青岛金茂智慧新城项目D2地块 外悬挑脚手架施工方案
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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 = 2.0003131.50030.800/2=1.200kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，W0 = 0.450 Uz —— 风荷载高度变化系数，Uz = 1.250 Us —— 风荷载体型系数：Us = 0.875
经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.45031.25030.875 = 0.492kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.931.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.232.942+0.931.431.200=5.043kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.232.942+1.431.200=5.211kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.931.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2)； la —— 立杆的纵距 (m)； h —— 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩：
Mw=0.931.430.49231.50031.80031.800/10=0.301kN.m
五、立杆的稳定性计算
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=5.211kN；
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i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm； k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.15531.50031.800=3.118m； A —— 立杆净截面面积，A=3.974cm2； W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； λ —— 长细比，为3118/16=195
λ0 —— 允许长细比(k取1)，为2700/16=169 <210 长细比验算满足要求! φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191； σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2； 经计算得:
σ=5211/(0.193397)=68.489N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=5.043kN； i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm； k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.15531.50031.800=3.118m； A —— 立杆净截面面积，A=3.974cm2； W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； λ —— 长细比，为3118/16=195
λ0 —— 允许长细比(k取1)，为2700/16=169 <210 长细比验算满足要求! φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191； MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.301kN.m； σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；
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[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2； 经计算得到
σ=5043/(0.193397)+301000/4248=137.231N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
六、连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： Nlw = 1.4 3 wk 3 Aw
wk —— 风荷载标准值，wk = 0.492kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积: Aw = 3.6034.50 = 16.200m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 3.000 经计算得到 Nlw = 11.163kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 14.163kN 根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值 Nf1 = 0.85Ac[f] 根据连墙件杆件稳定性要求，轴向力设计值 Nf2 = 0.85φA[f] 连墙件轴向力设计值 Nf = 0.85φA[f]
其中 φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=115.00/1.60的结果查表得到φ=0.77；
净截面面积Ac = 3.97cm2；毛截面面积 A = 18.10cm2；[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf1 = 69.247kN
Nf1>Nl，连墙件的设计计算满足强度设计要求!
经过计算得到 Nf2 = 242.723kN
Nf2>Nl，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
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连墙件双扣件连接示意图
七、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
悬臂单跨梁计算简图 支座反力计算公式
支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式
其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。
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本工程算例中，m = 2600mm，l = 3400mm，ml = 1150mm，m2 = 1950mm； 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 185.00cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=5.21kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2330.6030.000137.85310=0.29kN/m k=2.60/3.40=0.77 kl=1.15/3.40=0.34 k2=1.95/3.40=0.57 代入公式，经过计算得到 支座反力 RA=16.698kN 支座反力 RB=-4.547kN 最大弯矩 MA=17.127kN.m
抗弯计算强度 f=17.1273106/(1.053185000.0)=88.171N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=2.94+1.20=4.14kN
水平钢梁自重计算荷载 q=30.6030.000137.85310=0.24kN/m 最大挠度 Vmax=18.133mm
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)表5.1.8规定： 水平支撑梁的最大挠度小于5200.0/250,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
其中 φb —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录得到： φb=2.00
由于φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录B其值φφb=0.929
经过计算得到强度 σ=17.133106/(0.9293185000.00)=99.66N/mm2；
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