碗扣式脚手架计算书

计算依据：

1、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016 2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 4、《钢结构设计标准》GB50017-2017

一、脚手架参数

结构重要性系数γ0 脚手架架体高度H(m) 立杆纵向间距la(m) 立杆步距h(m) 顶部防护栏杆高h1(m) 内立杆离建筑物距离a(mm) 1 19.8 1.5 1.8 1.5 150 脚手架安全等级 脚手架沿纵向搭设长度L(m) 立杆横向间距lb(m) 脚手架总步数n 纵横向扫地杆离地距离h2(mm) 脚手架立杆安放位置 II级 243 0.9 10 300 地基 二、荷载设计 脚手板类型 木脚手板 脚手板自重标准值Gkjb(kN/m) 密目式安全立网自重标准值脚手板铺设方式 2步1设 Gkmw(kN/m) 挡脚板类型 挡脚板铺设方式 装修脚手架作业层数nzj 木脚手板挡板 2步1设 2 基本2220.35 0.01 栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m) 0.17 装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m) 2 2 风压0.3 ω0(kN/m) 2风压高度变化系数μz(连墙件强度验算,0.736,0.650 立杆稳定性验算) 风荷载体型系数μs 1 0.221,0.195 风荷载标准值ωk(kN/m) 计算简图

碗扣脚手架剖面图

碗扣脚手架正面图

碗扣脚手架平面图

三、横向水平杆验算

横向水平杆钢管类型 SPG-90(Φ48X900) 横向水平杆自重Gkhg(kN) 0.036 单跨间水平杆根数njg 22 间水平杆布置方式 横向水平杆截面惯性矩I(mm) 横向水平杆截面抵抗矩W(mm) 341步1设 121900 5080 横向水平杆抗弯强度设计值[f](N/mm) 205 横向水平杆弹性模量E(N/mm) 2206000 承载能力极限状态

q=γ0×[1.2×(Gkhg/lb+Gkjb×la/(njg+1))+1.4Gkzj×la/(njg+1)]=1×[1.2×(0.036/0.90+0.350×1.50/(2.00+1))+1.4×2.000×1.50/(2.00+1)]=1.658kN/m 正常使用极限状态

q'=Gkhg/lb+Gkjb×la/(njg+1)+Gkzj×la/(njg+1)=0.036/0.90+0.350×1.50/(2.00+1)+2×1.5/(2+1)=1.215kN/m 计算简图如下：

1、抗弯验算

Mmax=qlb2/8=1.658×0.902/8=0.168kN.m

σ=Mmax/W=0.168×106/5080=33.046N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 νmax

=5q'lb4/(384EI)=5×1.215×9004/(384×206000×121900)=0.413mm≤[ν]=min[lb/15010]=min[900/150，10] =6mm 满足要求！ 3、支座反力计算

，

承载能力极限状态

R1=R2=qlb/2=1.658×0.90/2=0.746kN 正常使用极限状态

R1'=R2'=q'lb/2=1.215×0.90/2=0.547kN 4、水平杆接头焊接剪切强度验算

τ端部= qlb/2=1.658×0.90/2=0.746kN≤[τ]=25kN 满足要求！

四、间水平杆验算

单跨间水平杆根数njg 间水平杆钢管类型 间水平杆抗弯强度设计值[f](N/mm) 间水平杆弹性模量E(N/mm) 222 JSPG-90 205 206000 间水平杆布置方式 间水平杆自重Gkjg(kN) 间水平杆截面惯性矩I(mm) 间水平杆截面抵抗矩W(mm) 341步1设 0.044 121900 5080 承载能力极限状态 q=γ0×[1.2×(Gkjs/lb+Gkjb×la/(njg+1) N/m

正常使用极限状态

q'=Gkjs/lb+Gkjb×la/(njg+1)+Gkzj×la

/(njg+1)=0.044/0.90+0.350×1.50/(2.00+1)+2×1.5/(2+1)=1.224kN/m 计算简图如下：

)+1.4×Gkzj×la

/(njg+1)]=1×[1.2×(0.044/0.90+0.350×1.50/(2.00+1))+1.4×2.000×1.50/(2.00+1)]=1.669k

