钢管支架承重计算

200公斤左右。

钢管直径48毫米,壁厚2.75,长度4米,它的承载力为200公斤左右抗压承载力。

钢管的受力只能叫抗压承载力，而不能叫抗压强度。其基本值为：钢材抗压强度×钢管截面积，在这个基础上，要考虑受压构件的整体稳定系数。这个系数是由受压构件的长细比来求得的。长细比即：受压构件的计算长度/截面回转半径。如果是标准尺寸的截面，可以在手册上查到回转半径的值，否则就要自己计算。

大体算一下：Q235抗拉强度是（38-47）Kg/mm^2 ,

而钢管的受压面积:S=(165-4.5)*3.14*4.5=2269mm^2.

压力P/受压面积S=压强σ (塑性材料抗拉与抗压取同样数据)

则:P1=Sσ=2269*38=86t. P2=2269*47=108t 取中值: 97t

钢管（Steel pipe）是用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，也是一种经济钢材。

钢管生产技术的发展开始于自行车制造业的兴起、19世纪初期石油的开发、两次世界大战期间舰船、锅炉、飞机的制造，第二次世界大战后火电锅炉的制造，化学工业的发展以及石油天然气的钻采和运输等，都有力地推动着钢管工业在品种、产量和质量上的发展。

钢管按生产方法可分为两大类：无缝钢管和有缝钢管，有缝钢管分直缝钢管和螺旋缝焊管两种。

钢管产品的钢种与品种规格极为繁多，其性能要求也是各种各样的。所有这些应随着用户要求或工作条件的变化而加以区分。通常，钢管产品按断面形状、生产方法、制管材质、联接方式、镀涂特征与用途等进行分类。

钢管按横断面形状可分为：圆钢管和异形钢管。

异形钢管是指各种非圆环形断面的钢管。其中主要有：方形管、矩形管、椭圆管、平椭管、半圆管、六角形管、六角内圆管、不等边六角形管、等边三角形管、五角梅花管、八角形管，凸字形管、双凸形管。

脚手架横杆抗弯强度按下式计算： M≤f W式中：W——钢管的截面模量。横杆的挠度应符合下式规定： PC v max = c (3L2 ? 4C 2 ) ≤ [v] 24 EI 式中： v max——横杆的最大挠度； [v] ——容许挠度，应按设计要求确定。碗扣节点承载力按下式验算： Pc≤Qb，式中：Qb——下碗扣抗剪强度设计值，取 60kN。当模板支撑架高度大于 8m 并有风荷载作用时，应对斜杆内力进行计算，并验算连接扣件的抗滑能力。 当对架体内力计算时将风荷载化解为每一结点的集中荷载 W；即是再这种情况下，脚手架结构主要承受竖向荷载作用的基本属性并未改变。 脚手架的构架和受力情况大致有以下特点： 横杆既是传递架面或支点荷载给立杆的受弯杆件，也是约束立杆弯曲变形、控制 立杆失稳承载能力的杆件；立杆或竖向框式构件， 如门型架等式主要的受力杆件， 立杆安轴心受压杆件设计， 受其稳定性控制； 2 W 在立杆及斜杆中产生的内力 Wv 、 Ws 按下式计算： h Wv = W，a Ws = h2 + a2 W a n，自上而下叠加斜杆最大内力为 ∑1Ws ，验算斜杆两端连接扣件抗滑强度： ∑W 1 n s ≤ Qc，式中： Qc ——扣件抗滑强度，取 8kN。当下部无密目安全网时，只需计算顶端模板的风荷载。

你是一点受力还是整根都受力啊。如果是一点手里的话，200kg就可以压弯，如果是整根都受力的话1000kg-1500kg是没问题的。总之，受力面越大承受的重力越大，反之受力面越小承受的重力也就越小。

如果钢管厚度是3.5mm，计算长度是1.5米的话，钢管抗压承载能力设计值[Nc]=φAfbt/(γ0γm)，结构重要性系数γ0=0.9，材料强度附加分项系数γm(考虑锈蚀、弯曲、扣件等影响=3），HPB235钢管抗拉强度设计值fbt=215N/mm2（查表），钢管回转半径r=(I/A)0.5=15.78，钢管面积A=π(d2-(d-2t)2)/4=489mm2，长细比λ=l0/r=95，能承受的荷载是19.95KN(稳定系数取值0.512)，也就是不到2吨,长度不同，能承受的荷载能力也不同，如长度不确定时看下表L0长度取值对应的NC数值就是所能承受的荷载。

