按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算初探

1、安全技術(shù)按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算初探 建設(shè)部頒布的建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱"規(guī)范')，已從2021年6月1日起開頭正式施行，這是我國(guó)頒布的第一個(gè)該類型腳手架國(guó)家規(guī)范，它適用于工業(yè)與民用建筑施工落地式(底撐式)單、雙排扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)與施工，以及水平混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中模板支架的設(shè)計(jì)與施工。規(guī)范中規(guī)定"扣件鋼管腳手架施工前，應(yīng)按本規(guī)范的規(guī)定對(duì)腳手架結(jié)構(gòu)構(gòu)件與立桿地基承載力進(jìn)行計(jì)算'，從而規(guī)范了該類腳手架的設(shè)計(jì)計(jì)算和施工過程。本文現(xiàn)就以高層建筑施工中使用較為廣泛的一種腳手架搭設(shè)形式為例，依據(jù)規(guī)范的要求說明進(jìn)行

2、該類腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算的主要過程。術(shù)語及符號(hào)同JGJ130-2021規(guī)定。 1. 設(shè)計(jì)說明 1.1 本設(shè)計(jì)以深圳市建筑施工中使用較為廣泛的全封閉雙排結(jié)構(gòu)腳手架為例; 1.2 腳手架的設(shè)計(jì)尺寸為：立桿橫距l(xiāng)b=1.05m，立桿縱距l(xiāng)a=1.5m，步距h=1.8m。 1.3 本設(shè)計(jì)中所采納的腳手板為深圳地區(qū)使用較為廣泛的鋼笆片，其自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.125kN/m2。詳細(xì)做法是(如圖2)，在兩立桿間的橫向水平桿上等距設(shè)置四根縱向水平桿，將鋼笆片用鉛絲固定在這四根縱向水平桿上。橫向水平桿的外伸部分采納木腳手板，其自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2。 圖2 橫向水平桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 1.4 本設(shè)計(jì)中采納的是由鋼管、扣件

3、以及預(yù)埋鋼筋組成的剛性連墻件，其間距為兩步三跨。詳細(xì)做法如圖3。 圖3 連墻件示意圖 1.5 本例全部鋼管尺寸都為483.5(截面特性如下表)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T700)中Q235-A級(jí)鋼的規(guī)定(Q235鋼坑拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2，彈性模量E=2.06105N/mm2);本例所使用的平安立網(wǎng)網(wǎng)目數(shù)不少于2000目/100cm2，網(wǎng)目尺寸1.66mm1.66mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kg/m2。 導(dǎo)航：平安管理網(wǎng) 平安技術(shù) 建筑施工正文 按建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算初探 ：平安管理網(wǎng) 來源：平安管理網(wǎng) 點(diǎn)擊數(shù)： 630 更新日期

4、：2021年05月13日 1.58 3.84 1.6 深圳地區(qū)基本風(fēng)壓值wo=0.7kN/m2，風(fēng)壓高度系數(shù)按C類地面粗糙度取值。H=5m時(shí)，z=0.54;H=50m，z=1.36。 1.7 本例腳手架立桿基礎(chǔ)采納壓實(shí)填土基礎(chǔ)，填料為土夾石，碎石、卵石的含量在30%50%，土分層回填平整夯實(shí)后的密實(shí)度為0.940.97，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值取180kN/m2。然后采納長(zhǎng)2.0m，寬200mm，厚60mm的木反作為墊木，將立桿布置在墊土的中心線上。(如圖4) 圖4 基礎(chǔ)示意圖 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 縱、橫向水平桿計(jì)算 2.1.1 縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度和撓度計(jì)算(按三跨連續(xù)梁，見圖1) 圖1 縱向水平

5、桿計(jì)算簡(jiǎn)圖 qGK=0.1251.05/3=0.4375kN/m K=31.05/3=1.05kN/m q=1.2K+1.4K=1.20.1225+1.41.05 =1.5225kN/m M=0.1ql2a=0.11.52251.52 =0.3426kN/m2 =M/W=0.3426106/5.08103 =67.43N/mm2 =5ql4a/384EI-0.05q4aEI+0.017q4a/16EI =2.21mm=la/150=10mm 2.1.2 橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度和撓度計(jì)算 p=1.2Kla+1.4Kla=1.20.43751.5+1.41.051.5=2.28376kN q=1.2

6、0.351.5+1.431.5=6.39kN/m Mq=0.56.930.32=0.31186kNm 2.1.3 扣件的抗滑承載力 由圖3可知，RA=5.8017kN 2.2 立桿計(jì)算 2.2.1 立桿穩(wěn)定性計(jì)算(以規(guī)范允許搭設(shè)的最大高度50m，計(jì)算底層立桿段) (1) 計(jì)算部位應(yīng)依據(jù)風(fēng)荷載產(chǎn)生彎曲壓應(yīng)力大小確定，故先計(jì)算風(fēng)荷載產(chǎn)生的壓應(yīng)力。 An=5980(mm)2(略) AW=10000(mm)2 w=1.2An/Aw=0.72 s=10.4w z=0.54 Mw=0.851.4Mwk/10=0.11kNm MwW=0.11106/5.08103=21.74N/mm2 (2) 計(jì)算腳手架自

