扣件式钢管脚手架力学计算

-1-扣件式钢管脚手架（落地式单、双排脚手架及模板支架）一、材料选用及构造要求1、钢管：ф48×3.5钢管，材质要求（含连墙件要求）Q235-A。构造要求：双排脚手架横向水平杆最大长度2200mm，其他杆件6500mm。进场检查：新管检查：进场出具质量合格证及质量检验报告；表面平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道，必须涂刷防锈漆。旧管检查：锈蚀检查每年一次，现场抽取锈蚀严重的钢管三根，检查要求外表面锈蚀深度≤0.5mm,超标禁止使用。新旧钢管上严禁打孔。2、扣件：采用可锻铸铁制作，要求螺栓拧紧扭力矩达65N·M时不得破坏。扣件使用前检查：是否有裂缝、变形，出现滑丝的螺栓必须更换。新旧扣件均应进行防锈处理。3、脚手板与立杆底座：脚手板采用钢跳板，尺寸3m×300mm，材质要求Q235-A。立杆底座采用螺旋底脚，底座要求可承受40KN压力。4、构造要求纵向水平杆设置在立杆内侧，长度贯穿纵向3跨以上，宜采用对接扣件连接，可搭接。搭接相邻接头应相互错开至少500mm且不宜设置在同步或同跨内。接头位置宜靠近主节点位置（立杆与纵横向水平杆三杆紧靠的扣接点），距离应不大于la/3。-2-la为立杆纵距。采用搭接连接时，搭接长度应不小于1m，等间距设3个旋转扣件固定，外侧扣件距离架管端头为100mm，扣件间距不小于400mm。脚手板可采取搭接或对接，搭接长度不小于200mm,搭接的钢跳板探出长度不小于100mm。对接脚手板下部横向托管间距不大于300mm,对接的钢跳板探出长度为130～150mm。作业层必须满铺脚手板，端部脚手板探出长度不应大于150mm。扫地杆设置：必须设置双向扫地杆，横向扫地杆在下，纵向扫地杆距离底座不大于200mm，当立杆基础标高不一致时，高差不得大于1m，应将高处扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。高处扫地杆距离基础标高变化位置不应小于500mm，脚手架底层步距不应大于2m。立杆除顶层顶部连接，接长必须采用对接扣件；单双排脚手架在外侧立面两端必须各设一道剪刀撑，由底至顶连续设置，搭设高度大于24m的整个外侧立面应连续设置；一字型、开口型凵双排脚手架两端必须设置横向斜撑。二、计算参数1、钢管（Q235-A钢）抗拉、抗压及抗弯强度设计值f=205N/mm2。弹性模量E=2.06×105N/mm2。ф48×3.5钢管面积A=489mm2，惯性矩I=12.19×104mm4，回转半径i=15.8mm，比重3.84kg/m（0.0384KN/m），截面模量W=5080mm3。2、扣件及底座直角、旋转扣件抗滑承载力设计值N=8KN（双扣件可取12-13KN）。对接扣件抗滑N=3.2KN-3-底座抗压N=40KN3、脚手板及其他附属参数钢跳板比重8.67kg/m（0.289KN/m2）密目式安全立网自重标准值0.01KN/m2）栏杆与挡脚板自重标准值（木挡板180mm高）0.14KN/m砼自重24KN/m3，钢筋自重1.1KN/m3（板）1.5KN/m3（梁），模板及附件自重标准值0.5KN/m2（板）0.75KN/m2（梁板）4、活荷载参数取用及要求装修脚手架作业层上施工活荷载标准值2KN/m2结构脚手架作业层上施工活荷载标准值3KN/m2风荷载标准值wk=0.7μz×μs×woμz为风压高度变化系数，查荷载规范，与地面粗糙程度有关。μs为体型系数，全封闭墙1.0φ，敞开、开洞及框架1.3φ，φ值查脚手架规范P48。施工活荷载标准值（砼浇筑）2KN/m2（溜槽）、6KN/m2（泵送）5、计算限值要求钢管抗拉、抗压及抗弯强度限值f=205N/mm2。脚手板、纵横水平杆容许挠度【v】=l/150与10mm中的小值（l为跨度）悬挑杆件容许挠度【v】=l/400（l为跨度）三、荷载效应组合计算纵横水平杆强度及变形：永久荷载+施工均布活荷载立杆稳定：1、永久荷载+施工均布活荷载-4-2、永久荷载+0.85（施工均布活荷载+风荷载）连墙件承载力：单排架风荷载+3KN双排架风荷载+5KN四、脚手架计算1、纵横向水平杆计算计算公式：σ=M/W≤f=205N/mm2(W=508mm3)Vmax≤[v]荷载计算：按计算参数取用。M=1.2MG+1.4MQMG:脚手板、模板、架体自重及钢筋、砼结构自重产生的弯矩MQ：施工活荷载产生弯矩横向水平杆按简支梁计算：Mmax=0.125qla2+集中力产生弯矩（作用于跨中为0.25Fla）Vmax=0.013qla4/（EI）+集中力产生挠度[作用于跨中为Fla3/(48EI)]纵向水平杆按三跨连续梁计算：Mmax=0.1qla2Vmax=0.677q'la4/（100EI）(单位分别为KN/m,mm4,N/mm2,mm4)q'与q相比，在荷载计算时可不考虑荷载分项系数水平杆传至立杆的竖向作用力计算：扣件连接Rmax支座节点处最大支反力=1.1qla要求Rmax≤Rc(抗滑力设计值)2、立杆计算-5-计算公式：不组合风荷载1.2N/（φA）≤f组合风荷载1.2[N/（φA）+MW/W]≤f荷载计算：N为荷载产生的轴向力MW为风荷载产生的弯矩，按三跨连续梁计算。MW=0.85×1.4×MWk=0.85×1.4×0.1Wklah2=0.119Wklah2Wk为风荷载标准值la为立杆纵距A为立杆截面积h为立杆步距φ为稳定系数，通过计算长细比λ查表可得λ=lo/i立杆计算长度lo=1.155μh系数μ取值查脚手架规范P17模板支架计算长度lo=h+2aa为立杆伸出顶层水平杆中心至支撑点距离可取a=200mm。3、连墙件计算抗滑验算：Nl=N风+No≤8KN（双扣件抗滑为12KN）N风=1.4Wk×AWNo为约束脚手架平面外产生轴力，单排架取3KN，双排架取5KNAW为每个连墙件覆盖作用面积的外侧迎风面积。稳定验算：Nl/（φA）≤f4、承载力验算要求立杆轴向力N≤Rd=40KN立杆底面平均压力P=N/A≤fg（地基承载力设计值）-6-立杆下部垫木板时，面积不得小于200mm×200mm，面积大于0.25m2时取有效面积0.25m2。fg=Kc×fgk（标准值）Kc为调整系数，砂石回填土取0.4，粘土取0.5，岩石砼取1.0