高层悬挑外脚手架设计验算实例

ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ　ＳＡＦＥＴＹ　一建筑盔金２００６年第９期　、模架安全　工程概况　●－．ＪＬ，　口　ｒ＿云ｎ　层悬挑外脚手架设计验算实例　州燕泉路与五岭路交汇处。占地　五岭新天地工程位于湖南郴　总面积为１２１７７．６ｍ　，是一栋集酒　　。杨　铭一深圳市龙岗区公务局一店、商住、商务中心于一体的高级　。刘俊霞一深圳市越众一集团一股份有限公司一　宾馆建筑。地下ｌ层，裙楼３～４层，　ｏ李江一深圳市正中置业集团一　裙楼以上酒店主楼为２ｌ层、附楼　为９层。总建筑面积为７１２６７．３ｍ　。　裙楼层高５．３ｍ，标准层层高　３．Ｏｒｅ，主楼建筑结构屋面标高为　８４．２０ｍ、屋面女儿墙顶标高为　８６ｍ。　该工程设计建筑裙楼沿地下　室四周东西向外扩４ｍ、南北向外　扩８ｍ，酒店主楼从４层裙楼屋面起　四周向内缩４ｍ，合同工期较紧，地　下室土方不能及时回填。　二、脚手架搭设方案设计　１．总体设计思路：根据《建筑　工程安全检查标准））（ＪＧＪ５９—９９１、　《建筑施工扣件式钢管脚手架安　全技术规范））（ＪＧＪ１３０—２００１１中的　规定，按照实用、安全、经济、简便　图１脚手架侧面图　的原则，为了减少材料使用量，加　快施工工期，我们在该工程施工　段搭设ｌ２步架，满铺脚手板６层。　顶层搭设ｌ３步，高出屋面女儿墙，　见图１。　中采用型钢挑梁加钢丝绳斜拉的　形式搭设分段悬挑扣件式双排钢　管外脚手架。酒店主楼部分按每７　２．基本搭设参数：立杆纵距　Ｚ　＝１．５ｍ，横距Ｚｂ＝１．０５ｍ，步距ｈ＝　１．８ｍ，内立杆与墙面净距ｂｌ＝　个楼层分为一搭设段，标准段每　４．结论　安全的影响因素中，影响因素排序为：钢管问距超　过规范＞安全管理不到位＞钢管不合格＞超过载荷＞　根据以上分析研究可以得出以下结论：　（１）近年来，我国建筑施工过程中使用的脚手　扣件重量不合格＞扣件出现裂纹等损坏。即钢管问　距超过规范影响最大，其次是安全管理不到位。再　架，危险因素较多，且多数为管理混乱造成。脚手架　在生产、销售、使用过程中缺乏统一的管理机构。　（２）发生脚手架危险的因素很多，主要是钢管或　扣件不合格、钢管多次反复使用出现锈蚀变薄变　形、扣件反复使用出现裂纹、搭建过程中缺少技术　次为使用不合格钢管。为保证脚手架必须加强安全　管理，从根源上杜绝不合格钢管、扣件出现在施工　过程中；搭建脚手架要进行合理计算并报安全管理　部门备案；在使用过程中，时刻做到有人检查。有人　维护。　（本文收稿：２００６—０５—１５）　人员致使搭建不合理，管理人员缺乏，出现超载等。　（３）通过灰色关联计算，可以得出在影响脚手架　１４　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＣｏｎＳＴＲＵＣＴ１０Ｉ１　Ｓ△ＦＥＴ￣　墙件按二步三跨布置，呈梅花形，　横距１ｗ：４．５ｍ，竖距ｈｗ＝３．６ｍ。　建筑盔金２００６年第９期　模架安全　Ｎ＝Ｉ．２（ＮＧｌＫ＋Ｎ　＋１．４∑ＮＱＫ＝　ｐ＝０．５，可求综合挡风面积Ａ　＝　０．３５ｍ，小横杆间距为ｃ＝Ｏ．５ｍ。连　‘（１．８　ｘ１．５－０．２４０３）ｘ０．５＋０．２４０３＝　１．２　ｘｆ２．８７＋２．０９）＋１．４　ｘ４．２＝　１．４７０１５ｍ　．综合挡风系数ｑ）＝Ａｎ／　ｌ　１．８３２ｋＮ　１１８３２　‘ＤＡ　０．１８６￣４８９　＝３．材料要求：电焊钢管￣ｂ４８ｘ　Ａｗ＝：１．４７０１５／（１．８ｘ１．５）＝０．５４５。　３．５，截面积Ａ＝４８９ｍｍ２，自重为ｇ　Ｐ　ｋ＝　风压高度变化系数　按大城　３８．