高层建筑悬挑扣件式钢管脚手架设计实例 (2).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=2.06×105N/mm2。 3.荷载计算 （1）钢管48×3.5mm：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=（6×1.2+2×1.65+1.500）×7+2.8+2×3.1×38.5=3581N b.一纵距内全高扣件重量（关键部位取双扣件） qk=（6×13.5+2×18.5）×7+6×14.5=913N c.一纵距内竹笆安全网重量： qk=350×1.2×1.05×7=3087N d.恒载标准值小计： qk=3581+913+3087=7581N （3）施工活载（两层同时施工） gk=1.05×1.2×3000×2=7560N （4）风荷载标准值 w k=0.7×2×s×z×0其中2=1.0；s=0.23；z=1.56（按40m，B类）0=0.55kN w k=0.7×1.0×0.23×1.56×0.55=0.14kN/m 2 （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=1.2×7.6=9.12kN 活载：G=1.4×7.56=10.58kN 4.三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=5.19kN R2=2N0=20kN N1=11.1kN N2=10.1kN N3= - 4.8kN N4=R3= - 5.9kN R1= -R3 = 4.88kN；R=20kN； N1 = 8kN；N2 = 12.9kN； N3 = - 3.5kN；N4 = R3=4.88kN 5.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=0.053m M1=n1×e1=11.1×0.053=0.59kN·m 1=L1/ i = 3100/15.8=197 查表得1=0.205 NE1=2EA/2=25.8kN m=0.65+0.35×（M2/M1） =0.65+0.35×0.59/- 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=12.9kN×0.053=0.648kN·m L2=2.81m 2=2810/15.8=178 查表 2=0.248 NE2=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=1.4×k×Aw =1.4×0.14×3.6×3.6=2.54kN Nh=N1W+N0=2.54+5=7.54kN 7