腳手架設(shè)計計算講座

1、腳手架設(shè)計計算講座目 錄一、規(guī)定二、腳手架發(fā)生事故的原因三、規(guī)范要求進(jìn)行的內(nèi)容四、腳手架荷載分類和組合效應(yīng)五、落地式腳手架的計算六、雙立桿七、分段卸荷八、懸挑腳手架九、主要構(gòu)造要求十、事故分析一、建筑工程安全條例第二十六條 施工單位應(yīng)當(dāng)在施工組織設(shè)計中編制安全技術(shù)措施和施工現(xiàn)場臨時用電方案，對下列達(dá)到一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程編制專項的施工方案，并附有安全驗算結(jié)果，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師簽字后實施，由專職安全生產(chǎn)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督:一、基坑支護(hù)與降水工程；二、土方開挖工程，三、模板工程、四、起重吊裝工程、五、腳手架工程、六、拆除、爆破工程等。 對較大的深基坑、地下暗挖工程

2、、高大模板工程(8m)的專項施工方案，施工單位還應(yīng)組織專家進(jìn)行論證、審查。第六十五條違反本條例的規(guī)定，施工單位有下列行為之一的，責(zé)令限期改正；逾期未改正的，責(zé)令停業(yè)整頓，并處10萬元以上30萬元以下的罰款；情節(jié)嚴(yán)重的，降低資質(zhì)等級，直至吊銷資質(zhì)證書；造成重大安全事故，構(gòu)成犯罪的，對直接責(zé)任人員，依照刑法有關(guān)規(guī)定追究刑事責(zé)任；造成損失的，依法承擔(dān)賠償責(zé)任：（四）在施工組織中未編制安全技術(shù)措施、施工現(xiàn)場臨時用電方案或者專項施工方案的；第五十八條注冊執(zhí)業(yè)人員未執(zhí)行法律、法規(guī)和工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的，責(zé)令停止執(zhí)業(yè)3個月以上1年以下；情節(jié)嚴(yán)重的，吊銷執(zhí)業(yè)資格證書，5年內(nèi)不予注冊；造成重大安全事故的，終身不

3、予注冊；構(gòu)成犯罪的，依照刑法有關(guān)規(guī)定追究刑事責(zé)任。第六十六條 第二款 施工單位的主要負(fù)責(zé)人、項目負(fù)責(zé)人有前款違法行為，尚不夠刑事處罰的，處2萬元以上20萬元以下的罰款或者按照管理權(quán)限給予撤職處分；自刑罰執(zhí)行完畢或者受處分之日起，5年內(nèi)不得擔(dān)任任何施工單位的主要負(fù)責(zé)人、項目負(fù)責(zé)人。 刑法規(guī)定造成重大傷亡事故或者嚴(yán)重后果的，處3年以下有期徒刑，情節(jié)惡劣的，3年以上7年以下有期徒刑。 二、分析腳手架事故的原因1.技術(shù)原因（施工前的主要原因） 腳手架和模架倒塌的主要原因是支撐失穩(wěn)，連接強(qiáng)度不夠，這是由于許多施工企業(yè)在模板工程施工前，沒有進(jìn)行模板設(shè)計和剛度驗算，只靠經(jīng)驗來進(jìn)行支撐系統(tǒng)布置，使支撐系統(tǒng)的剛

4、度和 穩(wěn)定性考慮不足，甚至有些單位就沒有編制施工安全技術(shù)措施和專項方案。 分析近年來腳手架倒坍事故的原因幾乎都是由于連墻件設(shè)置不足或者連墻件被拆除而未及時補(bǔ)救而引起的。另外一個方面就是由于地基承載力不夠或者沉降不均勻造成局部失穩(wěn)而引起整體整體失穩(wěn)。為此規(guī)范也是把連墻件和地基承載力的計算作為腳手架計算的重要部分。我們從計算過程中也可以分析出連墻件的設(shè)置方式關(guān)系到整體腳手架計算方案是否滿足要求的關(guān)鍵因素。因此作為施工現(xiàn)場的管理人員，我們要從根本上重視腳手架連墻件的設(shè)置，并加強(qiáng)過程中的檢查。 在施工現(xiàn)場我們要嚴(yán)格按照建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（jgj59-99）實施指南的要求對施工現(xiàn)場進(jìn)行檢查。 發(fā)現(xiàn)問題

