二、悬挑式脚手架各组件的验算
（一）型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011) 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001) 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) 《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99) 《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 本工程的施工图纸。
（二）现以第二段结构悬挑脚手架作安全性验算 1、大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1）均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m ；
脚手板的自重标准值:P2=0.3530.95/(2+1)=0.111kN/m ； 活荷载标准值: Q=230.95/(2+1)=0.633kN/m；
静荷载的设计值: q1=1.230.033+1.230.111=0.173kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.430.633=0.887kN/m；
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
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2）强度计算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下: M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.0830.17331.52+0.1030.88731.52 =0.231kN2m； 支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= -0.1030.17331.52-0.11730.88731.52 =-0.272kN2m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ =Max(0.2313106,0.2723106)/4490=60.579N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为 σ=60.579N/mm2 小于大横杆的抗弯强度[f]=205N/mm2， 满足要求！
3）挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下： ν
max
=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.111=0.144kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.633kN/m； 最大挠度计算值为：
ν=0.67730.144315004/(10032.0631053107800)+0.99030.633 315004/(10032.0631053107800)=1.652 mm；
大横杆的最大挠度 1.652 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！
2、小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1）荷载值计算
大横杆的自重标准值：p1= 0.03331.5=0.05kN；
脚手板的自重标准值：P2=0.3530.9531.5/(2+1)=0.166kN；
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活荷载标准值：Q=230.9531.5/(2+1) =0.950kN；
集中荷载的设计值: P=1.23(0.05+0.166)+1.4 30.95=1.589kN；
小横杆计算简图 2）强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=ql2/8
Mqmax=1.230.03330.952/8=0.005kN2m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=Pl/3
Mpmax=1.58930.95/3=0.503kN2m ； 最大弯矩 M=Mqmax + Mpmax=0.508kN2m；
最大应力计算值 σ=M / W=0.5083106/4490=113.103N/mm2 ；
小横杆的最大弯曲应力 σ =113.103N/mm2 小于小横杆的抗弯强度设计值 205N/满足要求！
3）挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
ν
ν
qmax
qmax
=5ql4/384EI
=530.03339504/(38432.0631053107800)=0.016 mm ；
大横杆传递荷载 P=p1 + p2 + Q=0.05+0.166+0.95=1.166kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
ν
pmax
=Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI
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ν
pmax
=1166.239503(339502-439502/9 ) /(7232.0631053107800)=1.598 mm；
qmax
最大挠度和 ν=ν + ν
pmax
=0.016+1.598=1.614 mm；
小横杆的最大挠度为 1.614 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 950/150=6.333与 10 mm,满足要求！
3、扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5): R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 大横杆的自重标准值: P1=0.03331.532/2=0.05kN； 小横杆的自重标准值: P2=0.03330.95/2=0.016kN； 脚手板的自重标准值: P3=0.3530.9531.5/2=0.249kN； 活荷载标准值: Q=230.9531.5 /2=1.425kN；
荷载的设计值: R=1.23(0.05+0.016+0.249)+1.431.425=2.373kN； R < 8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！
4、脚手架立杆荷载的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容： 1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m
NG1=[0.1248+(1.5032/2)30.033/1.80]322.00=3.356kN；
2)脚手板的自重标准值；采用多层板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.353431.53(0.95+0.3)/2=1.312kN；
3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用多层挡板，标准值为0.14kN/m NG3=0.143431.5/2=0.42kN；
4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2 NG4=0.00531.5322=0.165kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.254kN；
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活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ=230.9531.532/2=2.85kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2 NG+0.8531.4NQ=1.235.254+ 0.8531.432.85= 9.696kN；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.235.254+1.432.85=10.294kN；
5、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz2μs2ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用ω0=0.6kN/m2；
μz -- 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz= 0.74；
μs -- 风荷载体型系数：取值为0.214； 经计算得到，风荷载标准值为:
Wk=0.7 30.630.7430.214=0.067kN/m2； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw=0.85 31.4WkLah2/10=0.85 31.430.06731.531.82/10=0.038kN2m； 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N=11.123kN； 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 ：N=N'= 12.021kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i=1.59 cm；
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k=1.155 ；
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得 ：μ=1.5 ；
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