先算恒载2脚手板、悬挑于结构边上这一部分脚手板等受力2算得）：立杆、大横杆、恒叠加乘以分项系数）2算（因为是分内外排的），活载就好算了按照规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》或《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》取活荷载值、脚手板按照力学中简支梁的支座反力求出分别作用于内排和外排的重量。最后将求出的标准值乘以活、恒的分项系数得出设计值（这是活、小横杆按147、防护竹笆等都是外排架体受力的，二内排主要是147，当然还有其他的就看你们在搭设时所用的东西了，因为剪刀撑计算书都是在分内外排分别计算的、防护网，然后求出分别在内外排的值（和脚手板一样的算法），最好按照规范的计算项进行计算、踢脚板，这样就可以按照规范进行验算了。

荷载计算：

（1）垂直荷载的传递路线：

施工荷载→钢脚手板→小横杆→大横杆→通过扣件抗剪→立杆简易桁架→悬挑工字钢。

（2）荷载取值：

① 结构施工用脚手架施工活荷载标准值取为：qk=3.0KN/m2。

② 作用于外架的风荷载标准值：（见高层建筑施工手册公式4-4-1）

ω = 0.75β2μzμstwω0

其中，ω0——基本风压值，取0.50KN/m2

β2——风振系数，取1.0。

μz——风压高度变化系数，取1.72。

μstw——风压体型系数，查表得0.2496。

∴ ω = 0.75×1×1.72×0.2496×0.5 = 0.161(KN/m2)

③ 恒载

钢脚手板自重245 N/ m2

钢管自重3.82 kg/m

扣件自重9.8 N/个

（3）荷载分项系数的选择：

永久荷载的分项系数，采用1.20。

可变荷载的分项系数，采用1.40。

脚手架验算。

① 小横杆验算：

小横杆受力按简支梁计算，其上承受施工荷载，钢脚手板荷载，小横杆自重。同时，由悬挑架设计可知小横杆间距500。则荷载组合值为：

q = 1.2×(3.82×9.8×10-3+0.245×0.5)+1.4×3.0×0.5 = 2.36 KN/m

跨中弯矩为：M = —— ql2 = ——×2.36×1.052 = 0.33KNm

M 0.33×106

小横杆受弯应力为：б= — = ———— =64.96 N/mm2 <[б]=205N/mm2

W 5.08×103

符合要求。

1 1

其支座反力为：N = —— ql = ——×2.36×1.2 = 1.42KN

2 2

② 大横杆验算：

大横杆受力按三跨连续梁考虑，其上承受小横杆传来压力及自重。且大横杆间距为1.5m。

由小横杆传来压力产生的最大弯矩为：

M1 = 0.311×N×1.5 = 0.311×1.42×1.5 = 0.662KNm

由大横杆自重产生的最大弯矩为：

M2 = 0.117ql2 = 0.117×3.82×10-3 ×1.502 = 0.001KNm

M1+ M2 （0.662+0001）×106

则：б= ——— = ————————— = 130.52 N/mm2 <[б]=205N/mm2

W 5.08×103

符合要求。

③ 立杆验算：

立杆设计由稳定计算控制，脚手架的稳定计算必须计算其结构的整体稳定及单杆的局部稳定。

计算脚手架的整体稳定及单杆局部稳定时，其强度设计值应乘以相应的调整系数KHKA，其中KH为与脚手架的高度有关的调整系数，取

1 1

KH = ——— = ———— = 0.781；

1+ H 1+ 28

—— ——

100 100

KA为与立杆截面有关的调整系数，当脚手架内、外排立杆均采用单根钢管时，取KA = 0.85。

a. 整体稳定验算：

脚手架的整体稳定按轴心受力格构成压杆计算，当考虑风荷载时，需满足如下公式的要求：

N M

—— = ——— ≤ KAKH[б]

ΨA bA

其中，N——格构式压杆的轴心压力。由立杆纵距1.5m；外架步距1.8m，查《高层建筑施工手册》表4—4—4得脚手架自重产生的轴力NGK1=0.442KN。由立杆横距1.02m；立杆纵距1.5m；脚手架铺设层数六层，查《高层建筑施工手册》表4—4—5得脚手架附件及物品重产生的轴力NGK2=4.185KN。由立杆横距1.02m；立杆纵距1.5m；均布施工荷载3.0KN/m2，查《高层建筑施工手册》表4—4—6得一个纵距内的脚手架施工、荷载标准值产生的轴力NQK=6.30×2=12.60KN。则：N=1.2(n1NGK1+ NGK2)+ 1.4NQK