４Ｎ／ｍ．截面抵抗矩Ｗ＝５．０８×　市市区Ｃ类地面粗糙度、在标高　１　３０．０９ＭＰａ＜ｆ＝２０５ＭＰａ　１０３ｍｍ　，回转半径ｉ＝１５．８ｒａｍ，Ｅ＝　８６．６ｍ处取值Ｉｘ￣＝Ｉ．６９。　（２）组合风荷载时：　２．０６×１０　Ｎ／ｒａｍ　．Ｉ＝１．２１９×１０　ｍｍ４．　抗压强度厂＝２０５Ｎ／ｍｍ　，抗剪强度　，’＝１２０Ｎ／ｍｍ２，外挂密目式阻燃安　全网。　三、脚手架设计验算　本设计以最高的一段悬挑架　进行设计计算，该段从１５层楼面　６３．２ｍ标高处开始搭设，至８６．６ｍ　标高处结束，设计高度为２３．４ｍ。　１．脚手架荷栽计算　（１）计算恒荷载（查高层建筑　施工手册表４—３—１６～１８可求得）　ａ、一个立杆纵距的钢管、扣　件自重标准值产生的轴向力：　ＮｃｌＫ＝１　３￣０．４４２／２＝２．８７ｋＮ　ｂ、一个立杆纵距的构配件自　重标准值产生的轴向力：Ｎ　＝　４．１　８５／２＝２．０９ｋＮ　Ｃ、一个立杆纵距的施工荷载　标准值产生的轴力∑Ｎｏ　：８．４０／２＝　４．２ｋＮ　（２）计算风载：　ａ、标高８６．６ｍ处风荷载标准　值：【１）ｋ＝０．７・　・　・【１）０＝０．７　ｘ１．３×　０．５４５ｘ　１．６９ｘ０．３０＝０．２５　ｌ　ｋＮ／ｍ　式中：风荷载体型系数　＝　１．３ｘ￣＝１．３ｘＯ．５４５。　因为，查ＪＧＪｌ３０—２００１表Ａ一３　挡风系数‘ｐ＝０．０８９，故挡风面积　Ａ　＝１．８ｘ１．５ｘ０．０８９＝０．２４０３ｍ　，并且　２０００目／１００ｅｍ　安全网挡风系数　郴州地区基本风压【１）　＝　Ｎ＝Ｉ．２（ＮＧｌＫ＋Ｎｃ２Ｋ）＋０．８５ｘ１．４ｘ　０．３０ｋＮ／ｍ　∑ＮＱＫ＝Ｉ．２ｘ（２．８７＋２．０９）＋１．４ｘＯ．８５ｘ　则可求８６．６ｍ处风荷载标准　４．２＝１０．９５ｋＮ　值所产生的弯矩：Ｍ　＝ｔＯｋ・ｆ　・ｈ２／　Ｍ　＿０．８５×１．４ｘＭ　＝０．８５Ｘ１．４ｘ　ｌ０＿０．２５Ｉ×Ｉ．５ｘ１．８２／ｌ０＿０．１２２ｋＮ．Ｉｎ　０．１２２＝０．１４５ｋＮＩｎ　ｂ、标高６３．２ｍ处风荷载标准　Ｎ　Ｍ　１０９５０　一　＝——　＝　一　十　‘ＤＡ　Ｗ　０．１８６ｘ４８９　值：　∞ｋ：０．７Ｉｘ　・　・【１）。＝０．７×１．３×　１４５０００——：１４８．９３ＭＰａ　５０８０　０．５４５ｘ　１．４８９ｘ０．３０＝０．２２２ｋＮ／ｍ　１４８．９３ＭＰａ＜厂＝２０５ＭＰａ，满　式中风压高度变化系数　按　足要求。　大城市市区、标高６３．２ｍ取值　＝　３．连墙件计算　１．４８９。　顶段风荷载产生的连墙件轴　则可求６３．２ｍ处风荷载标准值　力设计值为：　所产生的弯矩：Ｍ　＝ｔＯｋ・ｆ　・ｈ￣１０＝　ＮＩ＝ＮＩ　＋Ｎｏ＝１．４ｗｋＡ　＋Ｎ０＝１．４ｘ　０．２２２ｘ　１．５ｘ　１．８２／１０＝０．１０８ｋＮ／ｍ　０．２５ｌ×１６．２＋５＝１０．６９ｋＮ　（３）施工荷载：结构施工作业　层为一层，装饰施工作业层为两　（１）连墙件稳定性验算：　连墙杆的计算长度按最不利　层。取结构施工荷载标准值ｑＩｃ＝　３．０ｋＮ／ｍ　．装修施工荷载标准值　考虑：ｆ０＝１．０５＋０．３５＝１．４ｍ，长细比　Ｘ＝ｌｄｉ＝１４００／１５．８＝８８．６．查ＪＧＪ１３０－　ｑ　、＝２．０ｋＮ／ｍ２。水平杆在结构施工　时荷载较大，立杆在装饰施工时　２００１表Ｃ可得稳定系数‘ｐ＿０．６６９４。　Ｎｌ／￣Ａ＝１０６９０／（０．６６９４￣４８９）＝　荷载较大。　２．立杆验算　３２．６６＜厂＝２０５ＭＰａ。　连墙件抗剪承载力验算：Ｎ。＝　（１）不组合风荷载时：　（ａ）与墙体钢性连接　（ｈ）与柱连接　图２脚手架连墙件连接图　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ　ＳＡＦＥＴＹ　１０．