5、及時進(jìn)行改正，消除隱患，保證安全。2.材料原因 鋼管不符合規(guī)范和國家有關(guān)規(guī)定的要求 扣件不符合規(guī)范和國家有關(guān)規(guī)定的要求 腳手板質(zhì)量不符合要求3.管理原因（過程控制中的主要原因） 建立健全安全保證體系、落實安全生產(chǎn)責(zé)任制 安全培訓(xùn)制度 安全施工技術(shù)交底 安全防護(hù)以及施工機(jī)具管理 施工現(xiàn)場危險部位安全警示標(biāo)志的設(shè)置 現(xiàn)場檢查是否按照方案和交底內(nèi)容執(zhí)行三、 腳手架設(shè)計計算內(nèi)容1. 腳手架的承載能力應(yīng)按概率極限狀態(tài)設(shè)計法的要求，采用分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。 （1）縱向、橫向水平桿等受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計算； （2）連接扣件抗滑承載力計算； （3）立桿的穩(wěn)定性計算； （4）連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度的

6、計算； （5）立桿地基承載力計算。 2.計算構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性與連接強(qiáng)度時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計值。永久荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.2，可變荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.4。 3.腳手架中的受彎構(gòu)件，尚應(yīng)根據(jù)正常使用極限狀態(tài)的要求驗算變形。驗算構(gòu)件變形時，應(yīng)采用荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計值。荷載取標(biāo)準(zhǔn)值 4.按照扣件式腳手架鋼管規(guī)范進(jìn)行對腳手架進(jìn)行設(shè)計計算時，必須滿足規(guī)范的構(gòu)造要求四、腳手架荷載的確定1.荷載的分類：恒荷載和活荷載恒荷載： a.腳手架結(jié)構(gòu)自重，包括立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件等的自重； b. 構(gòu)、配件自重，包括腳手板、欄桿、擋腳板、安全網(wǎng)等防護(hù)設(shè)施的自重。 活荷載：

7、a.施工荷載，包括作業(yè)層上的人員、器具和材料的自重； b.風(fēng)荷載。 2.荷載的效應(yīng)組合 計算縱向、橫向水平桿強(qiáng)度與變形時，采用永久荷載+施工均布活荷載； 腳手架立桿穩(wěn)定驗算時，采用永久荷載+施工均布活荷載永久荷載+0.85（施工均布活荷載+風(fēng)荷載）； 連墻件承載力時， 單排架，風(fēng)荷載+3.0kn 雙排架，風(fēng)荷載+5.0kn五、落地式腳手架主要內(nèi)容：1.參數(shù)設(shè)置（連墻件、風(fēng)荷載的選擇）2.小橫桿的計算（強(qiáng)度、變形計算以及懸臂端荷載考慮、不驗算鋼管抗剪的原因）3.大橫桿的計算4.扣件抗滑移的計算5.立桿穩(wěn)定性（主要參數(shù)k、的選擇及影響）6.最大搭設(shè)高度7.連墻件的計算（強(qiáng)度、穩(wěn)定性及連接強(qiáng)度，兩個

8、注意的問題）8.地基承載力的計算1.參數(shù)設(shè)置-連墻件規(guī)范6.4.1條也明確提出了連墻件布置的最大間距依據(jù)有關(guān)實驗數(shù)據(jù)得到：（1）.當(dāng)其它條件不變，步距從1.2米增加到1.8米，臨界荷載將下降26.1%。（2）其它條件不變，當(dāng)豎向間距由3.6米增加到7.2米，臨界荷載將下降33.88%，但在經(jīng)常使用的連墻點(diǎn)水平間距范圍內(nèi)（8米），調(diào)整水平間距時，影響不大。因此要注意步距的設(shè)置。我們在實際施工中要按照規(guī)范的有關(guān)要求一定要選擇好步距。2.參數(shù)設(shè)置-風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算 （1）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值公式的說明：荷載規(guī)范計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值公式為：k=0.70sz， 1.現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值中

