扣件式外腳手架鋼絲繩斜拉卸荷方式探討

1、扣件式外腳手架鋼絲繩斜拉卸荷方式探討 摘 要 本文主要針對(duì)扣件外腳手架在特殊情況下，如何保證其安全性方 面進(jìn)行了探討，主要從工程概況、搭設(shè)方案、承載力計(jì)算等方面，對(duì)外腳 手架在設(shè)計(jì)、施工、使用等方面的內(nèi)容進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞 改造樓 外腳手架 鋼絲繩卸荷1 工程概況本工程為加層改造工程 , 原營(yíng)業(yè)大樓為九層框架剪力墻結(jié)構(gòu)辦公樓 , 上 部加蓋一層 ,局部二層 （其中一層為構(gòu)造層 ） 。內(nèi)部建筑物進(jìn)行加固，外墻重 新裝修玻璃幕墻，加層改造面積約 1200 平方米。本工程施工期間不停業(yè)， 照常營(yíng)業(yè)。2 外腳手架方案選擇2.1 腳手架類型本工程腳手架搭設(shè)所采用類型為扣件式普通鋼管腳手架，搭設(shè)高度為

2、37.6 米。由于南立面落地式腳手架搭設(shè)在裙房屋頂， 該裙房?jī)?nèi)依然在營(yíng)業(yè)， 因此腳手架對(duì)屋面結(jié)構(gòu)是否影響是本方案的難點(diǎn)，考慮到主體結(jié)構(gòu)外墻為 承重墻，無(wú)法進(jìn)行型鋼懸挑，同時(shí)建設(shè)方未能提供該裙房屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖， 無(wú)法對(duì)屋頂進(jìn)行驗(yàn)算，因此決定采用鋼絲繩斜拉進(jìn)行分段卸荷。2.2 腳手架搭設(shè)方法(1) 落地式雙排普通鋼管(直徑？48、3.5mm壁厚)、腳手架每步高1.8m, 架體寬度為1.05 m，架體總高為37.6米(搭設(shè)高度從裙房樓頂搭起，搭設(shè) 高度11.4m49m),采用鋼絲繩卸荷(卸荷方式見設(shè)計(jì)計(jì)算)。(2) 架體離墻距離等于0.5m。(距離太大影響安全，距離太小不方便外裝 修施工)(3) 腳手

3、架設(shè)有扶手0.9m高，剪刀撐每9m設(shè)一道，與地面夾角為45度。( 4)腳手架外立面用竹笆和安全網(wǎng)進(jìn)行安全防護(hù)。(5)每五步腳手架底部用0.9mX 1.4m竹笆滿鋪，( 6)腳手架搭設(shè)時(shí)做到五步一隔離，在腳手架第五步做好隔離防護(hù)，在防 護(hù)下用1.8 x 6m的安全網(wǎng)綁扎牢固，腳手架的底排樓梯通道按防護(hù)要求進(jìn) 行安全封閉，以防物體墜落。( 7)在裙房屋頂處覆蓋一層多層板(裙房仍然在營(yíng)業(yè)，目的是分散荷載和 保護(hù)防水層)，在多層板上設(shè)置一塊通長(zhǎng)木方(與平行的梁距離在30CM內(nèi)), 立桿設(shè)在木方上。( 8)在搭設(shè)腳手架時(shí)特別注意：立桿在對(duì)接時(shí)要上下錯(cuò)開搭接，嚴(yán)禁出現(xiàn) 相鄰立桿在對(duì)接時(shí)接頭處于同一高度上。

4、 同時(shí)搭設(shè)時(shí)必須做到連墻桿為 “兩 步三跨”梅花式錯(cuò)開，確保層層有拉結(jié)。2.3 腳手架搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)( 1)搭設(shè)安全和質(zhì)量要求必須遵照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù) 規(guī)范(JGJ130-2001)中有關(guān)規(guī)定，并滿足評(píng)選文明工地的標(biāo)準(zhǔn)及市建委 有關(guān)規(guī)定。(2) 本腳手架只允許承受兩步，每步為 3000N/m的荷載。( 3)土建施工人員必須正確使用本腳手架，嚴(yán)禁超載，且不能隨意拆除腳手架鋼管及扣件，以免發(fā)生危險(xiǎn)。（4）施工過(guò)程中，如因結(jié)構(gòu)要求發(fā)生變化，施工方案再作調(diào)整。2.4 安全要求（1）腳手架搭設(shè)人員必須持證上崗并由專人統(tǒng)一指揮。（2）在搭設(shè)前必須做好安全技術(shù)交底。（3）操作時(shí)必須正確使用好安全帶