28

=1.2 × 〔—— × 0.442 + 4.185 〕+ 1.4×12.60 = 30.93KN

1.8

M——风荷载作用对格构成压杆产生的弯矩，为：

Qh12 0.161×1.82

M = ——— = ————— = 0.065KNm

8 8

Ψ——格构压杆的整体稳定系数，由换算长细比

λcx=μλx=25×10.28=257，查《高层建筑施工手册》表4—4—7得

ψ=0.242。

N M 30.93×103 0.065×106

则： —— + —— = ———————— + ————————

ΨA bA 0.242×4.89×2×102 1050×4.89×2×102

= 130.68 + 0.0633 = 130.74N/mm2

＜ KAKH[б] = 0.781×0.85×205 = 136.13N/mm2

符合要求。

b. 单杆局部稳定验算：

双排脚手架单杆局部稳定需满足如下公式要求：

N1

—— +бM ≤ KAKH[б]

Ψ1A1

N

其中， N1——单根立杆的轴心压力，取N1=—— = 15.46KN。

2

Ψ1——立杆稳定系数，由λ1= h/I = 180/15 = 120，查《高层建筑施工手册》表4—4—7得Ψ1 = 0.452。

бM ——操作层处水平杆对立杆偏心传力产生的附加应力。当施荷载取3000N/m2时，取бM = 55 N/mm2

N1 15.46×103

—— +бM = ———————— + 55

Ψ1A1 0.452×4.89×102

=124.95 N/mm2 ＜ KAKH[б] = 135.92 N/mm2

符合要求。

④ 连墙点抗风强度验算：

风荷载对每个连墙点产生的拉力或压力

Nt = 1.4H1L1ω = 1.4 × 2.8 × 6.0 × 0.161 = 3.79 KN

单个扣件连结的抗压或抗拉设计承载力为6KN/个，符合要求。

⑤ 高度验算:

由悬挑工字钢上的每段脚手架最大搭设高度,按《高层建筑施工手册》公式4—4—11计算:

H

HMAX ≤ ————

1+ H

—— 100

KAΨAf-1.30(1.2NGK2+1.4NQK)

其中，H = —————————————•h

1.2NGK1

0.85×48.491-1.3(1.2×4.185+1.4×12.60)

