第5章 腳手架

1、第五章 高層建筑(o cn jin zh)施工用腳手架第二節(jié) 扣件式鋼管(gnggun)腳手架共四十一頁 高層建筑的外腳手架是高層主體和裝飾施工的操作平臺； 高層建筑外應(yīng)搭設(shè)雙排腳手架，以形成自承重體系，保證施工安全,但一般不超過50m。腳手架01規(guī)范規(guī)定(gudng)，單排腳手架不適用于下列情況： （1） 墻體厚度小于或等于180mm； （2） 建筑物高度超過24m； （3） 空斗磚墻、加氣塊墻等輕質(zhì)墻體； （4） 砌筑砂漿強(qiáng)度等級小于或等于M1.0的磚墻。共四十一頁一、扣件式鋼管(gnggun)腳手架構(gòu)造 1.扣件式鋼管(gnggun)腳手架，多用48、51，壁厚3.5mm鋼管，絕大部分是

2、冷彎薄壁型鋼材；共四十一頁連墻件2步3跨內(nèi)立桿縱距1500外立桿1500大橫桿步距1500小橫桿，作業(yè)層水平(shupng)間距750，非作業(yè)層1500剪刀(jindo)撐全高滿跨布置預(yù)制混凝土支座墩臺結(jié)構(gòu)樓面掃地桿共四十一頁步矩立桿大橫桿剪刀(jindo)撐縱矩2.立桿：又稱站桿，縱距一般為1.2m，1.5m，1.8m，2m，2.1m。承受作業(yè)層、小橫桿、大橫桿、剪刀撐等傳來的豎向荷載；3.縱向水平桿（稱大橫桿）：上下相鄰水平桿間距又稱步距，一般為1.2m,1.35m,1.5m,1.8m,2m，步距要和樓層層高相匹配,水平桿承受其上的小橫桿、腳手板、施工荷載；4.橫向水平桿（小橫桿）：連接(

3、linji)內(nèi)外排和水平桿節(jié)點(diǎn)的桿件，作業(yè)層的小橫桿托腳手板，并承受作業(yè)層施工荷載；共四十一頁步矩立桿大橫桿剪刀(jindo)撐縱矩5.剪刀撐：在腳手架立面上安裝的“十”字型支撐。是提高腳手架系統(tǒng)(xtng)整體穩(wěn)定的加強(qiáng)構(gòu)件。應(yīng)在腳手架各立面上，延全高貫通布置；6.掃地桿:扣接于腳手架緊底端的水平桿；7.腳手板：鋪設(shè)于作業(yè)層上的沖壓鋼腳手板或木腳手板。承受作業(yè)層上的人員和物料等施工荷載；掃地桿共四十一頁13005003步3跨連墻桿腳手架剖面圖步距立桿橫距8.連墻件：用扣件將腳手架與主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)在一起的構(gòu)件（鋼管），有兩步三跨布置和三步三跨布置，須在樓面上預(yù)埋鋼管預(yù)埋件；連墻件保證腳手架系統(tǒng)和

4、主體結(jié)構(gòu)有效拉結(jié)；9.拋撐：支撐于底層腳手架外排立桿節(jié)點(diǎn)和地面間的斜撐；10.支座：支撐立桿的底座；11.橫向斜撐：在腳手架內(nèi)外排間設(shè)置(shzh)的斜向連接鋼管，也起到提高架體的整體穩(wěn)定的作用。共四十一頁(a) 直角(zhjio)扣件 (b) 旋轉(zhuǎn)扣件 (c) 對接扣件12.扣件:有直角(zhjio)扣件、對接扣件、和旋轉(zhuǎn)扣件。共四十一頁連墻件2步3跨內(nèi)立桿縱距1500外立桿1500大橫桿步距1500小橫桿，作業(yè)(zuy)層水平間距750，非作業(yè)層1500剪刀(jindo)撐全高滿跨布置預(yù)制混凝土支座墩臺結(jié)構(gòu)樓面掃地桿共四十一頁設(shè)計(jì)步驟：（1）首先按照常規(guī)做法或經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)腳手架構(gòu)造，繪制構(gòu)造圖