5、、安全帽。（4）操作人員必須嚴(yán)格遵守施工中各項(xiàng)規(guī)章制度。（5）高空搭設(shè)時(shí)嚴(yán)禁向下、向外拋物，腳手架清理時(shí)，不允許將建筑垃圾 向下傾倒。3 設(shè)計(jì)計(jì)算步距 h=1.8m,橫距=1.05m,總高=37.6m,縱距=1.5m按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001 ）對(duì)下列內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算：（ 1 ）縱向、橫向水平桿等受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和連接扣件的抗滑承載力計(jì)算；（ 2）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算；（ 3）連墻桿的強(qiáng)度、穩(wěn)定性計(jì)算；（ 4 ）立桿地基承載力計(jì)算；（ 5）卸荷部分計(jì)算。由于篇幅有限，本文不對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算演示， （1）、（ 2）、（ 3）屬 于常規(guī)計(jì)算，（ 4）不需計(jì)算，因此這四

6、項(xiàng)不作驗(yàn)算演示，只進(jìn)行（ 5）驗(yàn)算 演示，驗(yàn)算內(nèi)容有（ 1）鋼絲繩；（2）壓環(huán)強(qiáng)度計(jì)算； （2）抗滑承載力計(jì)算。3.1 荷載參數(shù)（1）腳手架立桿承受自重：gk1=0.1248KN/m（查規(guī)范附錄表A-1）,搭設(shè)高度 37.6 米（ 2）木腳手板自重 :gk2=0.35KN/m（2 查規(guī)范表 4.2.1-1 ），二層同時(shí)施工 n1=2； 竹笆自重：gk4=0.011KN/ m （實(shí)際情況），每五步一層滿鋪，共鋪5層，n 2=5（ 3 ）欄桿及連接扣件自重： gk3=0.0384+0.0132/1.5=0.0472KN/m （0.0132 為扣件重量），每步增加欄桿數(shù)n3=2;安全網(wǎng)自重：gk4=

7、0.005KN/ va （實(shí)際 情況），沿外立桿全高封閉；竹笆自重：gk4=0.011KN/ m2 （實(shí)際情況），沿 外立桿全高封閉（4）施工荷載 :qk=3 KN/m2 （查規(guī)范表 4.2.2 ）（5）風(fēng)荷載：3 k=0.7 卩 z.卩 s. 3 o;其：卩 z 取 1.25; w o 取 0.3,卩 s=1.3© , An=1.8 x 1.5 x 0.089 （查規(guī)范附錄表 A-3） =0.2403 m2, A=（1.8 x 1.5-0.2403） x 0.5+0.2403=1.4705 m, © =1.4705/（1.8 x 1.5）=0.545，則 a s=1.3

8、x 0.545=0.71 , w k=0.7 卩 z.卩 s. w o=0.7 x 1.25 x 0.71 x 0.3=0.186 KN/m23.2 驗(yàn)算鋼絲繩節(jié)點(diǎn)處荷載傳遞途徑：立桿荷載：（豎直方向）荷載-鋼絲繩-吊環(huán)-混凝土結(jié)構(gòu)；（水平方向）荷載t節(jié)點(diǎn)處小橫桿t混凝土結(jié)構(gòu)（ 1 ）立桿荷載計(jì)算：（假設(shè)內(nèi)外立桿平均承受荷載）Nsk1 =Hxgk1=（49-11.4） x 0.1248=4.692KN（單立桿自重）NGk2= （ 0.35 x 1.5 x 1.05x 2+0.011 x 1.5 x 1.05 x 5 ）/2=1.189KN/2=0.595KN （腳手板）NGk3=0.0472

9、x 1.5 x 2x 21+（0.005+0.011） x 1.5 x37.6/2=3.876KN/2=1.938KN （安全防護(hù)）N=3x 1.5 x 1.05 x 2/2=9.45KN/2=4.725KN（施工均布活荷載）N =1.2 X 藝 NGk +1.4 X 藝 NQk=1.2 X （N Gki+Nsk2+NGk3）+1.4 X NQ = 1.2 X（4.692+0.595+1.938） + 1.4 X 4.725KN=15.29KN由于建設(shè)方未能提供該裙房屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖，無(wú)法對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)中的梁板承載力進(jìn)行驗(yàn)算，通過(guò)超聲一回彈試驗(yàn)，得到屋面砼強(qiáng)度達(dá)到C20,按照通常情況下立桿為C20砼地