9、，還應(yīng)乘以風(fēng)振系數(shù)z，以考慮風(fēng)壓脈動對高層結(jié)構(gòu)的影響?？紤]腳手架是附著在主體結(jié)構(gòu)上,故這里風(fēng)振系數(shù)z=1 2. 荷載規(guī)范規(guī)定的基本風(fēng)壓是根據(jù)重現(xiàn)期為50年確定的，而腳手架使用期較短一般在25年之間，遇到強(qiáng)勁風(fēng)的概率相對要小得多，基本風(fēng)壓w0乘以0.7修正系數(shù)是參考英國腳手架標(biāo)準(zhǔn)確定的，就是5年一個重現(xiàn)期的折減系數(shù)。 3.腳手架的風(fēng)荷載體型系數(shù)分布比較復(fù)雜，國內(nèi)研究不多，僅廣東省建筑施工設(shè)計研究所對廣東國家大廈腳手架做過風(fēng)洞實驗。國外相關(guān)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在腳手架風(fēng)荷載計算方面也未給具體的方法。所以在計算腳手架的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值時，體型系數(shù)仍參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值。（2）風(fēng)荷載計算參數(shù)的選擇： 1. 基本風(fēng)

10、壓0，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的值進(jìn)行選取。但是不得小于0.3kn/m2。 2. 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的值進(jìn)行選取。我們在設(shè)計腳手架時，要注意此值的取法，通過計算從腳手架頂取每5米一段與腳手架的靜荷和活荷的組合驗算立桿穩(wěn)定性時，雖然風(fēng)荷載在頂部的標(biāo)準(zhǔn)值大，但最終組合值在腳手架的最底端最不利。但計算連墻件時，要取高度為最大值。 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的要求，對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)依據(jù)地面粗糙度類別進(jìn)行選擇確定3.腳手架體型系數(shù)s按照下表進(jìn)行選擇 表4.2.4腳手架的風(fēng)荷載體型系數(shù)s注：1stw值可將腳手架視為桁架，按現(xiàn)

11、行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gbj 9）表6.3.1第32項和第36項的規(guī)定計算；2為擋風(fēng)系數(shù)，=1.2an/aw，其中an為擋風(fēng)面積；aw為迎風(fēng)面積。敞開式單、雙排腳手架的值宜按本規(guī)范附錄a表a3采用。 應(yīng)該指出，腳手架上風(fēng)荷載的作用比較復(fù)雜，目前的研究還能不夠，尚待積累經(jīng)驗和科學(xué)試驗，使確定的風(fēng)荷載體型系數(shù)能滿足各種情況的需要 （1）敞開式腳手架的體型系數(shù)s 規(guī)范注明可以將腳手架視為桁架進(jìn)行計算，下面看看按照結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范要求如何進(jìn)行計算： 單榀桁架的體型系數(shù)st=s 對于n榀桁架的體型系數(shù)：stw=st(1-n)/(1-)對于雙排腳手架體型系數(shù)：n=2 stw=st(1+)=s(1+）對于

12、單排腳手架體型系數(shù)stw=ss：通常情況下根據(jù)zw0d2計算值0.002，h/d25（步距（1200）/鋼管直徑（48）25）,取值1.2，在實際運(yùn)用中我們可以按照最大來考慮,如下表。其它情況插值。雙排腳手架體型系數(shù) stw=s(1+）=1.2(1+） 單排腳手架的體型系數(shù)stw=s =1.2：根據(jù)下表和下圖選取。下圖中的b為腳手架的橫向間距，h為步距，因此b/h一般在12之間,更多的是1。根據(jù)規(guī)范給出的敞開式扣件鋼管腳手架的擋風(fēng)系數(shù)表a3可以看到：取值在0.115到0.77之間,另外在實際運(yùn)用過程中0.1情況較多，因此取1.00值常見因此對于雙排腳手架s =1.2（1+）=2.4情況較多。為

13、敞開式扣件鋼管腳手架的擋風(fēng)系數(shù)，如下表。這樣就可以計算出對于敞開式腳手架擋風(fēng)系數(shù) 3.小橫桿的計算小橫桿按照簡支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面計算簡圖如下所示： 按照小橫桿上面的腳手板等自重和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。 1）.均布荷載值計算驗算強(qiáng)度時，荷載的計算采用設(shè)計值：q=1.2（p1+p2）+1.4q而當(dāng)驗算變形時，荷載的計算是采用標(biāo)準(zhǔn)值q=p1+p2+q表4.2.11腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值 表4.2.2施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值小橫桿計算簡圖（2）.小橫桿的強(qiáng)度計算要滿足 其中 m 為彎矩設(shè)計值，包括腳手板自重荷載產(chǎn)生的彎矩和施工活荷載的彎矩； w 為鋼管的截面模量

