3米宽长30米高20米钢管架怎么计算

脚手架结构设计规定计算　　1993制订并发《编制建筑施工脚手架安全技术标准统规定》（建标〔1993〕062号简称《统规定》）涉及风荷载计算、实用设计表达式等脚手架设计计算关问题作规定经4应用研究1997通并发该规定修订稿基本形脚手架设计计算框架即陆续颁布实施各种建筑施工脚手架安全技术规范指导性文件　　由脚手架杆（构）件连接件搭设各种形式脚手架、支撑架其用途架所形脚手架结构具其自身特点同于工程结构能完全套用钢结构计算应依据《统规定》确定要求进行设计计算　　1《统规定》脚手架结构设计计算规定　　1.1设计设计要求规定　　1.1.1规定脚手架结构律采用概率理论基础极限状态设计（简称概率极限状态设计即目前我工程结构设计采用）进行设计　　1.1.2规定脚手架结构临工程结构其结构重要性系数γ0取0.9　　1.1.3脚手架结构设计靠度要求考虑足够统计数据积累情况确定其采用概率极限状态设计结应与我历史使用经验相致即若采用单系数进行设计其单安全系数应满足：强度计算K1≥1.5；稳定计算K2≥2.0计算式引入材料强度附加项系数γ′m或抗力附加项系数γ′Rγ′R＝γ0γ′m＝0.9γ′m　　1.1.4规定钢管脚手架结构归入薄壁型钢结构涉及设计焊接连接、选用轴受压杆件稳定系数φ应使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）　　1.1.5规定脚手架设计计算项目般应包括：　　（1）构架整体稳定性计算（转化立杆稳定性计算）；　　（2）水平杆件强度、稳定性刚度验算；　　（3）附着、连墙件强度稳定性计算；　　（4）抗倾覆验算；　　（5）基基础支承结构验算　　脚手架结构设置设计都符合相应规范必计算要求进行计算；作业层施工荷载构架尺寸超规范限定般进行水平杆件计算脚手架失稳（包括整体、局部单肢）破坏其危险所般必须进行计算；脚手架局部或单肢显著荷载或度增进行局部或单肢立杆失稳验算总述规定计（验）算项目凡没必计算靠依据均应进行计算　　1.1.6按概率极限状态设计要求刚度（即变形）验算荷载取标准值；强度稳定验算荷载取设计值荷载设计值等于其标准值乘荷载项系数恒载（自重）项系数γGK取1.2（抗倾覆验算荷载利取0.9）；载（施工荷载、风荷载）项系数（γQK、γwk）取1.4；同组合施工荷载风荷载荷载组合系数ψ取0.85　　1.2般实用设计表达式规定　　《统规定》按两类构件（受弯、轴受压）两类荷载（组合风载、组合风载）别给脚手架结构般实用设计表达式共两组4式　　于受弯构件：　　组合风载1.2SGK+1.4SQK　　组合风载1.2SGK+1.4SGK　　于轴受压杆件：　　组合风载1.2SGK+1.4SQK　　组合风载.2SGK+1.4×0.85　　根据本文1.1.3脚手架结构设计靠度要求通概率极限状态设计与单系数两种设计表达式比较γ’m计算式　　于受弯构件：　　组合风载γ’m＝1.19　　组合风载γ’m＝1.19　　于轴受压杆件：　　组合风载γ’m＝1.59　　组合风载γ’m＝1.59　　其　　各式：　　SCK———恒载标准值作用效应（轴力NGK、弯矩MGK）；　　SQK———施工荷载标准值作用效应（轴力NQK、弯矩MQK）；　　Swk———风荷载标准值作用效应（轴力Nwk、弯矩Mwk）；　　fk———材料强度标准值；　　f———材料强度设计值　　γR———抗力项系数钢结构γR取1.165；　　W———截面模量（截面抵抗矩）；　　φ———轴受压杆件稳定系数；　　A———杆件毛截面积　　便计算各脚手架标准编制组根据相应脚手架受荷情况统计ηλ值范围编制γ’m表供读者使用亦取　　给KI值例已定稿《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》取KI＝0．725（用于稳定计算）　　相应轴力弯矩取代般实用设计表达式作用效应S即设计使用计算式（见述）计算式般都采用荷载计算值作用效应即计算式现荷载项系数　　1.3风荷载计算规定　　《统规定》给脚手架所受风压标准值Wk计算式　　脚手架设置高度＜100m：　　脚手架设置高度≥100m：　　式W0———基本风压；　　μz———风压高度变化系数；　　βz———高度z处风振系数；　　μs———风荷载体型系数（表1）；　　μztw———按桁架确定风荷载体型系数；　　φ———按脚手架封闭状况确定挡风系数；　　0.7———按5重现期确定基本风压折减系数某些特殊情况采用高于0.7值低于值　　