小于14，使用預(yù)埋吊環(huán)其直徑不宜小于20（或計(jì)算確定），預(yù)埋吊環(huán)應(yīng)使用HPB235級(jí)鋼筋制作。鋼絲繩卡不得少于3個(gè)。 懸挑鋼梁懸挑長度一般情況下不超過2m能滿足施工需要，但在工程結(jié)構(gòu)局部有可能滿足不了使用要求，局部懸挑長度不宜超過3米。大懸挑另行專門設(shè)計(jì)及論證。 在建筑結(jié)構(gòu)角部，鋼梁宜扇形布置（聯(lián)梁?jiǎn)栴}） ；如果結(jié)構(gòu)角部鋼筋較多不能留洞，可采用設(shè)置預(yù)埋件焊接型鋼三角架等措施。 懸挑鋼梁支承點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)梁上，不得設(shè)置在外伸陽臺(tái)上或懸挑板上，否則應(yīng)采取加固措施。 定位點(diǎn)可采用豎直焊接長0.2m、直徑25mm-30mm的鋼筋或短管等方式。,66,專業(yè)薈萃,67,專業(yè)薈萃,68,專業(yè)薈萃,69,專業(yè)薈萃,70,專業(yè)薈萃,71,專業(yè)薈萃,72,專業(yè)薈萃,73,專業(yè)薈萃