高层建筑悬挑扣件式钢管脚手架设计实例.doc

高层建筑悬挑扣件式钢管脚手架设计实例脚手架是建筑施工的主要设施，从脚手架上坠落的事故占高处坠落事故的50%，脚手架上的事故如能控制，则高处坠落事故可以大量减少。为此，在项目的安全策划中，编制详细的外脚手架施工组织设计就是一项非常重要的工作。建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）中对悬挑外脚手架的设计计算也做了专门的规定。建筑部于2001年2月9日颁布了建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）并于2001年6月1日开始执行，终于让广大施工技术人员及安全管理人员对扣件式钢管脚手架“有法可依”。我公司在施工盛源花园四期工程就采用了悬挑扣件式钢管脚手架，施工中分段搭设，取得了较好的效果。现将本工程的设计计算和在使用中应重点注意的事项介绍如下，供参考。一、工程概况盛源花园四期工程位于上海市闵行区罗阳路，属剪力墙弱连梁结构的小高层建筑。本项目共包含六幢1113层中高档商品住宅楼，总建筑面积35000m2。建筑立面较复杂，南北立面均有桃窗、挑阳台，檐口高度最高37m，局部高度45m。二、外架设计1.外架几何参数立杆横距b=1.05m，纵距l=1.20m，内立杆距墙b1=0.3m，最大步距h0=1.8m，一次最大搭设高度七步架，满铺竹笆脚手板七层，同时施工层数为两层。见图1。2.材料参数钢管为热轧Q235钢，拉、压、弯强度设计值f=205N/mm2，抗剪强度设计值fv=120N/mm2，钢管截面抵抗矩W=5080mm3，有效截面面积A=489mm2，截面惯性半径i=15.8mm，a类截面，E=2.06105N/mm2。3.荷载计算（1）钢管?483.5mm：38.5N/m对接扣件：18.5N/只直角扣件：13.5N/只旋转扣件：14.5N/只竹笆脚手板、护栏、安全网重量取：350N/m2施工荷载取：3000N/2（2）恒载标准值a.一纵距内全高钢管重量：qk=（61.2+21.65+1.500）7+2.8+23.138.5=3581Nb.一纵距内全高扣件重量（关键部位取双扣件）qk=（613.5+218.5）7+614.5=913Nc.一纵距内竹笆安全网重量：qk=3501.21.057=3087Nd.恒载标准值小计：qk=3581+913+3087=7581N（3）施工活载（两层同时施工）gk=1.051.230002=7560N（4）风荷载标准值wk=0.72sz0其中2=1.0；s=0.23；z=1.56（按40m，B类）0=0.55kNwk=0.71.00.231.560.55=0.14kN/m2（5）荷载设计值：荷载分项系数恒载取1.2，活载取1.4。恒载：Q=1.27.6=9.12kN活载：G=1.47.56=10.58kN4.三角支架平台受力分析及杆件内力计算（1）为了简化计算，不考虑小横杆的超静定作用，将该处视为完全铰接，计算简图如图2、图3所示：图2三角支架受力分析简图（2）计算内力其中N1、N2、N3、N4为内外立杆均分荷的情况；N1、N2、N3、N4为考虑内外立杆承受荷载按内:外=0.64:0.36比例进行分配的情况，该情况在装修阶段时可能出现，对杆件验算时，取两工况中较大值（受压为正）。R1=-R3=5.19kNR2=2N0=20kNN1=11.1kNN2=10.1kNN3=-4.8kNN4=R3=-5.9kNR1=-R3=4.88kN；R=20kN；N1=8kN；N2=12.9kN；N3=-3.5kN；N4=R3=4.88kN5.扣件抗滑移能力验算取单扣件抗滑移能力设计值为q=8kN，双扣件为q=12kN。内外立杆在与三角支架的连接处均需采用双扣件。6.支架斜撑杆验算斜撑杆受力为压弯构件，两端约束条件可视为两端铰支（=1.0）（见图3），另考虑动力系数1.2。图3钢筋预埋示意图图4斜撑杆受力计算简图（1）外斜撑L1=3100mm，取N1=11.10kN偏心距e1=0.053mM1=n1e1=11.10.053=0.59kNm1=L1/i=3100/15.8=197查表得1=0.205NE1=2EA/2=25.8kNm=0.65+0.35（M2/M1）=0.65+0.350.59/-0.59=0.30.4取m=0.4；取1.5钢结构压弯构件公式则超过不到1%，可行。（应尽可能不超过设计值f编者）考虑本工程中房屋多处有挑窗板等构件，加之转角地方外斜撑更长，为了有一定的安全储备，防止斜撑失稳，因此采用双斜杆。见图5.图6.图7。图5阳台及非剪力墙位置剖面图图6挑窗部位剖面图图7楼梯（电梯井）处剖面图（2）内斜撑取N2=12.9kN，M2=12.9kN0.053=0.648kNmL2=2.81m2=2810/15.8=178查表2=0.248NE2=2EA/2=31.4kN，代入公式（1）满足要求（超过不到1%），采用单杆支撑，采用双扣件抗滑移（应尽可能不超过设计值f编者）。7.小横杆、大横杆、主杆验算由于支架上部架体纵跨仅1.2m，横跨1.05m，高13.2m，因此均是常规尺寸，受力肯定满足，验算略。8.连墙件计算H=3.6m（水平）L=3.6m（水平）N1W=1.4kAw=1.40.143.63.6=2.54kNNh=N1W+N0=2.54+5=7.54kN因此连墙件承载力须大于769kg。三、结束语1.经过实际使用本外架设计是偏安全的。2.扣件式钢管脚手架在使用中应特别注意扣件的质量。笔者在诱惑力曾发现新购进的扣件重量小于标准重量很多，而且在现场试用时盖板即裂开。同时，扣件的抗滑移性能必须重视。3.需特别重视连墙件的设置，严禁随意拆除连墙件。4.悬挑扣件式钢管脚手架在使用中应重视平常的维护管理。(陈绍东)第 6 页 共 6 页