7、重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NGlK; 由規(guī)范附錄A表A-1查得一個(gè)柱距范圍內(nèi)每米高腳手架自重產(chǎn)生的軸心壓力標(biāo)準(zhǔn)值Gk=0.1248kN/m，則50m高腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生軸心壓力標(biāo)準(zhǔn)值為：NGlK=hgk=500.1248=6.24kN (3) 計(jì)算構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NGlk(結(jié)果如下表)： 注：腳手板的輔設(shè)按規(guī)范7.3.12條規(guī)范，自頂層作業(yè)層往下每隔12m滿鋪一層，共計(jì)5層，其自重為(51251.051.50.5)N;里立桿還需加上外伸300mm部分的自重，其值為：(0.31.50.32)kN。 欄桿在每步架的外立桿上設(shè)置，施工作業(yè)層設(shè)置兩道，其余各層設(shè)置一道，共計(jì)30疲乏。自重為(38

8、.41530)N; 腳手踢腳板為180mm高的木腳手板檔板，自重為(3501.50.182)N; 平安網(wǎng)自重力(51.550)N。 (4) 計(jì)算外立桿施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的輔向力總和(注：當(dāng)計(jì)算里立桿時(shí)還應(yīng)加上外伸部分的荷載) =31.51.052/2=4.725kN (5) 計(jì)算底層外立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N N=1.2(NG1K=NG2K)=0.851.4 =16.45kN (6) 計(jì)算底層外立桿穩(wěn)定性 查有知， N/A=Mw/W=16450/(0.185489)+21.63=203.5N/mm2 (7) 按穩(wěn)定性計(jì)算腳手架最大搭設(shè)高度H。 = =48353mm48m26m，所以還應(yīng)按公式 H=

9、Hs/(1+0.001Hs)進(jìn)行調(diào)整： H=Hs/(1+0.001Hs)=45m 所以該腳手架的最大搭設(shè)高度為45m，即Hs45m。 2. 3 連墻件計(jì)算(以45m高處進(jìn)行計(jì)算)5m， (1) 計(jì)算連墻件軸向力設(shè)計(jì)值N1 z=1.3， s=0.72 wk=0.71.30.720.7=0.46kN/m2 Nlw=1.4wkAw =1.40.46(21.831.5)=10.433kN No=5kN Nl=Nlw+No=15.433kN (2) 計(jì)算連墻件穩(wěn)定承載力 l=500mm，=l/I=70/1.58=44， 查表知=0.827 NlA=15433/(0.912489) =36.2N/mm2

10、(3) 計(jì)算扣件的抗滑移承載力 直角扣件的抗滑移設(shè)計(jì)值Rc=8kN (4) 連墻件與墻體連接側(cè)的鋼管凈截面強(qiáng)度計(jì)算和預(yù)埋鋼筋的抗剪承載力計(jì)算 鋼管的凈截面強(qiáng)度計(jì)算： =Nl/(A-2dt) =15433/(489-2203.5)=44.22N/mm2 預(yù)埋鋼筋抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算： =4Nl/(2d2)=24.6N/mm2125N/mm2 滿意要求。 2.4立桿地基承載力計(jì)算 (1) 計(jì)算地基承載力設(shè)計(jì)值 kc=0.5，fgk=0.18N/mm2 fg=kcfgk=0.50.18=0.09N/mm2 (2) 計(jì)算立桿基礎(chǔ)底面平均壓力p有效基礎(chǔ)底面積取0.25m2 p=N/a=16450.250000=

11、0.0658(N/mm2) p 3. 設(shè)計(jì)留意事項(xiàng) (1) 新頒規(guī)范中對(duì)永久荷載、可變荷載的定義與以往參考資料中的相關(guān)定義有所區(qū)分。新頒規(guī)范中將架體的構(gòu)、配件自重，包括腳手板、欄桿、擋腳板、平安網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施的自重作為永久荷載，而在建筑施工腳手架有用手冊(cè)中這一部分荷載是作為可變荷載考慮的。這使得荷載的取值更加合理，更加便于理解。 (2) 在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)工程的實(shí)際地質(zhì)狀況進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)回填土的質(zhì)量必需嚴(yán)格要求，需要時(shí)應(yīng)改作灰土或沙石土夯填，并有防雨水浸泡措施;以防止基礎(chǔ)在荷載和雨水的作用下產(chǎn)生顯著沉降?；A(chǔ)施工完后應(yīng)組織技術(shù)人員進(jìn)行驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。 (3) 從上例的計(jì)算過程中我們可以看出，新頒規(guī)范對(duì)連墻件的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求。例如，目前工程中普遍采納鋼管扣件作為連墻件，其間距通常為兩步三跨或三步三跨，當(dāng)采納單扣件作為連接時(shí)，每個(gè)扣件的最大抗滑承載力只有8kN，減去連墻件約束架平體平面外的變形所產(chǎn)生的軸向力5 kN，每個(gè)連墻件所能承受的風(fēng)荷載只有3 kN，明顯這種連墻件在一些高層腳手架的設(shè)計(jì)中就無法滿意規(guī)范的要求。所以，就應(yīng)考慮縮小連墻件的間距，或者采納更牢靠的連墻件。此外，高層腳手架的連