1、抗弯验算

Mmax=qlb2/8=1.669×0.902/8=0.169kN.m

σ=Mmax/W=0.169×106/5080=33.258N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算 νmax

=5q'lb4/(384EI)=5×1.224×9004/(384×206000×121900)=0.416mm≤[ν]=min[lb/15010]=min[900/150，10] =6mm 满足要求！ 3、支座反力计算 承载能力极限状态

R1=R2=qlb/2=1.669×0.90/2=0.751kN 正常使用极限状态

R1'=R2'=q'lb/2=1.224×0.90/2=0.551kN 4、水平杆接头焊接剪切强度验算

τ端部= qlb/2=1.669×0.90/2=0.751kN≤[τ]=25kN 满足要求！

，

五、纵向水平杆验算

纵向水平杆钢管类型 单跨间水平杆根数njg 2SPG-90(Φ48X900) 纵向水平杆自重Gkzg(kN) 2 间水平杆布置方式 纵向水平杆截面惯性矩I(mm) 纵向水平杆截面抵抗矩W(mm) 340.06 1步1设 121900 5080 纵向水平杆抗弯强度设计值[f](N/mm) 205 纵向水平杆弹性模量E(N/mm) 2206000 承载能力极限状态 由上节可知F1=R1=0.751kN/m

q=γ0×1.2×Gkzg/la=1×1.2×0.060/1.50=0.048kN/m 正常使用极限状态 F1'=R1'=0.551kN/m

q'=Gkzg/la=0.060/1.50=0.040kN/m 计算简图如下：

1、抗弯验算

σ=Mmax/W=0.3×106/5080=76.575N/mm2≤[f]=205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算

νmax =2.734mm≤[ν]=min[la/150，10]=min[1500.00/150，10] =10.00mm 满足要求！

3、水平杆接头焊接剪切强度验算

τ端部=0.787kN≤[τ]=25kN 满足要求！

4、下碗扣组焊后剪切强度验算

τ端部=2×0.787+0.746=2.320kN≤[τ]=60kN 满足要求！

六、荷载计算

立杆钢管类型 LG-A-180(Φ48X180立杆自重Gkl(kN) 0) 专用斜杆 专用外斜杆 0.102 外斜杆材料形式 WXG-1518(Φ48 × 2340) 外斜杆自重Gkwg(kN) 0.093 外斜杆布置 5跨1设 水平斜杆材料形式 水平斜杆自重Gksg(kN/m) 钢管扣件 0.038 水平斜杆钢管扣件类型 水平斜杆布置 Φ48×3.5 10步1设 1、结构自重标准值NG1k

(1)、立杆的自重标准值NG1k1

外立杆：NG1k1=H×Gkl/1.80=19.800×0.102/1.80=1.122kN 内立杆：NG1k1=1.122kN

(2)、纵向水平杆的自重标准值NG1k2

外立杆：NG1k2=Gkzg×(n+1)=0.060×(10.00+1)=0.660kN 内立杆：NG1k2=0.660kN

(3)、横向水平杆的自重标准值NG1k3

外立杆：NG1k3=Gkhg×(n+1)/2=0.036×(10.00+1)/2=0.198kN 内立杆：NG1k3=0.198kN (4)、外斜杆的自重标准值NG1k4

外立杆：NG1k4=Gkwg×n×1/5=0.093×10.00×1/5=0.186kN 1/5表示专用外斜杆5跨1设 (5)、水平斜杆的自重标准值NG1k5 外

立

杆

：

NG1k5=(n+1)×Gksg×(la2+lb2)0.5×1/10/2=(10.00+1)×0.038×(1.502+0.902)0.5×1/10/2=0.037kN

1/10表示钢管扣件水平斜杆10步1设 内立杆：NG1k5=0.037kN (6)、间水平杆的自重标准值NG1k6

外立杆：NG1k6=(n+1)×njg×Gkjg×1/1/2=(10.00+1)×2.00×0.044×1/1/2=0.484kN 1/1表示间水平杆1步1设 内立杆：NG1k6=0.484kN 结构自重标准值NG1k总计 外

立

杆

：

NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k4+NG1k5+NG1k6=1.122+0.66+0.198+0.186+0.037+0.48

