懸挑式鋼管腳手架計算規(guī)則概要

1、懸挑式鋼管腳手架計算規(guī)則施工中常用的懸挑腳手架通常是指單雙排鋼管腳手架的底部通過型鋼（工字鋼或者槽 鋼）支撐架傳遞到主體結(jié)構(gòu)的施工外用腳手架， 包括型鋼支撐架、 扣件式鋼管腳手架和連墻 件等三部分。從支撐的形式來講， 懸挑腳手架常見兩種形式， 一種是使用鋼絲繩拉結(jié)水平鋼梁與建筑 物，如圖 1.22；另一種是將水平鋼梁通過角鋼或鋼管支設(shè)到建筑物上，如圖 1.23；在施工現(xiàn)場比較特殊的情況下， 在保證計算結(jié)果可靠和底部支撐鋼梁錨固長度足夠的情況下， 也有施 工單位采用過沒有任何保護的懸臂式鋼梁支撐，但從安全角度講不推薦使用。圖 1.22 采用鋼絲繩懸挑腳手架施工圖圖 1.23 下支撐懸挑腳手架施工

2、圖圖 1.24 鋼管兩層懸挑施工圖從鋼梁的布置形式來講， 懸挑腳手架常見兩種形式， 一種帶聯(lián)梁型鋼， 每腳手架立桿下 面是水平聯(lián)梁， 聯(lián)梁下面以懸挑主梁型鋼支撐； 另一種是每腳手架立桿直接用懸挑主梁型鋼 支撐，如下圖所示：圖 1.25 懸挑腳手架兩種形式示意圖懸挑腳手架型鋼最穩(wěn)定安全的選擇是工字鋼， 在工字鋼上面按照雙排腳手架排距焊接短 鋼筋頭，然后將 48mm 鋼管套在外面使基礎(chǔ)牢靠。但也有施工單位選擇使用槽鋼，腳手架 立桿很難直接作用于槽鋼腹板， 基本上會作用于槽鋼翼緣上， 這樣槽鋼受力就很不合理， 比 較好的解決辦法是在槽鋼槽口內(nèi)每隔立桿的縱距焊接短鋼筋， 形成矩形槽口受力， 比較穩(wěn)定

3、的受力體系。在北方一些施工企業(yè)， 為了節(jié)約施工開支， 也有使用鋼管做懸挑梁， 但存在很 大的安全隱患， 因為所有關(guān)鍵受力點都是扣件連接傳遞荷載， 而市場上扣件質(zhì)量非常不可靠， 幾乎沒有合格的產(chǎn)品， 對于兩三個樓層的腳手架高度經(jīng)過計算還勉強可以使用， 對于比較高、 荷載比較大的懸挑腳手架一定要慎重使用鋼管做懸挑梁。懸挑腳手架上部計算與落地式扣件鋼管腳手架計算的前四項要求是一致的， 即按照建 筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 ( JGJ130-2001 )要求計算。1、縱向和橫向水平桿 (大小橫桿 )等受彎構(gòu)件的強度計算；2、扣件的抗滑承載力計算；3、立桿的穩(wěn)定性計算；4、連墻件的強度、穩(wěn)定性和

4、連接強度的計算。 與落地式腳手架的相應計算一致的，不再贅述，但需要按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50017-2003)計算聯(lián)梁和主梁型鋼，計算要求如下：1、懸挑水平主梁和聯(lián)梁的強度、撓度計算和整體穩(wěn)定性計算；2 、懸挑主梁錨固段與樓板連接處壓環(huán)、螺栓和樓板局部受壓計算； 懸挑主梁錨固段與樓板連接通常有兩種方法： 如果使用壓環(huán)與樓板鋼筋連接， 要求根據(jù) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50010 2002)計算壓環(huán)(鋼筋)的抗剪強度；如果使用螺栓打 入樓板，要求計算螺栓抗拉強度和樓板局部受壓。3、拉桿或斜支桿的強度計算。懸挑腳手架通常上面通過拉桿或下面通過壓桿與建筑物主體結(jié)構(gòu)拉接， 如果拉桿采用鋼 絲繩吊

5、環(huán)的連接方式， 要求根據(jù) 建筑施工安全檢查標準 計算鋼絲繩的抗拉強度和根據(jù) 混 凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50010 2002)計算吊環(huán)的抗剪強度；如果拉桿或壓桿采用角鋼、槽鋼或鋼管與與建筑物預埋件焊接， 除計算桿件本身的抗壓或抗拉強度外， 還要求計算焊接強 度。圖 1.27 懸挑梁樓面作法圖圖 1.28 懸挑腳手架陽角處理施工圖一圖 1.29 懸挑腳手架陽角處理施工圖二、懸臂梁的內(nèi)力計算對于沒有任何保護的懸臂式鋼梁做為懸挑腳手架支撐的模型，可以按照如下圖表計算：qmAl圖 1.30 單排腳手架懸臂梁的計算簡圖內(nèi)力名稱內(nèi)力計算式(m/l)支座反力2RA N(1 ) ql(12)/ 22RBN q

