034-扣件式钢管脚手架承载力计算器
扣件式钢管脚手架承载力计算器
概述
扣件式钢管脚手架承载力计算器用于根据当前 metadata 与 index.ts 所定义的参数、公式和判定逻辑完成计算。
补充说明：当前文档以计算器目录下的 metadata.json、index.ts 和本文件为同一审计单元维护。
依据标准
- 试验/计算方法：
JGJ/T 130-2024
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| Q235 抗压强度设计值 f | 205 N/mm₂ | JGJ/T 130-2024 |
| Q355 抗压强度设计值 f | 310 N/mm₂ | JGJ/T 130-2024 |
| 立杆长细比 λ 限值 | ≤ 200 | JGJ/T 130-2024 |
计算公式
N = 1.2 \times H \times gk + \frac{1.4 \times q_1 \times h \times la}{1000000}
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| steelGrade | steelGrade | 钢材牌号 | — | 钢材牌号 |
| pipeSpec | pipeSpec | 立杆外径×壁厚 | — | 立杆外径×壁厚 |
| h | h | 立杆步距 h | mm | 输入立杆步距 |
| la | la | 立杆纵距 la | mm | 输入立杆纵距 |
| lb | lb | 立杆横距 lb | mm | 输入立杆横距 |
| mu | μ | 计算长度系数 μ | — | 输入计算长度系数 |
| H | H | 脚手架搭设总高度 H | m | 输入搭设总高度 |
| q1 | q₁ | 操作层均布施工荷载标准值 q₁ | kN/m₂ | 输入均布施工荷载 |
| gk | gk | 每米脚手架自重标准值 gk | kN/m | 输入脚手架自重 |
| wk | wk | 风荷载标准值 wk | kN/m₂ | 输入风荷载标准值 |
| k | k | 计算长度修正系数 k | — | 计算长度修正系数 k |
| useNewStandard | useNewStandard | 采用标准版本 | — | 采用标准版本 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| NGK | NGK | 恒荷载标准值产生的轴向力 NGK | kN | 恒荷载标准值产生的轴向力 NGK |
| NQK | NQK | 施工荷载标准值产生的轴向力 NQK | kN | 施工荷载标准值产生的轴向力 NQK |
| N | N | 立杆轴向力设计值 N | kN | 立杆轴向力设计值 N |
| l0 | l₀ | 立杆计算长度 l₀ | mm | 立杆计算长度 l₀ |
| lambda | λ | 长细比 λ | — | 长细比 λ |
| phi | φ | 轴心受压稳定系数 φ | — | 轴心受压稳定系数 φ |
| sigma | σ | 稳定性应力 σ = N/(φA) | N/mm₂ | 稳定性应力 σ = N/(φA) |
| sigmaRatio | σ/f | 应力比 σ/f | % | 应力比 σ/f |
| Nw | Nw | 风荷载组合轴向力 Nw（含风荷载时） | kN | 风荷载组合轴向力 Nw（含风荷载时） |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 钢材牌号 | steelGrade | Q235 | — |
| 立杆外径×壁厚 | pipeSpec | Φ48×3.6 | — |
| 立杆步距 h | h | 1500 | mm |
| 立杆纵距 la | la | 1600 | mm |
| 立杆横距 lb | lb | 1000 | mm |
| 计算长度系数 μ | mu | 1.5 | — |
| 脚手架搭设总高度 H | H | 35 | m |
| 操作层均布施工荷载标准值 q₁ | q1 | 3 | kN/m₂ |
| 每米脚手架自重标准值 gk | gk | 0.045 | kN/m |
| 风荷载标准值 wk | wk | 0 | kN/m₂ |
| 计算长度修正系数 k | k | 1 | — |
| 采用标准版本 | useNewStandard | new | — |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 恒荷载标准值产生的轴向力 NGK | NGK | 1.575 | kN |
| 施工荷载标准值产生的轴向力 NQK | NQK | 7.2 | kN |
| 立杆轴向力设计值 N | N | 11.97 | kN |
| 立杆计算长度 l₀ | l0 | 2250 | mm |
| 长细比 λ | lambda | 141.51 | — |
| 轴心受压稳定系数 φ | phi | 0.522 | — |
| 稳定性应力 σ = N/(φA) | sigma | 46.89 | N/mm₂ |
| 应力比 σ/f | sigmaRatio | 22.9 | % |
| 风荷载组合轴向力 Nw（含风荷载时） | Nw | 10.962 | kN |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：
- 通过：Q235钢材：稳定性应力 σ ≤ f=205 N/mm2，满足要求
- 通过：Q355钢材：稳定性应力 σ ≤ f=310 N/mm2，满足要求
- 通过：新版要求：λ ≤ 200，满足要求
- 通过：应力比 σ/f ≤ 100%，承载力满足要求
- 通过：搭设高度 H ≤ 50m，可直接使用
参考与链接
- /docs/jgj-130
原有补充说明
扣件式钢管脚手架承载力计算器
概述
