根據(jù)《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）對外腳手架的規(guī)定；提出應(yīng)該逐步淘汰竹腳手架，推廣扣件式鋼管腳手架。《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ130-2001）對扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)原則和計(jì)算方法都作出了規(guī)定。筆者以該規(guī)范為依據(jù)，系統(tǒng)地對扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)計(jì)算作如下闡述。

一、橫向、縱向水平桿計(jì)算

1．橫向、縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：

σ=M/W≤f

式中M—彎矩設(shè)計(jì)值，按M=1.2M_GK+1.4M_QK計(jì)算，M_GK為腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，M_QK為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩。

W—截面模量，查表φ48×3.5mm鋼管W=5.08cm³

f—鋼材的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值，f=205N/mm²

（1）橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度

計(jì)算橫向水平桿的內(nèi)力時按簡支梁計(jì)算如圖1，計(jì)算跨度取立桿的橫距l(xiāng)₀=80mm，腳手架橫向水平桿的構(gòu)造計(jì)算外伸長度a₁=300mm，a₂=100mm。



圖1 橫向水平桿計(jì)算簡圖

①永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值g_k包括每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值0.136kN/m（縱距1.5m，步距1.8m），腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值0.35kN/m²和欄桿與擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值0.14kN/m（如圖2）

g_k=0.136+0.35×1.2+0.14

=0.696kN/m

=696N/m





其中，圖2a）等效于圖2b）



圖2 結(jié)構(gòu)自重計(jì)算簡圖



②施工均勻活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

q_k=3kN/m²×0.75m

=2.25kN/m=2250N/m

（橫向水平桿間距為0.75m）



圖3 施工荷載計(jì)算簡圖



M=1.2M_GK+1.4M_QK

=1.2×11.31+1.4×180

=265.57Nm



所以橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度滿足安全要求。

（2）縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度按圖4三跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度取縱距l(xiāng)_a=1500mm。F為縱向水平桿跨中及支座處的最大荷載，分別按靜載P和活載Q進(jìn)行計(jì)算，圖4中作用支座上的F力在彎距計(jì)算時可以不用考慮。



圖4 縱向水平桿計(jì)算簡圖

①考慮靜載情況：



按圖5靜載布置情況考慮跨中和支座最大彎矩。



圖5 靜載狀況下計(jì)算簡圖

M₁=0.175Pl_a

M_B=M_C=-0.15Pl_a

②考慮活載情況：

Q=1/2q_kl₀=1/2×2250×0.8=900N

按圖6、7兩種活載最不利位置考試跨中最大彎矩。



圖6 活載最不利狀況計(jì)算簡圖之（1）



圖7 活載最不利狀況計(jì)算簡圖之（2）

M₁=0.213Ql_a

按圖8、9兩種活載是最不利位置考慮支座最大彎矩。



圖8 活載最不利狀況計(jì)算支座彎矩之（1）



圖9 活載最不利狀況計(jì)算支座彎矩之（2）

M_B=M_C=-0.175Ql_a

根據(jù)以上情況分析，可知圖5與圖6（或圖7）這種靜載與活載最不利組合時M₁跨中彎矩最大。

M_GK=0.175Pl_a=0.175×522×1.5=137.03Nm

M_QK=0.213Ql_a=0.213×900×1.5=287.55Nm

M=1.2M_GK+1.4M_QK

=1.2×137.03+1.4×287.55

=567.01Nm



2．縱向、橫向水平桿的撓度按下式計(jì)算：

υ≤[υ]

式中N ——撓度

[υ]——容許撓度，按規(guī)范表格取l/150。

（1）橫向水平桿的撓度

①考慮靜載情況（圖2）





查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》中梁在均布荷載作用下的最大撓度表，用K₁、K₂值采用插入法求得系數(shù)。



式中E——鋼材的彈性模量，

E=2.06×10⁵N/mm²

I——φ48×3.5mm鋼管的慣性矩，I=12.19cm⁴

②考慮活載情況（圖3）



兩種情況疊加，得



所以橫向水平桿的撓度滿足安全要求。

（2）縱向水平桿的撓度

①考慮靜載情況（圖5）



②考慮活載情況（圖4）



兩種情況疊加，得



所以縱向水平桿的撓度滿足安全要求。

3．縱向水平桿與立桿連接時扣件的抗滑承載力應(yīng)符合下式規(guī)定：

R≤R_c

式中R——縱向水平桿傳給立桿的豎桿作用力設(shè)計(jì)值

R_c——扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，按規(guī)范表取R_c=800kN

縱向水平桿與立桿連接時扣件受到的垂直作用力包括貼立桿的橫向水平桿荷載F和M₁在扣件處引起的與F同向的最大剪力V之和。

F=1.2P+1.4