按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》進行設計計算初探

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)范進行設計計算初探 建設部頒布的建筑施工扣件式鋼管腳手架平安技術(shù)規(guī)范(以下簡稱"規(guī)范')，已從2021年6月1日起開頭正式施行，這是我國頒布的第一個該類型腳手架國家規(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計與施工，以及水平混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中模板支架的設計與施工。規(guī)范中規(guī)定"扣件鋼管腳手架施工前，應按本規(guī)范的規(guī)定對腳手架結(jié)構(gòu)構(gòu)件與立桿地基承載力進行計算'，從而規(guī)范了該類腳手架的設計計算和施工過程。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形式為例，依據(jù)規(guī)范的要求說明進行

2、該類腳手架設計計算的主要過程。術(shù)語及符號同JGJ130-2021規(guī)定。 1. 設計說明 1.1 本設計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 腳手架的設計尺寸為：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 本設計中所采納的腳手板為深圳地區(qū)使用較為廣泛的鋼笆片，其自重標準值為0.125kN/m2。詳細做法是(如圖2)，在兩立桿間的橫向水平桿上等距設置四根縱向水平桿，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，其自重標準值為0.35kN/m2。 圖2 橫向水平桿計算簡圖 1.4 本設計中采納的是由鋼管、扣件

3、以及預埋鋼筋組成的剛性連墻件，其間距為兩步三跨。詳細做法如圖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)量應符合現(xiàn)行國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T700)中Q235-A級鋼的規(guī)定(Q235鋼坑拉、抗壓和抗彎強度設計值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，自重標準值為0.5kg/m2。 導航：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)范進行設計計算初探 ：平安管理網(wǎng) 來源：平安管理網(wǎng) 點擊數(shù)： 630 更新日期

4、：2021年05月13日 1.58 3.84 1.6 深圳地區(qū)基本風壓值wo=0.7kN/m2，風壓高度系數(shù)按C類地面粗糙度取值。H=5m時，z=0.54;H=50m，z=1.36。 1.7 本例腳手架立桿基礎采納壓實填土基礎，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后的密實度為0.940.97，其承載力標準值取180kN/m2。然后采納長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 基礎示意圖 2. 設計計算 2.1 縱、橫向水平桿計算 2.1.1 縱向水平桿的抗彎強度和撓度計算(按三跨連續(xù)梁，見圖1) 圖1 縱向水平

5、桿計算簡圖 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度和撓度計算 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 立桿計算 2.2.1 立桿穩(wěn)定性計算(以規(guī)范允許搭設的最大高度50m，計算底層立桿段) (1) 計算部位應依據(jù)風荷載產(chǎn)生彎曲壓應力大小確定，故先計算風荷載產(chǎn)生的壓應力。 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) 計算腳手架自

7、重標準值產(chǎn)生的軸向力NGlK; 由規(guī)范附錄A表A-1查得一個柱距范圍內(nèi)每米高腳手架自重產(chǎn)生的軸心壓力標準值Gk=0.1248kN/m，則50m高腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生軸心壓力標準值為：NGlK=hgk=500.1248=6.24kN (3) 計算構(gòu)配件自重標準值產(chǎn)生的軸向力NGlk(結(jié)果如下表)： 注：腳手板的輔設按規(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置，施工作業(yè)層設置兩道，其余各層設置一道，共計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) 計算外立桿施工荷載標準值產(chǎn)生的輔向力總和(注：當計算里立桿時還應加上外伸部分的荷載) =31.51.052/2=4.725kN (5) 計算底層外立桿的軸向力設計值N N=1.2(NG1K=NG2K)=0.851.4 =16.45kN (6) 計算底層外立桿穩(wěn)定性 查有知， N/A=Mw/W=16450/(0.185489)+21.63=203.5N/mm2 (7) 按穩(wěn)定性計算腳手架最大搭設高度H。 = =48353mm48m26m，所以還應按公式 H=

9、Hs/(1+0.001Hs)進行調(diào)整： H=Hs/(1+0.001Hs)=45m 所以該腳手架的最大搭設高度為45m，即Hs45m。 2. 3 連墻件計算(以45m高處進行計算)5m， (1) 計算連墻件軸向力設計值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) 計算扣件的抗滑移承載力 直角扣件的抗滑移設計值Rc=8kN (4) 連墻件與墻體連接側(cè)的鋼管凈截面強度計算和預埋鋼筋的抗剪承載力計算 鋼管的凈截面強度計算： =Nl/(A-2dt) =15433/(489-2203.5)=44.22N/mm2 預埋鋼筋抗剪強度驗算： =4Nl/(2d2)=24.6N/mm2125N/mm2 滿意要求。 2.4立桿地基承載力計算 (1) 計算地基承載力設計值 kc=0.5，fgk=0.18N/mm2 fg=kcfgk=0.50.18=0.09N/mm2 (2) 計算立桿基礎底面平均壓力p有效基礎底面積取0.25m2 p=N/a=16450.250000=

11、0.0658(N/mm2) p 3. 設計留意事項 (1) 新頒規(guī)范中對永久荷載、可變荷載的定義與以往參考資料中的相關定義有所區(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)等防護設施的自重作為永久荷載，而在建筑施工腳手架有用手冊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) 在進行基礎設計時應依據(jù)工程的實際地質(zhì)狀況進行嚴格的設計計算，對回填土的質(zhì)量必需嚴格要求，需要時應改作灰土或沙石土夯填，并有防雨水浸泡措施;以防止基礎在荷載和雨水的作用下產(chǎn)生顯著沉降?；A施工完后應組織技術(shù)人員進行驗收，合格后方可進行下道工序的施工。 (3) 從上例的計算過程中我們可以看出，新頒規(guī)范對連墻件的設計提出了嚴格的要求。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，當采納單扣件作為連接時，每個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，每個連墻件所能承受的風荷載只有3 kN，明顯這種連墻件在一些高層腳手架的設計中就無法滿意規(guī)范的要求。所以，就應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