14、； f鋼管抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，取205n/mm2。 （3）.小橫桿的撓度計算要滿足 v按照規(guī)范要求為l/150與10mm。（4）.腳手架荷載為什么不計算懸臂端說明 從彎矩公式看不帶懸挑的情況彎矩大偏于安全，撓度直接從公式看不出結(jié)論，但代入規(guī)范最大懸挑計算長度0.3米，及排距取1.5米時，計算結(jié)果還是第一個大，因此規(guī)范取了第一種情況進(jìn)行計算安全。5）為什么不計算鋼管的抗剪承載力說明： 沒有抗剪強(qiáng)度計算，是因為鋼管抗剪強(qiáng)度不起控制作用。如483.5的q235a級鋼管，其抗剪承載力為：上式中k1為截面形狀系數(shù)。一般橫向、縱向水平桿上的荷載由一只扣件傳遞，一只扣件的抗滑承載力設(shè)計值只有8.0kn，遠(yuǎn)小于v

15、，故只要滿足扣件的抗滑力計算條件，桿件抗剪力也肯定滿足。 另外在設(shè)計時，要注意規(guī)范規(guī)定作業(yè)層上非主節(jié)點(diǎn)處的橫向水平桿，宜根據(jù)支承腳手板的需要等間距設(shè)置，最大間距不應(yīng)大于縱距1/2，也就是說主節(jié)點(diǎn)之間至少有1根橫向水平桿；4.大橫桿的計算 （1）大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形。 說明：腳手架的縱距最大的值為作2米，一根腳手管的長度為6米，和規(guī)范要求的一致，宜按三跨連續(xù)梁進(jìn)行計算。（2）大橫桿的計算簡圖：其中：p為上面的荷載值， q為鋼管的自重（3）受彎構(gòu)件的允許撓度值5.扣件抗滑移 縱向或橫

16、向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范5.2.5): r rc 其中 rc 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kn； r 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值； 當(dāng)直角扣件的擰緊力矩達(dá)40-65n.m時,試驗表明:單扣件在12kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn；雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn6.立桿穩(wěn)定性計算（1）不考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算（2）考慮風(fēng)荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 其中 n 立桿的軸心壓力設(shè)計值； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比= l0/i 的結(jié)果按照規(guī)范附錄c表c取值，當(dāng)250時，=7320/2； i 計算立桿

17、的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=（d2+d12）0.5/4； a-立桿的截面面積 mw 計算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計值產(chǎn)生的彎矩 f鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 l0 計算長度,由公式 l0 = kuh 確定；k 計算長度附加系數(shù)取1.155； h 立桿步距；u 考慮腳手架整體穩(wěn)定性因素的單桿計算長度系數(shù) ：軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比 l0/i 的結(jié)果查表； i ： 計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑（d2+d12）0.5/4 k ：計算長度附加系數(shù)（3）規(guī)范4.3.2條不組合風(fēng)荷載的情況及分析： 在基本風(fēng)壓小于0.35 kn/m2 的地區(qū)，對于敞開式腳手架，當(dāng)搭設(shè)高度小于50米，連墻件設(shè)置均勻且每點(diǎn)覆蓋面積不大于30平方米

18、，構(gòu)造符合規(guī)范規(guī)定時，在驗算腳手架的穩(wěn)定性時，可以不考慮風(fēng)荷載的作用。在其他情況下，設(shè)計中均應(yīng)考慮風(fēng)荷載。 這是在立桿穩(wěn)定性計算中，底層立桿的軸向力最大，起控制作用，而當(dāng)基本風(fēng)壓為0.35 kn/m2時，風(fēng)荷產(chǎn)生的附加應(yīng)力小于設(shè)計強(qiáng)度的5%，故可以忽略風(fēng)荷載。 如：敞開式雙排腳手架：假設(shè)：立桿步距2m,立桿縱距2m，地面粗糙度a類，風(fēng)壓高度變化系數(shù)1.17，擋風(fēng)系數(shù)0.077， 風(fēng)荷載體型系數(shù)1.2（1+）=1.20.077（1+1）=0.1848 作用于腳手架上的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k=0.053kn/m2 有風(fēng)荷設(shè)計值產(chǎn)生的立桿段彎矩 mw=0.851.4mwk=0.851.4klah2/10

