脚手架方案安全计算书（GB51210-2016规范）

悬挑式脚手架

扣件式脚手架计算书（计算软件：品茗安全计算软件V12.0）

计算依据：

1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

4、《钢结构设计规范》GB50017-2003

5、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

一、脚手架参数

卸荷设置	有	结构重要性系数γ0	1.1
脚手架安全等级	一级	脚手架搭设排数	双排脚手架
脚手架钢管类型	Ф48×3	脚手架架体高度H(m)	45
立杆步距h(m)	1.8	立杆纵距或跨距la(m)	1.5
立杆横距lb(m)	0.9	内立杆离建筑物距离a(m)	0.2
双立杆计算方法	不设置双立杆

二、荷载设计

脚手架设计类型	结构脚手架	脚手板类型	竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)	0.1	脚手板铺设方式	2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)	0.01	挡脚板类型	木挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)	0.17	挡脚板铺设方式	2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)	0.129	结构脚手架作业层数njj	2
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)	2	地区	广东东莞市
安全网设置	全封闭	基本风压ω0(kN/m2)	0.35
风荷载体型系数μs	1	风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)	1.05，1.05
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)	0.367，0.367

计算简图：

立面图

侧面图

三、纵向水平杆验算

纵、横向水平杆布置方式	纵向水平杆在上	横向水平杆上纵向水平杆根数n	2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)	205	横杆截面惯性矩I(mm4)	107800
横杆弹性模量E(N/mm2)	206000	横杆截面抵抗矩W(mm3)	4490

纵、横向水平杆布置

承载能力极限状态

q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.1×0.9/(2+1))+1.4×2×0.9/(2+1)=0.916kN/m

正常使用极限状态

q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))=(0.033+0.1×0.9/(2+1))=0.063kN/m

计算简图如下：

计算简图

1、抗弯验算

Mmax=0.1qla2=0.1×0.916×1.52=0.206kN·m

σ=γ0Mmax/W=1.1×0.206×106/4490=50.49N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.063×15004/(100×206000×107800)=0.098mm

νmax＝0.098mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=1.1qla=1.1×0.916×1.5=1.511kN

正常使用极限状态

Rmax'=1.1q'la=1.1×0.063×1.5=0.104kN

四、横向水平杆验算

承载能力极限状态

由上节可知F1=Rmax=1.511kN

q=1.2×0.033=0.04kN/m

正常使用极限状态

由上节可知F1'=Rmax'=0.104kN

q'=0.033kN/m

1、抗弯验算

计算简图如下：

计算简图

弯矩图(kN·m)

σ=γ0Mmax/W=1.1×0.457×106/4490=111.935N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

计算简图如下：

计算简图

变形图(mm)

νmax＝0.134mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[900/150，10]＝6mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=1.529kN

五、扣件抗滑承载力验算

横杆与立杆连接方式

单扣件

扣件抗滑移折减系数

1

扣件抗滑承载力验算：

纵向水平杆：Rmax=1.1×1.511/2=0.756kN≤Rc=1×8=8kN

横向水平杆：Rmax=1.1×1.529kN≤Rc=1×8=8kN

满足要求！

六、荷载计算

脚手架架体高度H	45	脚手架钢管类型	Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)	0.129

立杆静荷载计算

1、立杆承受的结构自重标准值NG1k

单外立杆：NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.129+1.5×2/2×0.033/1.8)×45=7.054kN

单内立杆：NG1k=7.054kN

2、脚手板的自重标准值NG2k1

单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(45/1.8+1)×1.5×0.9×0.1×1/2/2=0.878kN

1/2表示脚手板2步1设

单内立杆：NG2k1=0.878kN

3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2

单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(45/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=3.315kN

1/2表示挡脚板2步1设

4、围护材料的自重标准值NG2k3

单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×45=0.675kN

5、构配件自重标准值NG2k总计

单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.878+3.315+0.675=4.867kN

单内立杆：NG2k=NG2k1=0.878kN

立杆施工活荷载计算

外立杆：NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj)/2=1.5×0.9×(2×2)/2=2.7kN

内立杆：NQ1k=2.7kN

组合风荷载作用下单立杆轴向力：

单外立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(7.054+4.867)+ 1.4×2.7=18.085kN

单内立杆：N=1.2×(NG1k+ NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(7.054+0.878)+ 1.4×2.7=13.297kN

七、钢丝绳卸荷计算

钢丝绳不均匀系数α	0.85	钢丝绳安全系数k	6
钢丝绳绳夹型式	马鞍式	拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)	15.19
钢丝绳绳夹数量	3	吊环设置	共用
吊环钢筋直径d(mm)	22	钢丝绳型号	6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)	1400	钢丝绳受力不均匀系数Kx	1.5
卸荷系数Kf	0.8	上部增加荷载高度(m)	6
脚手架卸荷次数	1