= ———————————————————•1.8 = 39.91

1.2 × 0.442

ΨAf由《高层建筑施工手册》表4—4—10查得为ΨAf = 48.491。

H 39.91

则：最大允许搭设高度HMAX = ——— = ————— = 28.50 m ＞28 m

1+ H 1+ 39.91

—— ———

100 100

符合要求。

⑥ 分段卸荷措施：

分段卸载措施采用斜拉钢丝绳的方法，起步架卸载一次，每隔五层卸载一次，卸载高度为2.8×5=14.0m，符合搭设高度要求。下面验算钢丝绳的强度要求。

a.所卸荷载，应考虑架子的全部荷载由卸载点承受，本工程的每个纵距，共有4个斜拉点，每个吊点所承受荷载P1为：

N 30.93

P1= —— × KX = ——— × 1.5 = 11.60 KN

4 4

式中KX 为荷载不均匀系数，取为1.5。

b.计算简图确定，钢丝绳内力计算。

计算简图如下图所示

2.82+ 1.352

则：TAO= P1 × —————— = 1.11P1 = 12.88 KN

2.8

1.35

TAB = - P1 × ———— = - 0.48P1 = - 5.57 KN

2.8

2.82+ 0.32

TBO= P1 × —————— = 1.006P1 = 11.67 KN

2.8

0.30

TBC = -〔P1 × ——— + TAB 〕= - 6.81 KN

2.8

c. 验算钢丝绳抗拉强度：

由上计算可知，钢丝绳的计算拉力取为：PX = 12.88 KN

考虑钢丝绳受力不均匀的钢丝破断拉力换算系数，从《高层建筑施工手册》表4—4—13查得，为α= 0.85。

取钢丝绳使用的安全系数，查《高层建筑施工手册》表4—4—24得

K= 8。采用6×19，绳芯1钢丝绳。

KPx 8×12.88

Pg= —— = ————— = 121.22 KN

α 0.85

选用Φ15.5，Pg = 125.0 KN ＞ 121.22 KN。

选择与钢丝绳配套使用的卡环，号码为2.7号，安全荷重为27 KN ＞ 12.88 KN , 符合要求。

d. 计算工程结构上的预埋吊环：

根据《砼结构设计规范》规定，吊环采用一级钢制作，吊环埋入深度不应小于30d，并应焊接或绑扎钩住结构主筋，每个吊环可按两个截面计算。

则：吊环钢筋截面积

2PX 12.88×2

Ag= ——— = ———— × 1000 = 61.33 mm2

2×210 420

选用3Φ8，Ag = 151 mm2 ＞ 61.33 mm2。

符合要求。

e. 验算吊点处扣件抗滑承载能力：

吊点处水平方向分力最大值TBC = 6.81 KN，垂直方向分力最值为11.60KN, 都只需两个扣件即可满足要求，搭设的外架在吊点处已有两个扣件，符合要求。

5、脚手架承重结构计算：

①由于本工程为剪力墙结构，结构上不允许将工字钢穿设在结构暗柱上，导致工字钢间距不均匀，为了便于调节立杆间距保持外架美观，则采用制作简易钢管桁架落在工字钢上的办法。（详见方案）

由此，需验算钢管桁架的承受能力。

考虑最不利情况，计算简图如下：F = 15.46KN。

由此计算而得的杆件内力及工字钢反力如下图所示：

由此，需计算压杆的稳定设计荷载。

考虑由于施工原因，对杆件会形成初偏心30mm，形成压弯受力杆，钢管受力按压弯失稳计算。其设计荷载应满足下列要求：

N βmMX

—— + ———————— ≤ [б]m

N

ΨA WX〔1-0.8——〕

NEX

1 1

两端铰支，l0= ——l = —— × 0.92+0.752 = 0.59 m ,

2 2

l0 590

则λ= —— = —— = 37.34 ,

i 15.8

查钢结构设计规范得：Ψ = 0.948。

等效弯矩系数取：βmx = 1.0。

截面塑性发展系数数：γx = 1.15。

π2×2.06×105×4.89×102

欧拉临界力：NEX =π2EA/λ2 = ——————————— = 713.60KN。

37.342

则有：

N 1.0×30×N

——————— + ——————————————— = 205。

N

0.929×4.89×102 1.15×5.08×103〔1-0.8× ———〕

713060

解得荷载设计值为：N = 28.11 KN

符合要求。

②承重工字钢验算：

计算模型

不考虑工字钢的自重荷载，仅考虑外架传递荷载，简化模型如上图：

仅考虑工字钢的自重荷载，简化模型如下图：

荷载计算

由以上计算可知：F1 = F2= 15.46KN

1.2×24.14×9.8

工字钢自重荷载q = ——————— = 0.284 KN/m

1000

b.内力计算：

A点是弯矩、剪力最不利用点。

不考虑工字钢自重荷载，考虑外加传递荷载。

MA架 = F1 × L1 + F2 × L2 = 15.46×1.36 + 15.46×0.3 =25.51 KNM

QA架 = F1 + F2 = 15.46 + 15.46 = 30.92 KW

仅考虑工字钢自重荷载。

1 1

MA工 = — ql2 = — × 0.284×1.42 = 0.278 KNm

2 2

QA工 = ql = 0.284×1.4 = 0.40 KN

综合考虑。

MA = MA架+ MA工 = 25.51+0.278 = 25.79 KNm

Q = QA架+ QA工 = 30.92+0.4 = 31.32 KN

强度验算。

MA 25.79×102

б= —— = ————— = 139.09 N/mm2 ＜ [б] m = 215 N/mm2

WX 185.4×103

QA•SX 31.32×103 ×106.5×103

τ= ——— = ————————— = 30.75 N/mm2 ＜ [б] V = 125 N/mm2

IXtw 1669×104×6.5

满足要求。

d.锚固抗拔筋验算：

由以上计算可知，F1 = F2= 15.46KN，q = 0.284 KN/m，则锚固点的抗拔力为：

1.42 1.52

F1×（1.05+0.3）+ F2 × 0.3 + q×—— - q × ——

2 2

FB= ————————————————————————— = 16.88 KN

1.5

同时，此抗拔筋按锚固拉环考虑，拉应力不应大于50N/mm2,则抗拔筋截面积为：

FB 16.98×103

Ag= ——— = ————— = 169.80 mm2 ,符合要求。

2×50 2×50

采用Φ25钢筋，Ag = 490.9 mm2 ＞169.80 mm2 符合要求。

脚手架

脚手架(scaffold) 指施工现场为工人操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。建筑界的通用术语，指建筑工地上用在外墙、内部装修或层高较高无法直接施工的地方。主要为了施工人员上下干活或外围安全网围护及高空安装构件等，说白了就是搭架子，脚手架制作材料通常有:竹、木、钢管或合成材料等。有些工程也用脚手架当模板使用，此外在广告业、市政、交通路桥、矿山等部门也广泛被使用。

