高层建筑悬挑扣件式钢管脚手架设计实例

发布时间：2007年01月14日
作者：陈绍东
来源：陈绍东
浏览：次
查看所有评论
【}">打印文章】

位置：易安网>> 安全技术>> 建筑

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11～13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f_v=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/ｍ²
（2）恒载标准值
a.一纵距内全高钢管重量：
q_k=[（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）
q_k=（6×13.5+2×18.5）×7+6×14.5=913N
c.一纵距内竹笆安全网重量：
q_k=350×1.2×1.05×7=3087N
d.恒载标准值小计：
q_k=3581+913+3087=7581N
（3）施工活载（两层同时施工）
g_k=1.05×1.2×3000×2=7560N
（4）风荷载标准值
w _k=0.7×β₂×μ_s×μ_z×ω₀其中β₂=1.0；μ_s=0.23；μ_z=1.56（按40m，B类）ω₀=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
λ₁=L₁/ i = 3100/15.8=197
查表得φ₁=0.205
N_E1=π²EA/λ²=25.8kN
β_m=0.65+0.35×（M₂/M₁）
=0.65+0.35×0.59/- 0.59=0.3＜0.4
取β_m=0.4；γ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

λ²=2810/15.8=178 查表 ф₂=0.248

N_E2=π²EA/λ²=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）
N_1W=1.4×ω_k×A_w
=1.4×0.14×3.6×3.6=2.54kN
N_h=N_1W+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。