脚手架设计 4．1 构配件 4．1．1 钢管：脚手架钢管采用3 号普通钢管φ48×3.5， 立杆最大长度6m，横向水平杆最大长度2.2m，每根钢管的最大质量不应大于25kg。钢管的尺寸和表面质量应符合下列规定：新钢管应有产品质量合格证，应有质量检验报告。钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。钢管外径48mm ，壁厚3.5mm ，端面切斜偏差不大于1.7mm 。旧钢管表面锈蚀深度≤0.5mm，锈蚀检查应每年一次，钢管的弯曲变形应符合规范要求，钢管上严禁打孔。 4．1．2 扣件：脚手架采用锻铸铁制作的扣件，扣件在螺拴拧紧扭力矩达65N.m 时，不得发生破坏。 扣件的质量应符合下列规定：新扣件应有生产许可证，法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、有变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。新旧扣件均应进行防锈处理。 4．1．3 脚手架板：脚手板采用木制，每块质量不宜大于30kg，厚度为50mm ，两端各设两道直径为4mm 的镀锌钢丝箍。 4．1．4 连墙件：连墙件同样采用脚手架管。 4．2 荷载 4．2．1 荷载的分类：作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。永久荷载分为：脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪力撑、横向斜撑和扣件等的自重。构配件自重，包括脚手板、拦脚板、安全网等防护设施的自重。可变荷载分为：施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重，风荷载。 4．2．2 荷载标准值：每米立杆承受的结构自重标准值，脚手架步距，纵距均为1.5m，φ48×3.5 钢管脚手架每米立杆承受的结构自重为 0.1505kg，木脚手板自重标准值0.35KN/m2， 栏杆与挡脚板自重标准值 0.14KN/m，脚手架安全网自重结构施工时，作用于脚手架上施工均布活荷载标准值为3KN/m2。作用于脚手架上的水平风荷载标准值为ωK=0.75KN/m2÷10＝0.075KN/m2. 4．2．3 荷载效应组合：设计脚手架的承重构件时，应根据使用过程中可能出现的荷载取其最不利组合进行计算。荷载效应组合 4．3 设计计算 4．3．1 纵向水平杆、横向水平杆计算。计算项目 荷载效应组合 纵向、横向水平杆强度与变形 永久荷载＋施工均布活荷载 脚手架立杆稳定 永久荷载＋施工均布活荷载 永久荷载＋0.85(施工均布活荷载＋ 风荷载) 连墙件承载力 风荷载＋3.0KN纵向、横向水平杆的抗弯强度计算δ＝M/W≤f。 式中M—弯曲设计值，M＝ 1.2MGK+1.4ΣMQK。 MGK —脚手板自重标准值产生的弯矩ΣMQK—施工荷载标准值产生的弯矩 W—载面模量 W=5.08cm3 f—钢材的抗弯强度设计值 f=205N/mm2=2050KN/mm2 纵向、横向水平杆的挠度应小于l/10mm ，悬挑受弯杆件l/400。 纵向、横向水平杆与立杆相连接时，其扣件的抗滑承载力R ≤Rc。 R—纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。 Rc —扣件抗滑承载力设计值（8.0KN） 4．3．2 立杆计算立杆的稳定性计算, N/ A+Mw/W ≤f 式中N—计算立杆段的轴向为设计值 N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQK —轴心受压构件的稳定系数λ= / 0=Kuh=1.155×1.8×1.5=3.119m =1.58cm λ=3.119×10/1.58≈20 查表得 =0.947 立杆的截面积 A =4.89cm2 Mw —计算杆段曲风荷载设计值产生的弯矩. Mw=0.85×1.4Mwk=0.85×1.4ωklah2 h—步矩1.5m la —立杆纵矩1.5m. f—钢材的抗压强度设计值. f=205N/mm2 计算立杆段的轴向力设计值 N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQK 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. ∑NQK=3KN/m2 ×1.5m2 ×12=54KN 立杆稳定性计算 Ha=[ Af-(1.2 NG2K+1.4∑NQK) ]/1.2gk Ha —按稳定计算的搭设高度. gk —每米立杆承受的结构自重标准值0.1505KN/m =0.947 A=4.89cm2=0.0489m f=205N/mm2=2050KN/m2 NG2K=3.84KN/m×1.5m+0.35KN/m2×1.5m2+0.14KN/m×1.5m=6.5KN ∑NQK=54KN 0.947×0.0489×2050－(1.2×6.5+1.4×54) =(94.9－83.4) ÷0.18=63.9m 经过验算立杆高度搭设12m 完全稳定合格. 4．3．3 连墙杆计算连墙件的强度、稳定性和连接强度计算: 连墙件的轴向力设计值NL=NLW+N0 NLW — 风荷载产生的连墙件轴向力设计值. NLW=1.4×0.075KN/m2×6m2=0.63KN N0 —连墙杆约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 N0=3KN NL=0.63+3=3.63KN=R 采用扣件连墙件验算抗滑承载力. RC=8.0KN R—抗滑承载力 R≤RC 符合要求经过验算墙杆件,每层楼搭设,水平距离≤3La(纵距)完全稳定合格 4．3．4 立杆地基承载力计算 立杆底面的平均压力应满足P≤fg. P—立杆基础底面的平均压力. P=N/A N—上部结构传至基础顶面的轴向力设计值. A—基础底面面积. A=0.049m2fg —地基承载力设计值 fg=KC fgk KC —地基承载力标准值 KC=0.4 fgk —地基承载力标准值 fgk=600kpaN=0.0384KN/m×12+0.0384×8×1.5+3KN/m2×1.5m2+0.35KN/m2×3 m2+0.14KN/m×1.5m=6.68KN P=6.68/0.049=136.3KN/m2=136.3KPa fg=0.4×600=240KPa P＜fg. 地基承载力完全满足脚手架要求. 4．3．5 挑梁及支撑计算挑梁的挠度必须小于悬挑受弯杆的容许挠度. 挑梁的抗弯强度必须小于钢材的抗弯强度设计值。 б=M/W ≤f 挑梁 受抗弯作用支撑受压 RA=1.0×54/3.6=15KN RB=1.0+3.6×54/3.6=56KN N—上部脚手架的自重及施工荷载。 h=3.6m L=1.0m f=205N/mm2 =2050KN/m2 挑梁杆件的弯矩 M=1.2MGK+1.4∑MQK W=5.08cm3=0.0508m3 MGK=0.35KN.m ∑MQK=54KN.m M=76KN.m б=76/0.0508=1496KN/m2≤f