依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范和建

1、依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范和建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)的扣件式雙排鋼管腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 龐靜 繆志偉 柯明中 （浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司）一、引言建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）和國(guó)家強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-99）施行幾年來，在建筑施工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與實(shí)踐。特別是質(zhì)量與文明施工方面要求高的工程，其腳手架按照規(guī)范和檢查標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)是創(chuàng)杯和申報(bào)文明標(biāo)化工地的必備條件。二、腳手架設(shè)計(jì)溫州某工程腳手架參照規(guī)范和檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工。該工程腳手架設(shè)計(jì)36米以下采用落地式雙排鋼管腳手架，36米以上采用懸挑式鋼管腳手架。腳手架使用鋼管、扣

2、件均檢測(cè)合格。落地式鋼管腳手架設(shè)計(jì)高度36米，選擇48×3.5鋼管，立桿的縱距1.50m，立桿的橫距1.05m，立桿的步距1.80m，連墻件采用2步3跨，豎向間距3.60m，水平間距4.50m。施工均布荷載為3.0KN/，設(shè)計(jì)同時(shí)施工2層。腳手片采用1.5m×1m竹制腳手片，25米以下滿鋪6層，25米以上層層滿鋪。防護(hù)欄桿和擋腳欄桿選用與架體同材質(zhì)的48×3.5鋼管，二步以上層層設(shè)置。安全網(wǎng)采用密目式阻燃安全網(wǎng)，外側(cè)全封閉設(shè)置。剪刀撐間隔4步設(shè)置。橫向斜撐設(shè)置在拐角處，中間每隔6跨設(shè)置一道。三、腳手架計(jì)算1.縱向水平桿（大橫桿）的計(jì)算：縱向水平桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行

3、強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿上面。按照大橫桿上面的腳手片和活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的彎矩和變形。（1）均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038KN/m腳手片的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.35×1.5/3=0.175KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.0×1.5/3=1.50 KN/m靜荷載計(jì)算值q1=1.2×（0.038+0.175）=0.256 KN/m活荷載計(jì)算值q2=1.4×1.5=2.10 KN/m（2）強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩?？缰凶畲髲澗豈1max=0.08 q1L2+0.10 q2L2=（0.08×0.2

4、560.10×2.1）×1.52=0.519 KN·m支座最大彎矩M2max=-0.10 q1L2-0.117 q2L2=（-0.10×0.256-0.117×2.1）×1.52=0.610 KN·m選擇支座彎矩和跨中彎矩最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：=M/W=0.610×103/5.08=120.1N/2f=205 N/2強(qiáng)度滿足要求。（3）撓度計(jì)算靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1=0.038+0.175=0.213 KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2=1.5 KN/mmax=0.677 q1L4/100EI+0.990 q2L4/100EI=（0

5、.677×0.213+0.99×1.5）×15004/（100×206000×12900）=3.30大橫桿的最大撓度小于1500/150與10，滿足要求。2.橫向水平桿（小橫桿）計(jì)算小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。（1）荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.5=0.057KN/m腳手片的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.35×1.5×1.05/3=0.184KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.0×1.5×1

6、.05/3=1.575 KN/m荷載計(jì)算值p=1.2×（0.057+0.184）+1.4×1.575=2.49 KN/m（2）強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和。M=Mpmax+Mqmax=1.2×0.038×1.05×1.05/8+2.49×1.05/3=0.878 KN·m=M/W=172.8N/2f=205 N/2強(qiáng)度滿足要求。（3）撓度計(jì)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和。自重均布荷載下最大撓度qmax=5qL4/384EI=0.02集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值

7、p=0.057+0.184+1.575=1.816 KN集中荷載最不利分配引起的最大撓度qmax=Pl（3 L2-4 L2/9）/72EI=2.97最大撓度和max=0.02+2.97=2.99小橫桿的最大撓度小于1500/150與10，滿足要求。3.扣件抗滑力計(jì)算橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值P1=0.038×1.05=0.04KN腳手片荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2=0.35×1.05×1.5/2=0.27KN活荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q=3.0×1.05×1.5/2=2.36KN荷載計(jì)算值R=1.2×（P1 +P2）+1.4Q=3.676 KNRc=8.0 KN其中Rc扣件