5、（包括(boku)材料，規(guī)格尺寸，拼裝方法等）。（2）計(jì)算各種腳手構(gòu)件（立柱，大小橫桿，連墻件等）的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性是否滿足要求。（3）計(jì)算程序： 計(jì)算荷載求解內(nèi)力強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定驗(yàn)算。共四十一頁計(jì)算依據(jù)：建筑施工扣件式鋼管腳手架安全(nqun)技術(shù)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑施工手冊靜力計(jì)算手冊并相關(guān)教材和參考書。共四十一頁腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算(j sun)例題本例題介紹： 常用雙排落地式鋼管(gnggun)腳手架計(jì)算方法和構(gòu)造；主要依據(jù)：建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2011）共四十一頁15001500腳手架立面圖例題.12層框架結(jié)構(gòu)（高度(god)=6+10*3+

6、4 =40 ）雙排落地鋼管腳手架計(jì)算。立面如圖：立桿大橫桿剪刀(jindo)撐1500掃地桿共四十一頁材料和構(gòu)造：立桿： 48*3.5鋼管；縱距1500；橫距1050；距墻500；步距1500；大橫桿： 48*3.5鋼管；小橫桿： 48*3.5鋼管；間距1500（作業(yè)層750）剪刀撐： 48*3.5鋼管；整體布置；45度。連墻件： 48*3.5鋼管；2步3跨（可靠連接樓板預(yù)埋件）密目網(wǎng)封閉；沖壓鋼腳手板；扣件連接；地基(dj)回填夯實(shí)；共四十一頁主要計(jì)算內(nèi)容：大小橫桿抗彎計(jì)算；立桿穩(wěn)定(wndng)計(jì)算；連墻件計(jì)算；連接扣件抗滑移計(jì)算；地基計(jì)算；共四十一頁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法：極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法：承載能

7、力極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)。 采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。計(jì)算強(qiáng)度；穩(wěn)定；連接強(qiáng)度時(shí)采用荷載(hzi)效應(yīng)基本組合（分項(xiàng)系數(shù)為1.2；1.4）。計(jì)算構(gòu)件變形時(shí)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合（分項(xiàng)系數(shù)為1.0）。共四十一頁荷載：永久荷載：1、腳手架自重（立桿、橫桿、扣件、連墻件等）；2、配件(pijin)自重：腳手板；擋腳板；安全網(wǎng)等；可變荷載：1、施工活荷載；2、風(fēng)荷載共四十一頁1.05橫向(hn xin)水平桿的抗彎強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：1.計(jì)算(j sun)小橫桿抗彎強(qiáng)度和撓度：式中：M縱向、橫向水平桿彎矩設(shè)計(jì)值，其值按下式計(jì)算： M=1.2MGk+1.4MQKMGk腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩；MQk施工

8、荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩；W截面模量，可查表； f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。共四十一頁1500750750750大橫桿立桿小橫桿750擋腳板(jiobn)跳板(tiobn)1050小橫桿受荷范圍（單元寬度），等于小橫桿間距750小橫桿受荷范圍小橫桿受力簡化為簡支梁某方向線荷載（均布荷載）= 面荷載與某方向垂直的計(jì)算單元寬度共四十一頁（1）荷載計(jì)算(j sun)：1）永久荷載：（查規(guī)范腳手板0.3kN/）（說明：里外各一塊擋腳板，其力直接作用于大橫桿上，不考慮其作用。腳手板寬度0.23米）（小橫桿作業(yè)層間距750mm）1.05表5-6 腳手板(shubn)自重標(biāo)準(zhǔn)值 q=0.3kN/m20.75m=0.