6、l(12)/2支座彎距M A m(N qm/2)撓度2 2 3v mlNm(1 ) ql 2( 1 4 2 3 3)/8/3EI剪力VA左(N qm)VA右 N ql(12)/22VB N ql(1 2)/2表 1.14單排腳手架懸臂梁內(nèi)力計算公式qNNCC1 A Bm-m1 m1ml圖 1.31 雙排腳手架懸臂梁的計算簡圖表 1.15 雙腳手架懸臂梁內(nèi)力計算公式內(nèi)力名稱內(nèi)力計算式( m/l 1 m1/l )支座反力2RA N(21) ql(1 2)/2RBN( 1) ql(1 2)/ 2支座彎距2M A N(m m1) qm /2撓度v ml Nm(1 ) ql2( 1 4 2 3 3)/8

7、/3EI Nlm12 (1 1)/3EI剪力VA左(2N qm)VA右 N(1) ql(1 2)/22VB N(1) ql(12)/ 2、懸挑支撐梁的內(nèi)力計算懸挑腳手架的支撐梁可以有上拉式 （用鋼絲繩拉結(jié)水平鋼梁與建筑物） 和下支式 （將水 平鋼梁通過角鋼或鋼管支設(shè)到建筑物上） ，內(nèi)力計算一般有兩種情況，一種是以一榀桁架建 立有限元計算模型， 生成平面桿系的有限元模型， 通過求解力與位移的多元一次方程組來求 得各桿件的內(nèi)力， 這種方法計算比較繁瑣， 在本章第九節(jié)介紹； 另一種是不考慮水平支撐梁 支點位置的變形，按照鉸接點計算，這是手工計算比較常用的方法。圖 1.32 主次梁體系懸挑架下層水平鋼

8、梁計算圖對于上下兩層水平鋼梁的計算， 其上層鋼梁可以按照集中荷載作用下的簡支梁計算 （如 圖 1.32 所示），其中集中荷載 P 為立桿的傳遞力， 左右兩個鉸接點為上下兩層水平鋼梁的連 接點，根據(jù)其計算跨度內(nèi)立桿的數(shù)量確定集中荷載P 的數(shù)量：支座力和最大彎矩按照簡支梁的計算：(1.21)(1.22)與結(jié)構(gòu)錨固連接的懸挑主梁計算如圖1.33 所示， A 點為自由端， D 點為與結(jié)構(gòu)樓板的錨固點， 如果施工中水平鋼梁有兩個樓板錨固點， 可以選擇距離自由端比較近的點為計算錨 固點；B 點為鋼絲繩拉結(jié)點或下部支桿的支點； C 點為懸挑主梁放置在結(jié)構(gòu)樓板上的接觸點。 集中荷載 F 為雙排腳手架兩立桿傳遞

9、的豎向荷載（單排腳手架為一個集中荷載F），對雙層水平鋼梁為上層水平鋼梁的支座力； q 為水平鋼梁的自重荷載。圖 1.33 懸挑腳手架鉸接計算簡圖以上水平支撐梁與建筑主體結(jié)構(gòu)采用螺栓或鋼筋與樓板相連接時， 按鉸接計算， 此時水 平支撐梁的錨固長度 CD段必須大于 0；當水平支撐梁與建筑主體結(jié)構(gòu)的預埋件采用焊接連 接時，按固接計算，此時水平支撐梁的錨固長度CD段必須等于 0，需設(shè)置預埋件，計算簡圖如下：懸挑梁強度計算圖 1.34 懸挑腳手架固接計算簡圖水平懸挑鋼梁的抗彎強度計算公式如下：(1.23)式中 截面塑性發(fā)展系數(shù)，取 1.05 ； 水平鋼梁的整體穩(wěn)定性計算公式如下bWf(1.24)式中 b

