扣件式钢管脚手架设计计算

计算依据：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130－2011

钢管：采用φ48.3×3.6钢管,参数:A=5.06cm2， i=1.59cm，W=5.26cm3，I=12.71cm4。

一、荷载

（1）作用于脚手架上的荷载：

永久荷载——脚手架自重（立杆、水平杆、剪刀撑及扣件）、构配件自重（脚手板、栏杆、挡脚板及安全网）

可变荷载——施工荷载（作业层上人员、器具和材料自重），风荷载

（2）荷载标准值

永久荷载标准值按每米立杆承受的结构自重标准值，查表（表3-1）采用或自行计算；构、配件自重见表3-2和表3-3。

可变荷载中的施工荷载见表3-4。

《扣件架》规范附录A

表3-1 单、双排脚手架立杆承受的每米结构自重标准值gk（kN/m）

注：φ48.3×3.6钢管,扣件自重按本规范附录A表A.0.4采用.表内中间可按线性插入计算。

表3-2 脚手板自重标准值

表3-3 栏杆、挡脚板自重标准值

表3-4 施工均布荷载标准值

注：当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时，在同一个跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0kN/m2。

可变荷载中的水平风荷载标准值：

式中wk——风荷载标准值（kN/m2）；

z——风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》规定采用；

s——脚手架风荷载体型系数，见表3-5。（最为关键）

w0——基本风压（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》规定采用，取重现期n=10对应的风压值。

在风荷载体型系数中，可将脚手架视为钢管桁架。

表3-5 脚手架的风荷载体型系数μs

注：1）μstw值可将脚手架视为桁架，按国家标准《建筑结构荷载规范》规定计算；

2）φ为挡风系数，φ=1.2An/AW，其中An为挡风面积；AW为迎风面积。敞开式脚手架的φ值宜按本规范附录A表A.0.5采用。

3）密目式全封闭脚手架挡风系数φ不宜小于0.8。（常用密目式安全网）

二、关于μs 的计算

1.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）指出：“立网应该使用密目式安全网，其标准为每100cm2（10cm×10cm）的面积上，有2000个以上网目。”

2.在扣件式钢管脚手架立面外侧装设了全封闭密目安全网以后，脚手架挡风系数φ的计算就包括了两个方面：

（1）密目安全网的挡风系数φ1；

（2）架体本身的挡风系数φ2。(查规范附表，特殊情况才计算）

3.挡风系数φ的计算公式：

式中， φ1φ2/1.2为安全网与脚手架杆件重复计算部分，需扣除。

例：求安全网挡风系数φ1

例1：某扣件式钢管脚手架，其外侧立面采用全封闭安全网，安全网的网目密度为2300目/100cm2。每目孔隙面积A=1.3mm2，试计算该安全网的挡风系数φ1。

解：先将孔隙面积A换算成以cm2为单位，即：

A=1.3/100=0.013（ cm2）

An=100-nA=100-2 300×0.013=70.1（ cm2）

Aw=100 cm2（迎风面积）

代入公式得：

φ1=1.2An/Aw=1.2×70.1/100=0.841。

4、荷载效应组合

三、设计计算

（1）脚手架设计计算的基本内容

① 纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；（纵向水平杆宜按三跨连续梁计算，横向水平杆宜按简支梁计算）。

②立杆的稳定性计算。

③连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算。

④立杆地基承载力计算。

（2）扣件的承载力设计值

（3）脚手架立杆稳定计算

不组合风荷载时：

组合风荷载时

N——计算立杆轴向力设计值

φ——轴心受压构件的稳定系数

λ——长细比， λ=l0/i，l0=kμh 。

计算长度附加系数，其值取1.155，当验算立杆允许长细比时，取k=1。

单、双排脚手架立杆的计算长度系数μ

计算立杆段轴向力设计值

不组合风荷载时：

N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

组合风荷载时：

N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk

式中 NG1k——脚手架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2k ——构配件自重标准值产生的轴向力；

∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆可按一纵距（跨）内施工荷载总和的1/2取值。

由风荷载产生的立杆段弯矩设计值Mw，可按下式计算：

Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4(wkla)h2/10

式中：

Mwk——风荷载产生的弯矩标准值（N·mm）；

wk——风荷载标准值（kN/m2），

la——立杆纵距（m）。

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