19、=0.0505kn.m 風(fēng)荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力=mw/w=9.94n/mm2 可以看到：/f=9.94/205=4.8%5%（4） 腳手架立桿計算長度附加系數(shù)k的確定本規(guī)范采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gb50009-2001）規(guī)定的“概率極限狀態(tài)設(shè)計法”，而結(jié)構(gòu)安全度按以往容許應(yīng)力法中采用的經(jīng)驗安全系數(shù)k校準(zhǔn)。k值為：強(qiáng)度k11.5，穩(wěn)定k22.0。 考慮腳手架工作條件的結(jié)構(gòu)抗力調(diào)整系數(shù)值，可按承載能力“概率極限狀態(tài)設(shè)計法”表達(dá)式推導(dǎo)求得：具體可以參考編制建筑施工腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定（1997）建標(biāo)工字第20號文的規(guī)定（5）計算長度系數(shù)值說明： 規(guī)范將腳手架的整體穩(wěn)定計算簡化為立桿單桿穩(wěn)定

20、計算，依據(jù)試驗與理論計算采用單立桿穩(wěn)定計算長度系數(shù)確定整體腳手架的承載力。所以規(guī)范的立桿計算實際上就是對腳手架整體穩(wěn)定的計算，只不過在形式上以立桿單桿穩(wěn)定計算表達(dá)。由于在影響腳手架穩(wěn)定的諸多因素中，主要是立桿步距、橫距以及連墻件間距對承載力影響較大，故在規(guī)范中給出上面三個不同條件下立桿計算長度系數(shù)值 計算長度系數(shù)值是反映腳手架各桿件對立桿的約束作用，其值與受壓構(gòu)件兩端約束情況有關(guān) 。本規(guī)范規(guī)定的值，采用了中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院1964年1965年和1986年1988年、哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院于1988年1989年分別進(jìn)行原型腳手架整體穩(wěn)定性試驗所取得的科研成果，其值在1.52

21、.0之間。它綜合了影響腳手架整體失穩(wěn)的各種因素，當(dāng)然也包含了立桿偏心受荷（初偏心e=53mm）的實際工況。這表明按軸心受壓計算是可靠的、簡便的。規(guī)范列出了下表以供設(shè)計者。 規(guī)范給出 腳手架立桿的計算長度系數(shù)6）受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)由長細(xì)比=l0/i 的結(jié)果查表； 其中：l0 = kuh確定 ；i = （d2+d12）0.5/4值根據(jù)規(guī)范表進(jìn)行查表得出，如下圖：（7）參數(shù)之間關(guān)系k,u（連墻件間距）-l0- 6.最大搭設(shè)高度的說明： （1）依據(jù)國內(nèi)幾十年的實踐經(jīng)驗及國內(nèi)腳手架的調(diào)查、立桿采用單管的落地式腳手架一般在50m以下。當(dāng)需要的搭設(shè)高度大于50m時，一般都比較慎重的采用了加強(qiáng)措施，如采用雙管

22、立桿、分段卸荷、分段搭設(shè)等方法， （2）從經(jīng)濟(jì)方面考慮。搭設(shè)高度超過50m時，鋼管、扣件的周轉(zhuǎn)使用率降低，腳手架的地基基礎(chǔ)處理費(fèi)用也會增加 （3）參考國外的經(jīng)驗。美國、日本、德國等也限制落地腳手架的搭設(shè)高度：如美國為50m，德國為60m，日本為45m等 因此考慮在腳手架是施工現(xiàn)場搭設(shè)的臨時結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的安全度受人為因素影響很大，高度越高不安全的隱患越大。為確保高層腳手架的安全，依據(jù)國內(nèi)幾十年的實踐經(jīng)驗，并參考國外同類標(biāo)準(zhǔn)而作此規(guī)定。7.連墻件的計算： 按照規(guī)范要求：連墻件計算包括兩部分，連墻件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度的計算。（1）連墻件強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計算應(yīng)滿足：nfnl其中：nf為連墻件軸向力

23、的設(shè)計值；nl為連墻件的軸向力計算值 連墻件的軸向力計算值應(yīng)按照下式計算： nl = nlw + no 其中 nlw 風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值(kn)，應(yīng)按照下式計算： nlw = 1.4 wk aw wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值； aw 每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積； 說明：按照規(guī)范和施工現(xiàn)場的實際情況，常用的連墻件布置方式主要有二步二跨、二步三跨、三步三跨三種方式。no 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kn)；no = 5.000 說明：為起到對腳手架發(fā)生橫向整體失穩(wěn)的約束作用，連墻件應(yīng)能承受腳手架平面外變形所產(chǎn)生的連墻件軸向力。此外，連墻件還要承受施工荷載偏心作用產(chǎn)生

