根據《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-99）對外腳手架的規定；提出應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規程》（JGJ130-2001）對扣件式鋼管腳手架的設計原則和計算方法都作出了規定。筆者以該規范為依據，系統地對扣件式鋼管腳手架的設計計算作如下闡述。

一、橫向、縱向水平桿計算

1．橫向、縱向水平桿的抗彎強度按下式計算：

σ=M/W≤f

式中M—彎矩設計值，按M=1.2M_GK+1.4M_QK計算，M_GK為腳手板自重標準值產生的彎矩，M_QK為施工荷載標準值產生的彎矩。

W—截面模量，查表φ48×3.5mm鋼管W=5.08cm³

f—鋼材的抗彎強度計算值，f=205N/mm²

（1）橫向水平桿的抗彎強度

計算橫向水平桿的內力時按簡支梁計算如圖1，計算跨度取立桿的橫距l₀=80mm，腳手架橫向水平桿的構造計算外伸長度a₁=300mm，a₂=100mm。



圖1 橫向水平桿計算簡圖

①永久荷載標準值g_k包括每米立桿承受的結構自重標準值0.136kN/m（縱距1.5m，步距1.8m），腳手板自重標準值0.35kN/m²和欄桿與擋腳板自重標準值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 結構自重計算簡圖



②施工均勻活荷載標準值

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度滿足安全要求。

（2）縱向水平桿的抗彎強度按圖4三跨連續梁計算，計算跨度取縱距l_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進行計算，圖4中作用支座上的F力在彎距計算時可以不用考慮。



圖4 縱向水平桿計算簡圖

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 活載最不利狀況計算簡圖之（1）



圖7 活載最不利狀況計算簡圖之（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 活載最不利狀況計算支座彎矩之（1）



圖9 活載最不利狀況計算支座彎矩之（2）

M_B=M_C=-0.175Ql_a

根據以上情況分析，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算：

υ≤[υ]

式中N ——撓度

[υ]——容許撓度，按規范表格取l/150。

（1）橫向水平桿的撓度

①考慮靜載情況（圖2）





查《建筑結構靜力計算手冊》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。



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符合下式規定：

R≤R_c

式中R——縱向水平桿傳給立桿的豎桿作用力設計值

R_c——扣件抗滑承載力設計值，按規范表取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