第N次卸荷	钢丝绳直径(mm)	卸荷点位置高度hx(m)	卸荷点净高hj(m)	钢丝绳上下吊点的竖向距离ls(m)	上吊点距内立杆下吊点的水平距离HS(mm)	上吊点距外立杆下吊点的水平距离HS(mm)	卸荷点水平间距HL(m)
1	15.5	21	24	3	200	1100	1.5

钢丝绳卸荷

钢丝绳绳卡作法

钢丝绳连接吊环作法(共用)

第1次卸荷验算

α1=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/200)=86.186°

α2=arctan(ls/Hs)=arctan(3000/1100)=69.864°

钢丝绳竖向分力标准值，不均匀系数KX取1.5

由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算,计算钢丝绳竖向分力标准值时，立杆所受力按上面计算取标准值。

P1=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×10.631×24/45×1.5/1.5=6.804kN

P2=Kf×KX×N×hj(n+1)/H×HL/la=0.8×1.5×14.621×24/45×1.5/1.5=9.358kN

钢丝绳轴向拉力标准值

T1=P1/sinα1=6.804/sin86.186°=6.819kN

T2=P2/sinα2=9.358/sin69.864°=9.967kN

卸荷钢丝绳的最大轴向拉力标准值[Fg]=max[T1，T2]=9.967kN

绳夹数量：n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×9.967/(2×15.19)=1个≤[n]=3个

满足要求！

钢丝绳：

查表得，钢丝绳破断拉力总和：Fg=125kN

[Fg]'=α× Fg/k=0.85×125/6=17.708kN≥[Fg]=9.967kN

满足要求！

吊环最小直径dmin=(4A/π)1/2=(4×[Fg]/([f]π))1/2=(4×9.967×103/(65π))1/2=14mm

d=22≥dmin

满足要求！

注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2

第1次卸荷钢丝绳直径15.5mm，必须拉紧至9.967kN，吊环直径为22mm。

满足要求！

八、立杆稳定性验算

脚手架架体高度H	45	立杆计算长度系数μ	1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)	4490	立杆截面回转半径i(mm)	15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)	205	立杆截面面积A(mm2)	424
连墙件布置方式	两步两跨

1、立杆长细比验算

立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m

长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210

满足要求！

轴心受压构件的稳定系数计算：

立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m

长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132

查《规范》表A得，φ=0.188

2、立杆稳定性验算

组合风荷载作用

底部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N1=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k)×(hx1+(1-Kf)

×(hx顶-hx1)+max[6，(1-Kf)×hj顶])/H=(1.2×(7.054+4.867)+1.4×2.7)

×(21+(1-0.8)×(21-21)+max[6，(1-0.8)×24])/45=10.851KN

顶部卸荷段立杆

单立杆的轴心压力设计值N2=(1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k)×(H-hx顶)/H

=(1.2×(7.054+4.867)+1.4×2.7)×(45-21)/45=9.646kN

单立杆轴心压力最大值N=max(N1、N2)=10.851KN

Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.367×1.5×3.62)=0.18kN·m

σ=γ0[N/(φA)+ Mwd/W]=1.1×[10851.3/(0.188×424)+179788.896/4490]=193.791N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

九、连墙件承载力验算

连墙件布置方式	两步两跨	连墙件连接方式	扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)	3	连墙件计算长度l0(mm)	600
连墙件截面类型	钢管	连墙件型号	Ф48×3
连墙件截面面积Ac(mm2)	424	连墙件截面回转半径i(mm)	15.9
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)	205	连墙件与扣件连接方式	双扣件
扣件抗滑移折减系数	0.85

Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.367×2×1.8×2×1.5=5.549kN

长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896

(Nlw+N0)/(φAc)=(5.549+3)×103/(0.896×424)=22.503N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2

满足要求！

扣件抗滑承载力验算：

Nlw+N0=5.549+3=8.549kN≤0.85×12=10.2kN

满足要求！

十、立杆地基承载力验算

地基土类型	粘性土	地基承载力特征值fg(kPa)	115
地基承载力调整系数mf	1	垫板底面积A(m2)	0.25

立柱底垫板的底面平均压力p＝N/(mfA)＝10.851/(1×0.25)＝43.405kPa≤γufg＝1.254×115 =144.21kPa

满足要求！

(责任编辑：小熊)

---

欢迎大家讨论，有问题或者不理解，我尽量回复！