24、的水平力。對于施工荷載偏心作用產(chǎn)生的水平力比較復(fù)雜，主要與施工荷載偏心大小、腳手架連墻件豎向間距有關(guān)。由于對施工荷載偏心情況缺少調(diào)查統(tǒng)計資料，難以給出水平力數(shù)值，故考慮其作用，與連墻件軸向力在一起暫取為no。規(guī)范給出：單排腳手架no為3.0，雙排腳手架no為5.0 連墻件軸向力設(shè)計值 nf = af 其中 a = 4.89cm2；f = 205.00n/mm2 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比查表得到；2）連墻件連接強(qiáng)度的計算 我們一般連墻件與建筑物之間連接有四種連接方式。而我們最常用的就是扣件連接。規(guī)范規(guī)定扣件連接的連接扣件按照下式進(jìn)行驗算 rrc式中 r連墻件與建筑物連接的軸向力計算值；

25、rc扣件抗滑承載力設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范表5.1.7采用。 連墻件如果采用另外三種方式與墻體連接，要相應(yīng)計算焊縫的強(qiáng)度、螺栓的強(qiáng)度是否滿足要求（3）連墻件的計算：這里我們要注意兩個問題： a.在搭設(shè)的過程中連墻件與腳手架主節(jié)點(diǎn)的位置規(guī)范明確作了規(guī)定，其為連墻件偏離主節(jié)點(diǎn)的最大距離為300mm，只有在連墻在在主節(jié)點(diǎn)附近時，才能有效的阻止腳手架發(fā)生橫向彎曲失穩(wěn)或傾覆，若遠(yuǎn)離主節(jié)點(diǎn)設(shè)置連墻件，因為立桿的抗彎剛度較差，將會由于立桿產(chǎn)生局部彎曲，減弱甚至起不到約束腳手架橫向變形的作用，現(xiàn)實是怎樣，許多連墻件竟然設(shè)置在立桿步距的一半附近，這對腳手架的穩(wěn)定是極為不利的，要引起重視。 b.問題的引申，我在主節(jié)點(diǎn)設(shè)

26、置了連墻件后就要注意與主體結(jié)構(gòu)連接的部位也要設(shè)置在受力點(diǎn)較好的部位。 另外：連墻件扣件式連接方式在計算扣件抗滑移時，經(jīng)常大于8kn，而小于16kn，我們會不會看到示意圖后認(rèn)為是是雙扣件滿足要求，實際上是錯誤的，示意圖只提供一個扣件的承載力。 8.地基承載力的計算（1）按照規(guī)范要求，對于立桿地基承載力要按照實際荷載進(jìn)行設(shè)計計算。立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求： pfg式中 p立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，p=n/a；n上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計值；a基礎(chǔ)底面積；fg地基承載力設(shè)計值，應(yīng)按本規(guī)范公式fg=kcfgk kc腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)，對碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4；對粘土應(yīng)取

27、0.5；對巖石、混凝土應(yīng)取1.0；fgk地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gbj 7）附錄五的規(guī)定采用。（2）由于土的特性，具有較大的壓縮變形，而地基不均勻沉降將危及腳手架的安全，因此要做好地基承載力的均勻性，保證腳手架立桿承載力滿足要求。規(guī)范也明確提出對此一定要進(jìn)行驗算。（3）地基承載力降低系數(shù)kc說明： 由于立桿基礎(chǔ)（底座、墊板）通常置于地表面，地基承載力設(shè)計值容易受外界因素的影響而下降，規(guī)范采用調(diào)整系數(shù)對地基承載力設(shè)計值予以折減，以保證腳手架安全。所以規(guī)范提出：對碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4；對粘土應(yīng)取0.5；對巖石、混凝土應(yīng)取1.0。 由于土的彈性模量比起其它材料

28、小很多，因此在受荷載時，變形很大，沉降量很大，因此規(guī)范采取了地基承載力調(diào)整系數(shù)kc，使得腳手架的變形很小，同時由于腳手架是由連墻 件固定在建筑物上的，沉降過大會很容易引起整體失穩(wěn)。（4）基礎(chǔ)底面面積 a值說明： a.僅有立桿支座（支座直接放于地面上）時，a取支座板的底面積。 b.在支座下設(shè)厚度為5060mm的木墊板（或木腳手板），a=ab（a和b為墊板的兩個邊長，且不小于200mm），當(dāng)a的計算值大于0.25m2時，則取0.25m2計算，不大于0.25m2時按照實際進(jìn)行考慮。 c.在支座下采用枕木作墊木時，a按枕木的底面積計算 d.當(dāng)一塊墊板或墊木且支承2根以上立桿時，a= ab /n(n為立