4=2.687kN； 内

立

杆

：

NG1k=NG1k1+NG1k2+NG1k3+NG1k5+NG1k6=1.122+0.66+0.198+0.037+0.484=2.501kN； 2、构配件自重标准值NG2k

(1)、脚手板的自重标准值NG2k1 外

立

杆

：

NG2k1=(n+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(10.00+1)×1.50×0.90×0.350×1/2/2=1.299kN； 1/2表示脚手板2步1设 内立杆：NG2k1=1.299kN；

(2)、栏杆挡脚板的自重标准值NG2k2

外立杆：NG2k2=(n+1)×la×Gkdb×1/2 =(10.00+1)×1.50×0.170×1/2=1.403kN； 1/2表示挡脚板2步1设

(3)、围护材料的自重标准值NG2k3

外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H =0.010×1.50×19.80=0.297kN； 构配件自重标准值NG2k总计

外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.299+1.403+0.297=2.999kN； 内立杆：NG2k=NG2k1=1.299=1.299kN； 单立杆施工活荷载计算

外立杆：NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2= 1.50×0.90×(2.00×2.00)/2=2.700kN； 内立杆：NQ1k=2.700kN； 组合风荷载作用下单立杆轴向力：

外立杆：N =1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.687+2.999)+1.4×2.700=10.603kN 内立杆：N =1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.501+1.299)+1.4×2.700=8.340kN

七、立杆稳定性验算

立杆钢管类型 LG-A-180(Φ48X180立杆自重Gkl(kN) 0) 30.102 立杆截面抵抗矩W(mm) 5080 立杆截面回转半径i(mm) 15.8 立杆抗压强度设计值[f](N/mm) 2205 立杆截面面积A(mm) 24 1、立杆长细比验算 l0=kμh=1×1.55×1800=2790mm 长细比λ=l0/i=2790/15.800=176.582≤230 满足要求！ 2、立杆稳定性验算

l0=kμh=1.155×1.55×1800=3222.45mm 长细比λ=l0/i=3222.45/15.8=203.953

查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016附表C.0.1得，φ= 0.175

Mw=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζwklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.195×1.5×3.62)=0.096kN·m 立

杆

的

轴

心

压

力

设

计

值

N

=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.687+2.999)+1.4×2.700=10.603kN σ=γ0×[N/(φA)+Mw/W]

=1×[10602.52/(0.175×4.00)+0.096×106/5080]=142.702N/mm2≤ [f]=205N/mm2 满足要求！

八、连墙件承载力验算

连墙件布置方式 连墙件计算长度l0(mm) 连墙件型号 连墙件截面回转半径i(mm) 扣件抗滑移折减系数 两步三跨 600 Φ48×3.5 15.8 0.85 连墙件连接方式 连墙件截面类型 连墙件截面面积Ac(mm) 连墙件抗压强度设计值[f](N/mm) 扣件连接方式 22扣件连接 钢管 4 205 双扣件 NLw=1.4ωkLlHl=1.4ωk2h3la=1.4×0.221×2×1.80×3×1.50=5.012kN 长细比λ=l0/i=600.00/15.80=37.975，查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2016附表C.0.1得，φ= 0.6

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，取3.00kN。 γ0×NL

/(φAc)=γ0×

(NLw+N0)/(φAc)=

1×(5.012+3)×103/(0.6×4)=18.287N/mm2≤0.85×[f] = 0.85×205=174N/mm2 满足要求！

扣件抗滑承载力验算：

γ0×NL=γ0×(NLw+N0)=1×(5.012+3.000)=8.012kN≤0.85×12.00=10.200kN 满足要求！

九、可调底座承载力验算

可调托座承载力容许值[N](kN) 30 由立杆稳定性一节可知可调底座最大受力： Rmax=γ0×N =10.603kN≤[N]=30.00kN 满足要求！

十、立杆地基承载力验算

地基土类型 地基承载力调整系数mf 粘性土 0.5 地基承载力特征值fg(kPa) 垫板底面积A(m) 2140 0.25 立杆底垫板平均压力P=N/(mfA)=10.603/(0.50×0.25)=84.820kPa≤γufg＝1.254×140 =175.56kPa 满足要求！