9、225(kN/m)共四十一頁2）可變荷載：查規(guī)范(gufn)施工活荷載2 kN/則1.05表5-9 施工(sh gng)均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值共四十一頁3）彎矩設(shè)計(jì)(shj)值：M=1.2MGK+1.4MQK=1.2*(0.225*1.05*1.05/8)+1.4*(1.5*1.05*1.05/8)=0.037+0.289=0.326(kNm)=326000(Nmm)1.05q=0.225(kN/M)（恒荷）q=1.5(kN/M)（活荷）共四十一頁（2）強(qiáng)度(qingd)驗(yàn)算：式中：W查表5-4為5.08cm3。表5-17 鋼材的強(qiáng)度(qingd)設(shè)計(jì)值與彈性模量(N/mm2)小橫桿的強(qiáng)度滿足要求。

10、表5-4 腳手架鋼管的截面特性指標(biāo)共四十一頁（3）變形(bin xng)驗(yàn)算（用標(biāo)準(zhǔn)值）：表5-19 受彎構(gòu)件(gujin)的容許撓度 計(jì)算撓度：小橫桿的變形滿足要求1.05q=0.225(kN/m)（恒荷）q=1.5(kN/m)（活荷）共四十一頁2.計(jì)算(j sun)大橫桿抗彎強(qiáng)度和撓度：（按照3跨連續(xù)(linx)梁計(jì)算抗彎強(qiáng)度）750750750750750750 P75075075015001500150010501）永久荷載：（查得小橫桿自重3.84kg/m,重力=0.0384kN/m）P=(0.225+0.0384)1.05/2+0.23m0.75m0.3kN/m2=0.19kN小橫

11、桿自重荷載腳手板荷載一側(cè)的擋腳板荷載共四十一頁2）可變荷載(hzi)：（按照(nzho)3跨連續(xù)梁計(jì)算抗彎強(qiáng)度）750750750750750750 P75075075015001500150010502.計(jì)算大橫桿抗彎強(qiáng)度和撓度：共四十一頁3）彎矩設(shè)計(jì)(shj)值：查靜力計(jì)算手冊：最大彎矩=0.175PL（按照3跨連續(xù)(linx)梁計(jì)算抗彎強(qiáng)度）750750750750750750 恒荷P=0.19kN 活荷P=0.788kN共四十一頁（2）強(qiáng)度(qingd)驗(yàn)算：大橫桿的強(qiáng)度(qingd)滿足要求。（3）變形驗(yàn)算：撓度系數(shù)查手冊：f=1.146（PL3/100EI）大橫桿的變形滿足要求。P

12、=0.19+0.788= 0.978 KN = 978 N750750750750750750 恒荷P=0.19kN 活荷P=0.788kN共四十一頁RC：抗滑承載力設(shè)計(jì)值（直角扣件8kN)R：縱向(zn xin)、橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值恒荷0.19活荷0.788立桿大橫桿3.連接(linji)扣件抗滑計(jì)算：R=1.2*（0.65+1）*0.19+1.4*（0.65+1）*0.788 =376+1820（N） =2196（N) 8000N 滿足條件RRC表5-18 扣件、底座的承載力設(shè)計(jì)值(kN) 小橫桿（其中0.65是查手冊支座剪力系數(shù)）共四十一頁4. 立桿計(jì)算(j sun)-

13、穩(wěn)定計(jì)算：立桿的穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計(jì)算(j sun)：不組合風(fēng)荷載時(shí)： 組合風(fēng)荷載時(shí)： 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)根據(jù)長細(xì)比查表5-21取值； 長細(xì)比， 計(jì)算長度: k 計(jì)算長度附加系數(shù)，k=1.155； 考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長度系數(shù)，表5-22;式中：共四十一頁不組合(zh)風(fēng)荷載時(shí)， 組合風(fēng)荷載時(shí)， 式中：N計(jì)算(j sun)立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值；MW計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩；共四十一頁解： （1）腳手架自重軸向力NG1kNG1k=0.1394kN/m*40=5.576（kN)（查規(guī)范附錄;查表5-5）（2）構(gòu)配件自重NG2k ：（腳手板自重： 0.3kN/ ，鋼管自

14、重0.0384kN/m）NG2k：包括3層腳手板（2層作業(yè)，1層保護(hù)(boh)，每層4塊腳手板）， 一側(cè)2塊擋腳板；一側(cè)2根欄桿；尼龍安全封閉網(wǎng)不計(jì)。腳手板自重=0.3kN/*0.23m*4塊*1.5m*3層/2=0.621（kN )擋腳板自重= 0.3kN/ *0.23m*1.5m*2塊=0.207（kN )兩根欄桿自重=0.0384 kN/m*1.5m*2根=0.115（kN ) NG2k=0.621+0.207+0.115=0.943 （kN )穩(wěn)定(wndng)計(jì)算：本題工程位于市中心，地面粗糙度c類，基本風(fēng)壓0.65，驗(yàn)算底層立桿穩(wěn)定性？（連墻桿2步3跨，采用2層裝修作業(yè),1層保護(hù)。