６９ｋＮ＜［ｖ］＝ＡｆＪＫ１＝４８９ｍｍ　×　建筑盔金２００６年第９期　根据上述计算结果选用　模架安全　斜拉钢丝绳拉结点一端在型　１２０Ｎ／ｍｍ２／２．０＝２９．３６ｋＮ。（Ｋ　截面　＋１５．５的钢丝绳，其钢丝绳的钢丝　钢上双排立杆位置，采取在Ａ、Ｂ两　形状系数）　破断拉力总和Ｐｓ＝１２５ｋＮＩ＞ＫＴｏＡ／ａ＝　点点焊　１６的钢筋短棒固定钢丝　０６＋０．８５＝１２２．９２ｋＮ（式中：安　绳。另一端在上一层结构梁内０点　（２）顶端连墙杆必须采用２个　８ｘｌ３．８５）　预埋一根　１６的圆钢做成的半圆　直角扣件扣锁．１０．６９ｋＮ＜８　ｘ２＝　全系数Ｋ＝８，不均匀系数ａ＝０．７号的卡环，其安全荷重　型吊环，承受钢丝绳的拉力。预埋　１６ｋＮ。连墙件应与主体采取刚性　和２．０６ｋＮ。斜拉钢丝绳用手　钢筋锚固长度不小于３０ｄ，并且与　连接并且尽量相互保持垂直。连　２７ｋＮ≥１３．墙件与主体刚性连接简图如图２：　拉葫芦或花篮拴拉紧，做到松紧　４．型钢悬挑支撑部分计算　程度一直，避免受力不均。　按全部脚手架荷载由两条斜　（３）选择［６３ｘ４０作为悬挑梁，　拉钢丝绳承受设计，这样悬挑梁　槽钢朝下平放布置，在立杆的位　仅承受轴力和自重所引起的弯　置焊＋３８ｘ５０ｍｍ的短钢管固定立　矩，很安全，而且可大量节约钢　杆，在结构梁或板内Ｃ、Ｄ两点预埋　材。计算简图如图３：　两根半圆环型的＋１６圆钢，与型　钢焊接，焊缝长度不小于３０ｒａｍ。　具体做法详见图４：　故而槽钢可简化为一端固定　轴向受压构件，其截面面积只要　满足水平力作用下平面内稳定即　可，型钢的各参数如下：　Ａ：８．４ｃｍ　ｉ　＝２．４５ｃｍ　图３悬挑架计算简图　ｉ　＝１．１８ｃｍ　计算长度ｌｏ＝１４０ｘ２＝２８０ｃｍ　（１）计算内力　入　＝ｌｏｌｉ　＝２８０＋２．４５＝１　１４．２９　ＴｏＡ＝（３　＋１．４　）　÷３×Ｎ＝　ｋｒ＝ｌｄｉ　＝２８０＋１．１　８＝２３７．２９　１３．０６ｋＮ，ＴＡＢ＝＝一１．４＋３ｘＮ＝一５．５２２ｋＮ　按较大值入　值查表ｑｏ＝０．１４４　ＴｏＢ＝（３２＋Ｏ．３５　）　÷３×Ｎ＝　ＴＢＯ／ｑ）Ａ＝６９００／（Ｏ．１４４　ｘ８４０）＝　１１．９１ｋＮ，ＴＢＣ＝Ｔ＾Ｂ一０．３５÷３×Ｎ＝　５７．０４　Ｎ／ａｒｍ　＜ｆ＝２０５Ｎ／ｍｍ　，悬挑　一６．９０ｋＮ　梁稳定。　（２）选择钢丝绳及配套卡环　（４）计算砼结构上预埋件　型钢　塑篁！置生）　／　１　Ｏ５Ｏ　ｌ　ＯＯ　ｍ　３８ｒａｍ铜蕾（居中】　焊接焊缝　型钢长度２１００（转角处３０００）　图４型钢示意图　ｌ６　梁主筋或板底筋焊接牢靠。　根据《混凝土结构设计规范》　规定：每个吊环可按两个截面计　算，吊环拉应力不大于５０Ｎ／ｍｍ　。　吊环钢筋面积Ａｇ＝ＴｏＡ÷（２×　５０）＝１３０６０＋１００＝１３ｌｍｍ２．选　１６　圆钢Ａｇ＝２００．９６ｍｍＺ＞１３１ｍｍｚ。　５．由于本工程脚手架均采用　常规尺寸，搭设最高高度为　２３．４ｍ＜２５ｍ，大小横杆和外立杆可　搭设高度能满足要求，故大小横　杆内力及挠度计算、外立杆可搭　设高度计算本设计省略。　四、质量保证措施　１．钢管、扣件、安全网等材料　质量必须符合有关规范标准，满　足各种性能要求，有生产许可证、　法定检测单位的测试报告和产品　合格证。　２．脚手架搭设施工工艺、技　术要求、构造要求、允许偏差必须　符合有关施工技术规范要求，做　好防电、防雷措施。　３．脚手架必须检查与验收合　格后方可投入使用。　五、结束语　实践证明该设计方案是可行　的、安全的，整个施工过程没有事　故发生，取得了满意的效果。　（本文收稿：２００６一Ｏ７—１１）