29、桿數(shù))，且用木墊板時應(yīng)符合（b項）的取值規(guī)定。 e.當(dāng)承壓面積a不足而需要作適當(dāng)基礎(chǔ)以擴(kuò)大其承壓面積時，應(yīng)按式下式的要求確定基礎(chǔ)或墊層的寬度和厚度。 bb0+2h0tg b-基礎(chǔ)或墊層的寬度； b0-立桿支座或墊板（木）的寬度； h0-基礎(chǔ)或墊層的厚（高）度； tg-基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值，按照地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)要求進(jìn)行選擇 （5）地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定 規(guī)范給出按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gbj 7）5.2.3條的規(guī)定采用。即“地基承載力特征值可由載荷試驗或者原位測試、公式計算、并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法確定”。在施工現(xiàn)場一般有兩種方法： 一：試驗法 二、查看資料（勘查報告或者有

30、關(guān)規(guī)范） 它的取值是很關(guān)鍵的。 六、雙立桿的計算 1.根據(jù)腳手架規(guī)范要求538 高度超過50m的腳手架，可采用雙管立桿、分段懸挑或分段卸荷等有效措施，必須另行專門設(shè)計。 2.搭設(shè)高度的確定： 按照規(guī)范（637）要求： 雙管立桿中副立桿的高度不應(yīng)低于3步，鋼管長度不應(yīng)小于6m。 根據(jù)建筑施工手冊規(guī)定，腳手架當(dāng)需要搭設(shè)50米以上時，35米以下應(yīng)采用雙立桿，或自35米起采用分段懸挑措施進(jìn)行，且上部單立桿的高度應(yīng)小于30米，即總高度在35+30=65米；當(dāng)實際腳手架大于65時，我們就要采取卸荷的措施來進(jìn)一步加強(qiáng)腳手架的安全性。3.雙立桿的計算要求：（實際上就是立桿穩(wěn)定性的計算） （1）、上部單立桿穩(wěn)定

31、性計算： 根據(jù)規(guī)范對立桿穩(wěn)定性計算部位的規(guī)定：雙管立桿變截面處主立桿上部單根立桿的穩(wěn)定性，仍然按本規(guī)范要求就是不考慮風(fēng)荷載和考慮風(fēng)荷載驗算立桿穩(wěn)定性的公式5.3.11和5.3.12進(jìn)行計算。 在公式中：上部腳手架的計算立桿段的軸向力設(shè)計值n1相當(dāng)于一個單立桿的雙排腳手架軸向力計算內(nèi)容，包括組合鋼管、腳手架的自重、施工活荷載及風(fēng)荷載進(jìn)行計算。（2）下部雙立桿的計算：計算立桿穩(wěn)定性時也是按本規(guī)范公式5.3.11和5.3.12進(jìn)行計算。 雙立桿的凈面積值a取兩倍鋼管面積的0.7倍，如圖：例如為48鋼管，a=4.8920.7=6.85cm2,此值是通過有關(guān)實驗進(jìn)行確定的。下部腳手架的n值計算為n1+下

32、部雙立桿的腳手架自重產(chǎn)生的荷載n2，即n= n1+n2。（3）、使用雙立桿時，立桿必須都用扣件與同一根大橫桿扣緊，不得只扣緊1根，以避免其計算長度成倍增加.七、分段卸荷計算1.卸荷方式 腳手架的卸荷按照卸荷方式分為兩種，就是不明確卸荷和明確卸荷。 不明確卸荷就是腳手架立桿在卸荷裝置處不斷開，一直搭上去，卸荷裝置一般采用撐拉桿件體系，可分擔(dān)一部分上部荷載，但分配數(shù)量不明確； 明確卸荷就是腳手架立桿在卸荷裝置處斷開，向上另行搭設(shè)，卸荷裝置承受上部架段的全部荷載，受力明確。我們在工程實際中運(yùn)用的懸挑腳手架就指的是明確卸荷。2.腳手架的卸載圖形如下 3.分段卸載腳手架高度的確定： 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)需要