W0、μz、βz、μstw均按《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）相应规定选用或计算确定其μstw按其表6.3.1第32第36项计算　　表1脚手架风荷载体型系数　　背靠建筑物状况全封闭敞洞　　手脚架状况各种封闭情况1.0φ1.3φ　　敞μstw　　2落式脚手架结构主要验算　　落搭设脚手架结构包括单排、双排、排（满堂）脚手架支撑架主要承受竖向荷载作用其整体结构或单肢立杆抗失稳能力远低于相应强度承载能力其计算度（等于节点间实际度乘计算度系数μ）所受轴荷载作用较现失稳破坏稳定性其主要验算项目强度验算主要基基础、连墙件抗拉、水平杆件抗弯等连墙件受水平压力作用则需验算其轴受压稳定性水平杆件都其自身跨度界值LJ实用跨度L＜LJ其承载能力受抗弯强度条件控制仅需验算强度必验算变形；L＞LJ则受其变形条件控制仅需验算变形脚手架水平杆件LJ值及其相应界值荷载及同跨度控制荷载等均文献1第425～436页查读者据判断否需要进行验算　　2.1单、双排脚手架整体稳定性验算　　单、双排扣件式钢管脚手架整体稳定性验算较全面、细致深入研究基础提其计算作参考初步给碗扣式钢管脚手架整体稳定性计算两种脚手架单肢立杆稳定性计算其计算结安全（今试验数据作必要调整）门式钢管脚手架则单榀门架承载力基础相应给其整体稳定性计算其钢制脚手架稳定性计算参照三种脚手架稳定性计算原则加研究解决　　2.1.1扣件式钢管脚手架整体稳定性验算　　?扣件式钢管脚手架整体稳定性计算系通种用构架尺寸连墙点设置1∶1原型单、双排脚手架段进行整体加荷试验其现整体失稳破坏临界荷载Pcr代入公式φ0＝Pcr/Afy（A立杆毛截面积fy立杆钢材屈服强度）φ0脚手架段整体稳定系数φ0视立杆段（度步距H）稳定系数由《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）附录三查相应于φ0细比λ0由μ0＝λ0i/h（i立杆转半径）即立杆计算度系数μ0经试验数据综合整理确定计算扣件式钢管脚手架整体稳定性立杆计算度系数μ取值（表2）μ值已综合考虑整架作用、连墙点作用及荷载偏初弯曲等初始缺陷影响复杂脚手架整体性验算转简单立杆稳定性验算结代入述设计表达式即验算整体稳定性实用式　　?表2扣件式钢管脚手架整体稳定性验算立杆计算度系数μ　　类别立杆横距(m)连墙件布置　　2步3跨3步3跨　　双排架1.051.501.70　　1.301.551.75　　1.551.601.80　　单排架1.85　　组合风载：　　N＝1.2NGK＋1.4NQK　　组合风载：　　N＝1．2NGK＋1．4×0．85NQKMW＝1．4×0．85MWK式N、MW———别立杆轴向力设计值风载弯矩设计值；NGK、NQK———别由恒载、施工荷载产立杆轴向力标准值；W———立杆截面抵抗矩；MWK———由风载产立杆弯矩标准值按步骤计算　　（1）按式（9）或式（10）确定风压标准值　　（2）确定立杆所受风线荷载标准值qwk：　　式An挡风面积即宽立杆纵距La、高步距H风载计算单元内实际挡风面积计算An采用密目安全网者按其实围立面积50%计并应同计算杆件挡风面积（1.15×杆件挡风面积1.15系数考虑杆件连接点阻力增系数）；采用挡风材料封闭者用其封闭面积　　（3）由qwk按情况确定Mwk：　　连墙件按2步3跨设置按3跨连续梁确定Mwk（查相应结构静力计算图表）；按3步3跨设置按2跨连续梁查Mwk　　我现行工程结构设计规范均已采用概率极限状态设计规范所给强度设计值f由抗力项系数γR除强度标准值计算作用效应N、M荷载计算值（考虑荷载项系数组合系数）些读者往往使用f却用荷载标准值应注意　　2.1.2碗扣式钢管脚手架整体稳定性验算　　碗扣式钢管脚手架整体稳定性验算目前所做相应试验够（仍继续进行）其与扣件式钢管脚手架相类似试验结析看由于杆件采用轴连接等素使其稳定承载能力比相应构架情况扣件式钢管架提高15%取碗扣架计算度系数μ1则　　确定验算碗扣式钢管脚手架整体稳定性其μ1值按表2数值乘0．9325采用其均采用扣件式钢管脚手架计算经几试用满足使用安全要求2.1.3门式钢管脚手架整体稳定性验算?