8、抗滑承載力設(shè)計(jì)值，取8.0 KN；R縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求。4.立桿的穩(wěn)定性計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。（1）靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值立桿承受的結(jié)構(gòu)自重Ng1=0.1248×36=4.493KN腳手片自重Ng2=0.35×11×1.05×1.5/2=3.03KN防護(hù)欄桿與擋腳欄桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值（作用于外立桿上）Ng3=0.038×2×20×1.5=2.28KN外側(cè)圍護(hù)的安全網(wǎng)荷載（作用于外立桿上）Ng4=0.049×1.5×36=2.646K

9、N靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值Ng內(nèi)立桿= Ng1+ Ng2=7.523 KNNg外立桿= Ng1+ Ng2+ Ng3+ Ng4=12.449 KN由于外立桿荷載與內(nèi)立桿荷載比值（Ng內(nèi)立桿/Ng外立桿）為1.65倍，荷載相差教大，不能按照內(nèi)、外立取荷載平均值的計(jì)算方法，應(yīng)當(dāng)按照內(nèi)、外立桿分算的計(jì)算方法。取承受荷載較大的外立桿Ng外立桿=12.449 KN作立桿穩(wěn)定性計(jì)算。（2）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)的施工荷載總和的1/2取值。Nq=3.0×2×1.5×1.05/2=4.725KN（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=0.7×Uz&#

10、215;Us×Wo=0.7×1.36×0.219×0.4=0.084 KN/2其中Uz風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9）規(guī)定，取1.360；US風(fēng)荷載體型系數(shù)，按規(guī)范取0.219；Wo基本風(fēng)壓，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9）規(guī)定，取0.4；（4）立桿的穩(wěn)定性考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：N/A+ Mw/W其中N立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=1.2×Ng+0.85×1.4×Nq=20.56KN軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)范由長(zhǎng)細(xì)比的結(jié)果查表得0.186；A 立桿靜截面面積，A=4.892；W立桿靜截面模量，W

11、=5.083；Mw計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，Mw=0.85×1.4×Wk×La×h×h/10=0.049KN·m= N/A+ Mw/W=235.7N/2f=205 N/2立桿穩(wěn)定性不滿足要求，需要采取加固措施。經(jīng)計(jì)算內(nèi)立桿內(nèi)=170.716 N/2f=205 N/2，內(nèi)立桿穩(wěn)定性滿足要求。采取措施如下：外立桿15米以下采用雙立桿加強(qiáng)，并增加橫向斜撐設(shè)置，內(nèi)立桿不變。加固后的外立桿穩(wěn)定性=122.6N/2f=205 N/2。采取措施后的立桿穩(wěn)定性滿足要求。5.連墻件計(jì)算連墻件軸向力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：Nl=N1w+N0其中N1w

12、風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件的軸力設(shè)計(jì)值， N1w=1.4×wk×Aw=1.4×0.084×16.2=1.91KNN0連墻件約束腳手架平面外變形產(chǎn)生的軸向力，按規(guī)范N0=5.0 KN計(jì)算得連墻件軸向力計(jì)算值：Nl=1.91+5.0=6.91KN該腳手架采用架體與樓層預(yù)埋鋼管用扣件連接的連墻件，由于Nl=6.91KNRc=8.0 KN，連墻件設(shè)計(jì)符合要求。6.立桿的地基承載力計(jì)算立桿基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)。立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足：Pfg 其中P立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，P=N/A=20.56/（0.2×1.0）=102.8 KN/m2fg地基承載力設(shè)計(jì)值，fg=Kc×fqk=1.0×150=150 KN/m2P=102.8 KN/m2fg=150 KN/m2地基承載力的計(jì)算滿足要求。四、結(jié)束語(yǔ)本工程按照規(guī)范和檢查標(biāo)準(zhǔn)對(duì)腳手架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在計(jì)算中