扣件式钢管脚手架承载力计算器依据 JGJ/T 130-2024《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》（2024年8月1日实施，替代废止的JGJ 130-2011），用于验算扣件式钢管单双排脚手架中立杆在承载能力极限状态下的稳定性，确保施工安全。
本计算器适用于建筑工程中各类落地式扣件钢管脚手架的设计与安全验算。
与旧版JGJ 130-2011的主要区别
| 项目 | JGJ/T 130-2024（新版） | JGJ 130-2011（已废止） |
| 计算长度修正系数 k | 统一取 1.0 | 普通脚手架 1.0；模板支撑架 1.155 |
| 立杆长细比 λ 限值 | ≤ 200（更严格） | ≤ 210 |
| 风荷载公式 | ωk = βz·μz·μs·ω0（与GB 50009完全对接） | ωk = 0.7·βz·μz·μsl·ω0（含0.7系数） |
| Q355钢材 | 新增（f=310 N/mm²） | 不包含 |
计算公式
恒荷载标准值产生的轴向力
$$N_{GK} = H \times g_k$$
式中：H 为脚手架搭设总高度（m），g_k 为每米脚手架自重标准值（kN/m）。
施工荷载标准值产生的轴向力
$$N_{QK} = \frac{q_1 \times h \times l_a}{10^6}$$
式中：q_1 为操作层均布施工荷载标准值（kN/m²），h 为立杆步距（mm），l_a 为立杆纵距（mm）。
立杆轴向力设计值（不组合风荷载）
$$N = 1.2 \times N_{GK} + 1.4 \times N_{QK}$$
立杆计算长度
$$l_0 = k \times \mu \times h$$
长细比
$$\lambda = \frac{l_0}{i}$$
> 回转半径 i：Φ48×3.6 → 15.9mm
轴心受压稳定系数
$$\varphi = f(\lambda, \text{钢材牌号})$$
依据长细比 λ 和钢材牌号（Q235 / Q355）查 JGJ/T 130-2024 附表。
稳定性应力验算
$$\sigma = \frac{N \times 10^3}{\varphi \times A}$$
合格判据：
- Q235：σ ≤ f = 205 N/mm²
- Q355：σ ≤ f = 310 N/mm²（JGJ/T 130-2024 新增）
应力比
$$\frac{\sigma}{f} \times 100\%$$
反映应力占抗压强度设计值的百分比。
符号说明
| 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| H | 脚手架搭设总高度 | m | 地面至顶杆的垂直高度；≤50m可直接使用；>50m需专家论证 |
| g_k | 每米脚手架自重标准值 | kN/m | Φ48×3.6 约 0.038 kN/m |
| q_1 | 操作层均布施工荷载标准值 | kN/m² | 装修脚手架：2.0；结构脚手架：3.0；砌筑脚手架：3.0 |
| h | 立杆步距 | mm | 相邻水平杆垂直间距；结构施工脚手架常用 1500mm |
| l_a | 立杆纵距 | mm | 相邻立杆沿脚手架纵向间距 |
| l_b | 立杆横距 | mm | 双排脚手架一般 800~900mm |
| μ | 计算长度系数 | — | 依据脚手架布置形式查 JGJ/T 130-2024 表 5.1.8 |
| k | 计算长度修正系数 | — | 新版统一取 1.0（取消旧版模板支撑架 1.155） |
| l_0 | 立杆计算长度 | mm | l_0 = k×μ×h |
| i | 回转半径 | mm | Φ48×3.6 → 15.9mm |
| λ | 长细比 | — | λ ≤ 200（新版）；λ ≤ 210（旧版） |
| φ | 轴心受压稳定系数 | — | 查 JGJ/T 130-2024 附表 |
| A | 立杆截面积 | mm² | Φ48×3.6 → 489mm² |
| f | 抗压强度设计值 | N/mm² | Q235 → 205；Q355 → 310（新增） |
主要参考标准
- JGJ/T 130-2024《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》 — 现行行业标准（2024/8/1实施）
- 第 5.2.1~5.2.6 条：脚手架设计计算规定
- 表 5.1.8：计算长度系数 μ
- 附表：轴心受压稳定系数 φ
- GB 50009《建筑结构荷载规范》 — 风荷载标准值确定依据
使用说明
1. 选择钢材牌号：Q235（f=205 N/mm²）或 Q355（f=310 N/mm²，JGJ/T 130-2024新增）
2. 选择立杆规格：Φ48×3.6（A=489mm²，i=15.9mm）
3. 输入立杆步距 h（一般取 1000~2000mm）
4. 输入立杆纵距 la 和 横距 lb
5. 输入计算长度系数 μ（查 JGJ/T 130-2024 表 5.1.8）
6. 输入脚手架搭设总高度 H
7. 输入施工荷载 q1（装修 2.0；结构/砌筑 3.0 kN/m²）
8. 输入脚手架自重 gk（Φ48×3.6 约 0.038 kN/m）
9. 选择标准版本：新版 JGJ/T 130-2024（推荐）或旧版 JGJ 130-2011（已废止）
10. 点击计算，查看稳定性应力 σ 和应力比 σ/f，验证是否满足要求
注意事项
- 立杆长细比 λ 不得超过 200（新版）或 210（旧版）
- 稳定性应力 σ 不得超过钢材抗压强度设计值 f
- 搭设高度 H > 50m 时需进行专家论证
- 计算长度系数 μ 必须依据脚手架实际布置形式查表确定，不可随意取值
- 新版 JGJ/T 130-2024 取消了旧版模板支撑架的 k=1.155 系数，统一取 1.0
- 风荷载计算应依据 GB 50009《建筑结构荷载规范》确定