中国现在使用的用钢管材料制作的脚手架有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、承插式钢管脚手架、门式脚手架，还有各式各样的里脚手架、挂挑脚手架以及其它钢管材料脚手架。从其材料和构造情况来着手，并可将其大致划分如下：

按杆件的材料划分

1）单一规格钢管的脚手架。它只使用一种规格的钢管，如扣件式钢管脚手架，只使用Ф48.3×3.5的电焊钢管。

2）多种规格钢管组合的脚手架。它由两种以上的不同规格的钢管构成，如门式脚手架。

3）以钢管为主的脚手架。即以钢管为主，并辅以其它型钢杆件所构成的脚手架，如设有槽钢顶托或底座的里脚手架，有连接钢板的挑脚手架等。碗扣式钢管脚手架当采用钢管横杆时，为“单一钢管的脚手架”；当采用型钢搭边横杆时，为“以钢管为主的脚手架”

按横杆与立杆之间的传递垂直力的方式划分

1）靠接触面摩擦作用传力。即靠节点处的接触面压紧后的摩擦反力来支承横杆荷载并将其传给立杆，如扣件的作用，通过上紧螺栓的正压力产生摩擦力；

2）靠焊缝传力。大多数横杆与立杆的承插联结就是采用这种方式，门架也属于这种方式；

3）直接承压传力。这种方式多见于横杆搁置在立杆顶端的里脚手架；

4）靠销杆抗剪传力。即用销杆穿过横杆的立式联结板和立杆的孔洞实现联结、销杆双面受剪力作用。这种方法在横杆和立杆的联结中已不多见。

此外，在立杆与立杆的联结中，也有3种传力方式：

1）承插对接的支承传力。即上下立杆对接，采用连接棒或承插管来确保对接的良好状态；

2）销杆连接的销杆抗剪传力；

3）螺扣连接的啮合传力。即内管的外螺纹与外（套）管的内螺纹啮合传力。其中后两种传力方式多用于调节高度要求的立杆连接中。

按连结部件的固着方式和装设位置划分

1）定距连接：即联结焊件在杆件上的定距设置，杆件长度定型，联结点间距定型；

2）不定距连结：即联结件为单设件，通过上紧螺栓可夹持在杆件的任何部位上。

按工人固定结点的作业方式划分

1）插入打紧；

2）拧紧螺栓。

主要特点

不同类型的工程施工选用不同用途的脚手架和模板支架。目前，桥梁支撑架使用碗扣脚手架的居多，也有使用门式脚手架的。主体结构施工落地脚手架使用扣件脚手架的居多，脚手架立杆的纵距一般为1.2~1.8m；横距一般为0.9~1.5m。

1、规范规定应该在立杆与大横杆的交点处设置小横杆，小横杆应紧靠立杆用扣件与大横杆扣牢。设置小横杆的作用有三:一是承受脚手板传来的荷载二是增强脚手架横向平面的刚度三是约束双排脚手架里外两排立杆的侧向变形，与大横杆组成一个刚性平面，缩小立杆的长细比，提高立杆的承载能力。当遇作业层时，应在两立杆中间再增加一道小横杆，以缩小脚手板的跨度，当作业层转入其他层时，中间处小横杆可以随脚手板一同折除，但交点处小横杆不应拆除。

2、双排脚手架搭设的小横杆，必须在小横杆的两端与里外排大横杆扣牢，否则双排脚手架将变成两片脚手架，不能共同工作，失去脚手架的整体性当使用竹笆脚手板时，双排脚手架的小横杆两端应固定在立杆上，大横杆搁置在小横杆上固定，大横杆间距 1000px 。

3、单排脚手架小横杆的设置位置，与双排脚手架相同。不能用于半砖墙、450px墙、轻质墙、土坯墙等稳定性差的墙体。小横杆在墙上的搁置长度不应小于450px，小横杆人墙过小一是影响支点强度，另外单排脚手架产生变形时，小横杆容易拨出。

钢管脚手架的立杆及大横杆的接长应采用对接方法。立杆若采用搭接，当受力时，因扣件的销轴受剪，降低承载能力，试验表明:对接扣件的承载能力比搭接大2倍以上大横杆采用对接可使小横杆在同一水平面上，利于脚手架搭设剪力撑由于受拉(压)，所以接长时应采用搭接，搭接长度不小于50cm，接头处设置扣件不小于两个。考虑脚手架的各杆件接头处传力性能差，所以接头应交错排列不得设置在一个平面内。