33、搭設(shè)50米以上的腳手架時，腳手架如果采用不明確分段卸載措施，一般要求自35米起向上，每10米高卸荷一次，如果卸載n次，那么卸載的總高度就是10*n倍。 腳手架如果采用明確卸荷時，就是懸挑腳手架的計算。一般按照計算的實際情況進(jìn)行確定腳手架的高度。當(dāng)然對于懸挑腳手架上部的結(jié)構(gòu)，還可以進(jìn)行不明確卸荷的方式進(jìn)行減荷。 4. 卸荷的計算 （1）不明確分段卸載的計算方法：從上面的示意圖可以看出 這種卸荷實際上為局部卸荷方式，通過裝置將其上的部分荷載傳給工程結(jié)構(gòu)，以確保腳手架使用的安全。但是由于立桿在卸荷處并沒有斷開，這種裝置具體能分擔(dān)多大的荷載以及立桿向下分配多大的力并沒有相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)，在實際工程中只是

34、憑我們的經(jīng)驗去確定。（2） 明確卸荷按照懸挑腳手架進(jìn)行計算。（3）.pkpm程序的完全卸荷是按照理想化的模型進(jìn)行考慮，采用完全卸荷，把上部的荷載平均分配驗算鋼絲繩的強(qiáng)度，這樣的計算結(jié)果實際上偏于安全。八、懸挑腳手架計算1.懸挑形式2. 懸挑腳手架上面結(jié)構(gòu)同落地式腳手架，我們在對施工現(xiàn)場搭設(shè)的過程中還是要對連墻件的設(shè)置引起高度的重視。 對于懸挑腳手架，所不同的就是落地式對地基承載力進(jìn)行控制，懸挑腳手架對懸挑主梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及主梁與建筑物連接構(gòu)件要進(jìn)行驗算。八、懸挑腳手架計算內(nèi)容1.聯(lián)梁的計算2.主梁的計算3.拉桿或者支桿的計算4.主梁與建筑物的連接計算1.聯(lián)梁計算按照集中荷載作用下的簡支梁計

35、算 集中荷載p傳遞力，計算簡圖如下：計算聯(lián)梁的支座力、強(qiáng)度，強(qiáng)度應(yīng)滿足規(guī)范的要求 支撐按照簡支梁計算公式 按照鋼結(jié)構(gòu)的計算公式驗算型鋼的抗彎強(qiáng)度是否滿足要求2.主梁的計算(1)懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。懸臂部分腳手架荷載n的作用，里端b為與樓板的錨固點(diǎn)，a為墻支點(diǎn)。懸挑腳手架計算簡圖計算主梁的彎矩支座力，驗算懸挑梁的整體穩(wěn)定性（2） 抗彎計算強(qiáng)度 f=m/1.05w+n/a公式說明 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb50017-2003)拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的計算公式如下，y-y軸沒有彎矩作用，公式簡化為上面的公式。 八、懸挑腳手架計算（3） 懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算 （3） 懸挑梁的整體

36、穩(wěn)定性計算 公式由來：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb50017-2003)規(guī)定整體穩(wěn)定性計算公式如下，但由于沒有y-y軸向彎矩，公式簡化為上面的式子。 其中 b 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附錄b得到，當(dāng)b大于0.6時，按照附錄的要求，其值用下面的公式b替換b： 4.拉桿（鋼絲繩等）、支桿（型鋼等）的受力、強(qiáng)度驗算(1)鋼絲繩說明：鋼絲繩的型號有619、637、661鋼絲繩，每個型號都有1400mpa，1550mpa，1700mpa，1850mpa，2000mpa強(qiáng)度等級，設(shè)計者要注意一下。(2)吊環(huán)設(shè)計說明： 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2002）規(guī)定，注意每個吊環(huán)按

37、2個截面計算的應(yīng)力值為50n/mm2,材料使用一級鋼筋，一個吊環(huán)用兩個截面計算，埋入混凝土的深度不應(yīng)小于30d 。7.懸挑梁與建筑物之間的連接計算(1)水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的鋼筋拉環(huán)強(qiáng)度計算 (2)水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計算(3)水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算 九、構(gòu)造要求1.掃地桿 腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿?？v向掃地桿采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm的立桿上。橫向掃地桿采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。當(dāng)產(chǎn)桿基礎(chǔ)不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高低差不應(yīng)大于1m?？窟吰律戏降牧U軸線到邊坡的距離不應(yīng)小于500mm（如下圖）。2.連墻件（1）連墻件的設(shè)置數(shù)量一定滿足規(guī)范要求（2）連墻件設(shè)置應(yīng)符合以下規(guī)定： 宜靠近主節(jié)點(diǎn)設(shè)置，其偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于300mm； 應(yīng)從低層第一步縱向水平桿