悬挑式钢管脚手架设计

一.参数说明

悬挑式钢管脚手架的计算按照搭设形式的不同，包括有联梁和没有联梁的形式。

主梁距离联梁型钢联梁型钢阳角型钢主梁型钢主梁型钢带联梁悬挑脚架无联梁悬挑脚架这两种形式的计算有些不同。另外下列参数与落地架是完全一致的，不再赘述。

1．横向间距或排距(m)； 2．步距(m)；

3．立柱间距(m) ；

4．内排架距离墙体长度(m)； 5．脚手架搭设高度(m)； 6．脚手架布置； 7．钢管类型； 8．连墙件布置； 9．大小横杆布置； 10.荷载参数；

11.水平支撑梁的悬挑长度：水平支撑梁露在建筑物主体结构以外的部分，它应该稍微大于内立杆距离墙体长度与脚手架排距的和；

12.水平支撑梁的锚固长度：水平支撑梁与建筑物主体结构的连接点，距离水平支撑梁与楼板连接锚固点（如果两锚固点，选择距离比较近的）的长度。

需要特别指出，通常情况下即使有阳台，一般的阳台也不作为锚固受力段考虑，也就是说参数为0；但在比较特殊的情况下，阳台比楼板厚或阳台边上有支撑点才有阳台锚固段长度。如下图

内排架距离墙内排架距离墙锚固长度锚固长度第一道支撑距离墙墙锚固长度锚固长度阳台第一道支撑距离墙墙无阳台情况

有阳台情况13.水平支撑梁的截面特征：参数表提供了热轧工字钢和槽钢，先确定工字钢或槽钢，再确定工字钢或槽钢的型号；

14.布置参数：用户可以选择水平支撑梁的多种拉支方式，包括悬臂式挑支结构、上面布置钢丝拉绳（可以1道或多道，多道时可以平行或共点）、下面布置支杆（可以1道或多道，多道时可以平行或共点）。

15.计算条件：当水平支撑梁与建筑物主体结构采用螺栓或钢筋与楼板相连接时，采用铰接计算；当水平支撑梁与建筑物主体结构的预埋件采焊接连接时，采用固接计算。

16.锚固段采用螺栓与楼板连接：水平支撑梁与建筑物主体结的连接有两种方式，采用螺栓或钢筋与楼板相连接。

二. 技术条件

依据《建筑施工扣件式钢管脚手架技术规范》(JGJ130-2001)。 (一) 规范中计算要求

按照规范要求设计计算书应该包括的内容：

1.纵向和横向水平杆(大小横杆)等受弯构件的强度计算； 2.扣件的抗滑承载力计算； 3.立杆的稳定性计算；

4.连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；

5.悬挑水平主梁和联梁的强度计算和按照《钢结构设计规范》整体稳定性计算； 6.锚固段与楼板连接处压环、螺栓和楼板局部受压计算； 7.钢丝拉绳或斜支杆的强度计算。

(二) 悬臂挑梁的计算

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

RAN2kk1 RBNkk1 支座弯矩计算公式

MANmm1 C点最大挠度计算公式 Rmaxql1k2 2ql1k2 2qm2 2Nm2l1kNm12l1k1ml.ql214k23k3 3EI3EI3EI8 其中 k = m/l,k1 = ml/l。

(三) 悬挑梁上面联梁的计算

按照集中荷载作用下的简支梁计算，集中荷载P为立杆的传递力，计算简图如下

支撑按照简支梁的计算公式

n1PP 2(n21)Pl8n MmaxnPl8 RARBn为奇数

n为偶数(四) 悬挑主梁的计算

悬挑主梁应该按照超静定的连续梁进行计算，根据是否有锚固段来判断计算条件是铰接

（压环或螺栓连接主体结构），还是固接（焊接连接主体结构）。

悬臂部分脚手架荷载P的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

水平钢梁的整体稳定性计算公式如下 

Mf bWx570tb235 lhfy 其中 b—— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： b(五) 水平钢梁与楼板连接计算

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为  其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，取[f] = 205N/mm

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下： 锚固深度计算公式

2

Nf A hN

dfb 其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力； d —— 楼板螺栓的直径；

2

[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm； h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下： 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 Nb2d2fcc 4 其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力； d —— 楼板螺栓的直径；

b —— 楼板内的螺栓锚板边长；

fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值。

(六) 钢丝绳或支杆连接计算

钢丝拉绳(支杆)的内力计算：

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算： FgaFg K 其中[Fg] —— 钢丝绳的容许拉力(kN)；

Fg —— 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；

2

计算中可以近似计算Fg=0.5d，d为钢丝绳直径(mm)；

a —— 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取

0.85、0.82和0.8；

K —— 钢丝绳使用安全系数。 钢丝拉绳的吊环强度计算： 其中 f 为吊环受力的单肢抗剪强度，取[f] = 125N/mm2；可以计算得到钢丝绳吊环的最小直径。

斜支杆的强度计算： Nf ANf A 其中 N —— 受压斜杆的轴心压力设计值；

—— 轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到； i —— 计算受压斜杆的截面回转半径； l —— 受最大压力斜杆计算长度； A —— 受压斜杆净截面面积； —— 受压斜杆受压强度计算值；