10、 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計算：(1.25)四、拉桿與支桿的強度計算1. 鋼絲繩的強度計算：(1.26)式中 N鋼絲繩的拉力設(shè)計值；鋼絲繩的拉力設(shè)計值乘以繩和水平梁的夾角正弦值就等于該支點處的支座反力。A 鋼絲繩凈截面面積； 鋼絲繩受拉強度計算值； f 鋼絲繩抗拉強度設(shè)計值。1. 斜壓桿的容許壓力按照下式計算：(1.27)式中 N 受壓斜桿的軸心壓力設(shè)計值； 軸心受壓斜桿的穩(wěn)定系數(shù) , 由長細比 l / i 查表得；i 計算受壓斜桿的截面回轉(zhuǎn)半徑； l 受最大壓力斜桿計算長度； A 受壓斜桿凈截面面積； 受壓斜桿受壓強度計算值； f 受壓斜桿抗壓強度設(shè)計值。五、錨固段計算水平鋼

11、梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強度計算如下：(1.28)式中 f 拉環(huán)鋼筋抗拉強度，取 f = 205N/mm 2。水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強度計算如下：(1.29)式中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力；d 樓板螺栓的直徑； f b 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5N/mm 2；h 樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度。斜撐桿的焊縫計算，斜撐桿采用焊接方式與墻體預埋件連接，對接焊縫強度計算為：(1.30)式中 N 斜撐桿的軸向力；l w 為斜撐桿件的周長；t 斜撐桿的厚度；ft或 fc 對接焊縫的抗拉或抗壓強度。六、預埋件計算當水平支撐梁與建筑主體結(jié)

12、構(gòu)的預埋件采用焊接連接時， 需設(shè)置預埋件。 預埋件的計算 應該按照依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50010-2002) ，根據(jù)實際所用預埋件情況， 通過輸 入錨板和錨筋的參數(shù)、 預埋件所承受的的內(nèi)力， 計算錨固鋼筋的錨固長度， 并按不同受力的 預埋件驗算錨筋面積。預埋件計算簡圖l a 應按下列公式計算：1、錨固長度計算受拉直錨筋和彎折錨筋的最小錨固長度laydc(1.31)2、錨固鋼筋面積計算（1）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的受拉預埋件計算， 筋總截面面積 As 的計算公式為：在受拉力作用下預埋件直錨ss 0.8 b f y(1.32)（2）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的受剪預埋件計算，

13、 面積計算公式為：受剪預埋件的直錨筋總截面sr v fy（3）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的拉剪預埋件計算，預埋件，其直錨筋總截面面積 As 的計算公式為：（1.33）同時承受法向拉力和剪力的srv0.8 b f y(1.34)（ 4）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的壓剪預埋件計算， 預埋件，其直錨筋總截面面積 As 的計算公式為：同時承受法向壓力和剪力的V 0.3N sr v fy(1.35)式中的 N 應符合條件： N 0.5fc A。（5）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的拉彎預埋件計算，預埋件，其直錨筋總截面面積 As 的計算公式為：同時承受法向拉力和彎矩的N0.8 b fy 0.4

14、r b fyz(1.36)6）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的壓彎預埋件計算，同時承受法向壓力和彎矩作用的預埋件，其直錨筋總截面面積 As 的計算公式為：(1.37)M 0.4Nz s0.4 r b f yz式中的 N應符合條件： N 0.5fcA；當 M 0.4Nz時 ，取M 0.4N。（ 7）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的彎剪預埋件計算，同時承受彎矩和剪力的預埋件，其直錨筋總截面面積 As 應按下列計算公式，并取其中的較大值：srvVMy 1.3 r b f y z(1.38)(1.39)s0.4 r b f y z（ 8）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的拉彎剪預埋件計算，同時承受剪力、

15、 法向拉力和彎矩作用的拉彎剪預埋件，其直錨筋總截面面積As，取用下列公式計算結(jié)果中的較大值：s0.8 b fy 0.4 r b f yz(1.40)sr v fyV N M0.8 b fy 1.3 r b fyz(1.41)（ 9）、由錨板和對稱配置的直錨筋組成的壓彎剪預埋件計算，同時承受法向壓力、 彎矩和剪力作用的壓彎剪預埋件，其直錨筋總截面面積As，取用下列公式計算結(jié)果中的較大值：V 0.3N M 0.4Nz sf 1.3 f z r v y r b y(1.42)s M 0.4Nz s 0.4 r b f yz(1.43)式中的 N應符合條件： N 0.5fcA；當 M 0.4Nz時，取M 0.4N。式中 N V M法向拉力設(shè)計值； 剪力設(shè)計值； 彎矩設(shè)計值；錨固鋼筋抗拉強度設(shè)計值；混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值， 當混凝土強度等級大于 C40時按 C40考慮。 取混凝土早期強度，該值與混凝土標號、養(yǎng)護天數(shù)、養(yǎng)護溫度有關(guān)； d 錨固鋼筋的直徑；錨固鋼筋的外形系數(shù)； 對 HPB235級鋼筋（ f y 210N/mm2），