10、基時(shí)（此計(jì)算在假設(shè)砼屋面剛度為無(wú)限大的條件 下方成立），計(jì)算地基承載力遠(yuǎn)大于承受荷載，可滿足要求。實(shí)際情況是不 可能滿足這一假設(shè)條件，故采用鋼絲繩分段卸荷，全部荷載由鋼絲繩承受。（2）鋼絲繩分段卸荷方式沿架體全高分為三段，每段12m,即在架高12m 24m處分別設(shè)一個(gè)吊點(diǎn)， 每個(gè)吊點(diǎn)設(shè)有2根鋼絲繩（內(nèi)立桿、外立桿各1根），每個(gè)吊點(diǎn)處增加一根 小橫桿，即鋼絲繩綁在兩個(gè)小橫桿上；在水平方向吊點(diǎn)距為3根立桿縱距即 3la=3 X 1.5=4.5m。（3）斜拉鋼絲繩計(jì)算1）每一吊點(diǎn)鋼絲繩承受的荷載設(shè)計(jì)值 P每一個(gè)吊點(diǎn)鋼絲繩承受的荷載設(shè)計(jì)值P=3/2 X N =3/2 X 15.29 X1.5=22.9

11、4KN（本公式中3指3個(gè)縱距,2指上下共兩個(gè)吊點(diǎn)，氐是考慮兩根鋼絲繩拉緊程 度不一致，造成受力不均勻而采用的“不均勻系數(shù)”）。2）鋼絲繩的拉力計(jì)算（a =68.82 ° , B =82.87 ° ）外排吊點(diǎn)處鋼絲繩的拉力 Pa： Pa二P/sin a =22.94/ sin68.82=24.6KN內(nèi)排吊點(diǎn)處鋼絲繩的拉力 Pb： P二P/sin B =22.94/ sin82.87=23.12KN3) 吊點(diǎn)處小橫桿水平分力Pab計(jì)算PAB=Pctg a + Pctg B 二P(ctg a +ctg p )= 22.94 x (0.387+0.125)= 11.75KN4) 鋼

12、絲繩的選擇根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果選用鋼絲繩 6X 19直徑20,在抗拉強(qiáng)度為1550 N/mrn時(shí)，其鋼絲繩的破斷拉力 Pg=234KN, Pg > KT/a=8 x 24.6/0.85=231.5KN(式中：安全系數(shù)K=8,不均勻系數(shù)a=0.85)，本驗(yàn)算假 設(shè)鋼絲繩承受腳手架上全部荷載。5) 鋼絲繩的吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算：我們?nèi)′摻z繩的最大值進(jìn)行計(jì)算作為吊環(huán)的拉力N,為N=24.6KN鋼絲繩的吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為(7 =N/A< ，其中(7 為吊環(huán)受力的單肢抗 剪強(qiáng)度，取7 =125N/mnlD=24.6 x4/ (125xn)1/2=15.8 mmf,選用 18。6) 抗滑承載力計(jì)算吊點(diǎn)處水

13、平分力為11.75KNV4X 8=32K(式中4為兩根小橫桿與內(nèi)外立 桿 4 個(gè)直角扣件連接， 8 為直角扣件抗滑承載力)吊點(diǎn)處垂直分力為22.94KN<3X 8=24KN(式中3為兩根小橫桿、1根縱 向水平桿分別與 1 根立桿 3 個(gè)直角扣件連接， 8 為直角扣件抗滑承載力)3.3 注意事項(xiàng)(1)斜拉鋼絲繩必須在腳手架的主節(jié)點(diǎn)處 (即立桿、大橫桿、小橫桿交點(diǎn) 處)，鋼絲繩要繞過(guò)縱向水平桿、小橫桿底部兜緊。( 2)斜拉鋼絲繩與水平線的夾角越大，則其拉力及水平分力越小。(3) 吊點(diǎn)處設(shè)的兩根小橫桿頂墻以承受水平分力。(4) 為使斜拉繩能充分受力，以及保證 2個(gè)吊點(diǎn)同步受力，避免腳手架受力變形不一，搭設(shè)時(shí)要用緊繩器拉緊(5) 本段腳手架實(shí)際承載情況，為屋面承受一部分荷載，鋼絲繩承受一部 分荷載，因此本方案偏于保守。4 結(jié)語(yǔ) ：本工程采用上述外腳手架方案后，工程進(jìn)度和質(zhì)量得到了保證，沒有 發(fā)生一起因腳手架問(wèn)題發(fā)生的