2

[f] —— 受压斜杆抗压强度设计值，f = 205N/mm。

三、杆件计算

1、弯矩：

Fl 4式中 M——上杆承受的弯矩最大值（N．ｍ）；

Ｆ——上杆承受的集中荷载设计值（Ｎ）； l——上杆长度（ｍ）

２、弯曲强度：

MMWnf

式中 Ｍ——上杆的弯矩（N．ｍ）； Ｗn——上杆净载面抵抗矩（cm3）；

f——上杆抗弯强度设计值（N．ｍm2）；

３、挠度：

Fl3容许挠度 48EI式中 Ｆ——上杆承受的集中荷载设计值（Ｎ）；

l——上杆长度（ｍ）；

Ｅ——杆件的弹性模量（N．ｍm2），钢材可取206×103N/mm2 I——杆件截面惯性矩（mm4）

注：①计算中，集中荷载设计值F，应按可变荷载（活荷载）的标准值QK=1000N乘以可变弯荷载的分项系数Q1.4取用。

②抗弯强度设计值，采用钢材时可按f=215N/mm取用。 ③挠度及容许挠度均以mm计。

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四、移动式操作平台

1、杆件计算：

操作平台可以Φ48×3.5mm镀锌钢管作次梁与主梁，上铺厚度不小于30mm的木板作铺板。铺板应予固定，并以Φ48×3.5mm的钢管作产柱。杆件计算可按下列步骤进行。荷载设计值与强度设计值的取用杆件计算。

（1）次梁计算：

①恒荷载（永久荷载）中的自重，钢管以40N/m计，铺板以22040N/m2计；施工活荷载（可变荷载）以1500N/m2计。

按次梁承受均布荷载依下式计算弯矩：

1Mql2

8式中 M——弯矩最大值（N．ｍ）；

q——次梁上的等效均布荷载设计值（N/ｍ）； l——次梁计算长度（m）。

②按次梁承受集中荷载依下式作弯矩验算：

11Mql2Fl

84式中 q——次梁上仅依恒载计算的均布荷载设计值（N/ｍ）；

F——次梁上的集中荷载设计值，可按可变荷载以标准值为1000N计。

③取以上两项弯矩值中的较大值按公式MWnf计算次弯曲强度。 （2）主梁计算：

①主梁以立柱为支承点，将次梁传递的恒荷载和施工活荷载，加上主梁自重的恒荷载，按等效均匀荷载计算最大弯矩。

立柱为3根时，可按下式计算位于中间立柱上部的主梁负弯矩：

M0.125ql2

②以上弯矩值按公式MWnf计算主梁弯曲强度。 （3）立柱计算：

①立柱以中间立柱为准，按轴心受压依下式计算强度：

Nf

An式中 ——受压正应力（N/mm2）； N——轴心压力（N）；

An——立柱净截面面积（mm2）； f——抗压强度设计值（N/mm2）。

②立柱尚应按下式计算其稳定性：

Nf Al式中 ——受压构件的稳定系数，按立柱最大长细比采用；

i A——立柱的毛截面面积（mm2）

注：①计算中的荷载设计，恒荷载应按标准值乘以永久荷载分项系数Q1.2取用，

活荷载应按标准值乘以可弯荷载分项系数Q1.4取用。

②钢管的抗弯、抗压强度设计值可按f=215N/mm取用。

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五、悬挑式钢平台

1、杆件计算：

悬挑式钢平台可以槽钢作次梁与主梁，上铺厚不小于50mm的木板，并以螺栓与槽钢相固定。杆件计算可按下列步骤进行。荷载设计值与强度设计的取用同（杆件计算）。钢丝绳的取用应按现行的《结构安装工程施工操作规程》YSJ404-89的规定执行。

（1）次梁计算：

①恒荷载（永久荷载）中的自重，采用[10cm槽钢时以100N/m计，铺板以

1400N/m2计。按次梁承受均布荷载考虑，依公式Mql2计算弯矩。当次梁带悬

8臂时，依下式计算弯矩：

1Mql2122

8m式中 ——悬臂比值，；

l m——悬臂长度（m）；

l——次梁两端搁支点间的长度（m）。

②以上项弯矩值按公式MWnf计算次梁弯曲强度。

（2）主梁计算：

①按外侧主梁以钢丝绳吊点作支承点计算。为安全计，按里侧第二道钢丝绳不起作用，里侧槽钢亦不起作用计算。将次梁传递的恒荷载和施工活荷载，加上

1主梁自重的恒荷载，按公式Mql2计算外侧主梁弯矩值。主梁采用[20cm槽

8钢时，自重以260N/m计。当次梁带悬臂时，先按下式计算次梁所传递的荷载；再将此荷载化算为等效均布荷载设计值，加上主梁自重的荷载设计值，按公式

1Mql2计算外侧主梁弯矩值：

81ql12 2式中 R外——次梁搁支于外侧主梁上的支座反力，即传递于主梁的荷载（N）；

R外②将上项弯矩按公式MWnf计算外侧主梁弯曲强度。

（3）钢丝绳验算：

①为安全计，钢平台每侧两道钢丝绳均以一道受力作验算。钢丝绳子按下式计算其所受拉力：

qlT

2sina式中 T——钢丝绳所受拉力（N）；

q——主梁上的均布荷载标准值（N/m）；

l——主梁计算长度（m）； a——钢丝绳与平台面的夹角；当夹角为45O时，sina=0.707，为60O时，sina=0.886。

②以钢丝绳拉力按下式验算钢丝绳的安全系数K：

FKK

T式中 F——钢丝绳的破断拉力，取钢丝绳的破断拉力总和乘以换算系数（N）；

K——作吊索用钢丝绳的法定安全系数，定为10。