门式钢管脚手架整体稳定性单榀门架计算其门架立杆稳定系数φ按组合杆件确定其稳定验算式组合风载仍使用式（11）N榀门架轴向力设计值；组合风载按式计算：　　式Mwk———风载弯矩标准值　　hw———连墙件竖距；　　φ———门架立杆稳定系数按查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附录三其：　　I———门架立杆换算截面转半径；　　I0———门架立杆截面惯性矩；　　I1、h1———门架加强杆截面惯性矩高度；　　h0———门架高度；　　A———门架立杆毛截面积；　　f———门架钢材强度设计值：Q235钢用205N/mm2；16Mn钢用300N/mm2；　　γ’R———考虑脚手架工作条件抗力调整系数取　　2.2非单、双排脚手架结构单肢立杆稳定性验算非单、双排脚手架结构包括排或满堂设置脚手架模板支撑架由于尚系统试验研究其结构单肢立杆稳定性验算暂参考单、双排脚手架计算研究相关规范加临解决即脚手架立杆段视侧移层框架柱横杆视计算立杆段约束杆件采用《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附表4.2规定计算单肢立杆按侧移框架柱考虑计算度系数μ’0该单肢立杆双排脚手架立杆则μ'0应与相应双排脚手架μ值致由于两者计算依据同μ’0≠μ引入两调整系数m1（考虑连墙件设置情况调整系数）m2（考虑另向水平杆件约束作用调整系数）由μ’＝μ＝m1m2μ’0特定情况求m1m2数值用μ’＝m1m2μ’0计算扣件式钢管脚手架各种构架情况单肢立杆计算度系数μ’数值表用前述取碗扣式钢管脚手架单肢立杆计算度系数μ’1则μ’1＝0.9325μ’μ’μ’1数值表见文献1第461～466页μ’（或μ’1）即按前述相应稳定系数φ　　扣件式或碗扣式脚手架结构单肢立杆稳定验算（视其荷载作用情况轴受压杆件压弯杆件）采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）计算式规定　　述计算既考虑脚手架结构本身刚度条件考虑脚手架结构连墙约束整体作用同按同h/Lb、h/La连墙件设置情况别给首步架其步架角立杆、边立杆与立杆（别两面、三面四面设横杆）μ’（或μ’1）值既用于验算单、双排脚手架结构单肢立杆稳定性亦用于验算排满堂脚手架结构稳定性　　计算排满堂脚手架结构稳定性连墙条件按界定采用：　　（1）架两向立杆排数≥8、杆距≤1.5m、且整体性较即设足够整体性拉结杆件（斜杆、剪刀撑、斜撑等）按2步3跨连墙考虑；　　（2）架两向立杆排数＜8、杆距≤1.5m且整体性较按3步3跨连墙考虑；　　（3）杆距＞1.5m或具其整体性较差情况取μ’值1.80～1.85即接近于单排脚手架工作情况　　2.3其验算项目计算注意事项?　　2.3.1水平杆件强度验算　　水平杆件包括纵、横向水平杆脚手板等其超构造跨度规定超载或受集荷载作用般需要进行计算；跨度荷载较般应进行强度验算依其支承情况按简支梁或2～3跨连续梁使用式（1）或式（2）进行验算验算要遗漏公式右端抗力项调整系数应先确定γ’m值?门式钢管脚手架门架门式框架构件其承载力取决于荷载作用点部位受集力作用作用点位于门架立柱承载力位于门架立柱加强杆间位于横梁跨设计应尽量避横梁部受集力作用　　2.3.2连墙件验算　　连墙件般按承受水平力作用进行设计其所受水平力NL按式计算：　　NL＝NW＋3kN　　式Nw自由风荷载产连墙件轴向力（或水平力）计算脚手架视支承于连墙件三跨连续梁跨度取连墙件竖距hw取其风线荷载作用支座反力Nw；3kN脚手架平面外变形所引起连墙件轴向力　　连墙件采用脚手钢管并扣件脚手架连接应使用式（2）进行计算并同验算扣件抗滑要求每扣件抗滑力8.5kN抗滑满足增加扣件设置　　连墙件钢结构构件应按《钢结构设计规范》（GBJ17-88）规定进行设计　　2.3.3基承载力验算　　脚手架立杆基础（或支座、垫板）底面承载力按式验算：　　式P———脚手架立杆基础底面处平均应力设计值；　　A———基础底面面积；N———脚手架立杆传至基础顶面轴力设计值按式确定：f＝K.fk　　fk———基承载力标准值；　　K———调整系数碎石土、砂土、填土取0.4；粘土取0.5；岩石、混凝土取1.0　　2.3.4计算注意事项　　（1）作业层施工荷载标准值结构脚手架取3kN/m2装修（含装饰修缮作业）脚手架取2kN/m2围（防）护架按1kN/m2计算模板支撑架、安装支撑架实用荷载超述规定脚手架应按实用荷载设计脚手架支撑架定型产品按其设计荷载采用均低于1kN/m2（2）脚手架设置构造非脚手架结构部型钢件应使用相应钢结构规范进行设计　　（3）脚手架设置涉及连墙、附墙、预埋件、临支撑工程加固措施等应按相应结　　构设计规范验算并应取工程设计同意或请工程设计相应结构进行验算