15、）共四十一頁兩個(gè)(lin )作業(yè)層一個(gè)安全(nqun)保護(hù)層（防止上部物體墜落）（護(hù)身）欄桿欄桿1.5計(jì)算單元寬=1.5僅研究計(jì)算外立桿（4塊腳手板平鋪）共四十一頁（3）施工荷載NQk ： NQk=2.0kN/*1.05m*1.5m*2層/2=3.15（ kN )（4）風(fēng)載產(chǎn)生彎矩Mw:其中： ：查表5-10風(fēng)壓高度變化系數(shù)(xsh)得1.13； ：查表取風(fēng)載體形系數(shù)=1.3=1.3*0.095=0.124表5-12 腳手架的風(fēng)荷載(hzi)體型系數(shù)s 凈擋風(fēng)面積An和輪廓面積Aw（迎風(fēng)面積）的比值=半封閉腳手架的擋風(fēng)系數(shù)取=0.095（查表值。書157頁）共四十一頁則：風(fēng)載產(chǎn)生(chnshn

16、g)彎矩設(shè)計(jì)值： （5）軸向力： 1）不組合(zh)風(fēng)載： N=1.2（NG1k+ NG2k)+1.4 NQk =1.2*（5.576+0.943）+1.4*3.15 =12.23（kN) 2）組合風(fēng)載： N=1.2（NG1k+ NG2k)+0.85*1.4*（ NQk+NWK) =1.2*(5.576+0.943)+0.85*1.4*3.15 =7.82+3.75=11.57kN （其中NWK=0）（P153）共四十一頁（6）軸心(zhu xn)受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù) ：查表5-4得 i=1.58則長細(xì)比 =260/1.58=164.5；查表5-21，得查表5-21，先求其中(qzhng)：計(jì)算

17、長度l0=kh =1.155*1.5*150=260（查得=1.5）表5-22 腳手架立桿的計(jì)算長度系數(shù) 共四十一頁（7）驗(yàn)算(yn sun)立桿穩(wěn)定性：不組合(zh)風(fēng)荷載時(shí)： 組合風(fēng)荷載時(shí)：立桿穩(wěn)定滿足立桿穩(wěn)定滿足共四十一頁解：本題覆蓋面積Aw =2步3跨=1.5*2*1.5*3=13.5（） NlW=1.4*wk*Aw=1.4*0.064*13.5=1.2（kN） Nl = NlW+N0=1.2+5=6.2（kN） 連墻件采用同樣鋼管(gnggun)，長度因每個(gè)連接扣件抗滑力為8kN， 本工程設(shè)2米長鋼管，單扣件連接。 6.2 kN 8 kN, 扣件抗滑移滿足要求。5.連墻件計(jì)算(j s

18、un)：連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值：其中： ：風(fēng)荷載產(chǎn)生軸力；Aw：每個(gè)連墻件覆蓋迎風(fēng)面積；N0-連墻件約束平面外變形產(chǎn)生軸力：單排3(kN)；雙排5(kN)共四十一頁105050015002步3跨連墻桿腳手架剖面圖扣件連接(linji)共四十一頁6.立桿地基承載力計(jì)算：底座用200200的厚鋼板支托。基土為粘性土。查表5-23,基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值選： fgk=680kN/m2. 則 fg=kCfgk=0.5680=340 kN/m2 （粘性土取0.5為調(diào)整系數(shù)(xsh)） 土為高度壓實(shí)擠密。施工時(shí)必須達(dá)到壓實(shí)要求。 P=N/A=12.23/0.20.2=305.75kn/ m2fg=340 kN/m2 地基承載力滿足要求。表5-23 黏性土地(td)基承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)注：N為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)。共四十一頁內(nèi)容摘要第五章 高層建筑施工用腳手