扣件式外腳手架鋼絲繩斜拉卸荷方式探討

1、扣件式外腳手架鋼絲繩斜拉卸荷方式探討 摘 要 本文主要針對(duì)扣件外腳手架在特殊情況下，如何保證其安全性方面進(jìn)行了探討，主要從工程概況、搭設(shè)方案、承載力計(jì)算等方面，對(duì)外腳手架在設(shè)計(jì)、施工、使用等方面的內(nèi)容進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞 改造樓 外腳手架鋼絲繩卸荷1 工程概況本工程為加層改造工程, 原營業(yè)大樓為九層框架剪力墻結(jié)構(gòu)辦公樓, 上部加蓋一層, 局部二層（ 其中一層為構(gòu)造層） 。內(nèi)部建筑物進(jìn)行加固，外墻重新裝修玻璃幕墻，加層改造面積約1200 平方米。本工程施工期間不停業(yè)，照常營業(yè)。2 外腳手架方案選擇2.1 腳手架類型本工程腳手架搭設(shè)所采用類型為扣件式普通鋼管腳手架，搭設(shè)高度為37.6 米。 由于南

2、立面落地式腳手架搭設(shè)在裙房屋頂，該裙房?jī)?nèi)依然在營業(yè)，因此腳手架對(duì)屋面結(jié)構(gòu)是否影響是本方案的難點(diǎn)，考慮到主體結(jié)構(gòu)外墻為承重墻，無法進(jìn)行型鋼懸挑，同時(shí)建設(shè)方未能提供該裙房屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖，無法對(duì)屋頂進(jìn)行驗(yàn)算，因此決定采用鋼絲繩斜拉進(jìn)行分段卸荷。2.2 腳手架搭設(shè)方法（1）落地式雙排普通鋼管（直徑？48、3.5mm壁厚）、腳手架每步高1.8m, 架體寬度為1.05 m,架體總高為37.6米（搭設(shè)高度從裙房樓頂搭起，搭設(shè) 高度11.4m49m）,采用鋼絲繩卸荷（卸荷方式見設(shè)計(jì)計(jì)算）。（ 2）架體離墻距離等于0.5m。 （距離太大影響安全，距離太小不方便外裝修施工）（3）腳手架設(shè)有扶手0.9m高，剪刀撐每9

3、m設(shè)一道，與地面夾角為45度。（ 4）腳手架外立面用竹笆和安全網(wǎng)進(jìn)行安全防護(hù)。（5）每五步腳手架底部用0.9mx 1.4m竹笆滿鋪，（ 6）腳手架搭設(shè)時(shí)做到五步一隔離，在腳手架第五步做好隔離防護(hù)，在防護(hù)下用1.8 x 6m的安全網(wǎng)綁扎牢固，腳手架的底排樓梯通道按防護(hù)要求進(jìn)行安全封閉，以防物體墜落。（ 7）在裙房屋頂處覆蓋一層多層板（裙房仍然在營業(yè)，目的是分散荷載和保護(hù)防水層），在多層板上設(shè)置一塊通長(zhǎng)木方（與平行的梁距離在30CMW）, 立桿設(shè)在木方上。（ 8）在搭設(shè)腳手架時(shí)特別注意：立桿在對(duì)接時(shí)要上下錯(cuò)開搭接，嚴(yán)禁出現(xiàn)相鄰立桿在對(duì)接時(shí)接頭處于同一高度上。同時(shí)搭設(shè)時(shí)必須做到連墻桿為 “兩步三跨”

4、梅花式錯(cuò)開，確保層層有拉結(jié)。（ .3 腳手架搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（ 1）搭設(shè)安全和質(zhì)量要求必須遵照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）中有關(guān)規(guī)定，并滿足評(píng)選文明工地的標(biāo)準(zhǔn)及市建委有關(guān)規(guī)定。（2）本腳手架只允許承受兩步，每步為 3000N/m的荷載。（ 3）土建施工人員必須正確使用本腳手架，嚴(yán)禁超載，且不能隨意拆除腳手架鋼管及扣件，以免發(fā)生危險(xiǎn)。（ 4）施工過程中，如因結(jié)構(gòu)要求發(fā)生變化，施工方案再作調(diào)整。（ .4 安全要求（ 1 ）腳手架搭設(shè)人員必須持證上崗并由專人統(tǒng)一指揮。（ 2）在搭設(shè)前必須做好安全技術(shù)交底。（ 3）操作時(shí)必須正確使用好安全帶、安全帽。（ 4）操作人員必須嚴(yán)格遵

5、守施工中各項(xiàng)規(guī)章制度。（ 5）高空搭設(shè)時(shí)嚴(yán)禁向下、向外拋物，腳手架清理時(shí)，不允許將建筑垃圾向下傾倒。3 設(shè)計(jì)計(jì)算步距 h=1.8m,橫距=1.05m,總高=37.6m,縱距=1.5m按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）對(duì)下列內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算：（ 1 ）縱向、橫向水平桿等受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和連接扣件的抗滑承載力計(jì)算；（ 2）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算；（ 3）連墻桿的強(qiáng)度、穩(wěn)定性計(jì)算；（ 4）立桿地基承載力計(jì)算；（ 5）卸荷部分計(jì)算。由于篇幅有限，本文不對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算演示，（ 1） 、 （ 2） 、 （ 3）屬于常規(guī)計(jì)算，（ 4）不需計(jì)算，因此這四項(xiàng)不作驗(yàn)算演示，只進(jìn)行（5）驗(yàn)算

6、演示，驗(yàn)算內(nèi)容有（1）鋼絲繩；（ 2）壓環(huán)強(qiáng)度計(jì)算；（ 2）抗滑承載力計(jì)算。3.1 荷載參數(shù)（1）腳手架立桿承受自重：gk1=0.1248KN/m （查規(guī)范附錄表A-1）,搭設(shè)高 度 37.6 米（2）木腳手板自重：gk2=0.35KN/m2（查規(guī)范表4.2.1-1 ）,二層同時(shí)施工m=2; 竹笆自重：gk4=0.011KN/ m2 （實(shí)際情況），每五步一層滿鋪，共鋪5層，n 2=5 （ 3）欄桿及連接扣件自重：gk3=0.0384+0.0132/1.5=0.0472KN/m （ 0.0132為扣件重量），每步增加欄桿數(shù) 年=2;安全網(wǎng)自重：gk4=0.005KN/品（實(shí)際 情況），沿外立桿全

7、高封閉；竹笆自重：gk4=0.011KN/ m2 （實(shí)際情況），沿 外立桿全高封閉（4）施工荷載:qk=3 KN/m2 （查規(guī)范表4.2.2 ）（5）風(fēng)荷載：3k=0.7 wz. ws. 30；其：wz 取 1.25;。取 0.3, s=1.3 6 , An=1.8 x 1.5 x 0.089 （查規(guī)范附錄表 A-3） =0.2403 m2, A=（1.8 X 1.5-0.2403） X 0.5+0.2403=1.4705 m2, 0=1.4705/（1.8 X 1.5）=0.545 ,則 w s=1.3 X 0.545=0.71 , k=0.7 z. s. w o=0.7 x 1.25 x

8、0.71 x 0.3=0.186 KN/m 23.2 驗(yàn)算鋼絲繩節(jié)點(diǎn)處荷載傳遞途徑：立桿荷載：（豎直方向）荷載一鋼絲繩一吊環(huán)-混凝土結(jié)構(gòu)；（水平方向）荷載一節(jié)點(diǎn)處小橫桿-混凝土結(jié)構(gòu)（ 1 ）立桿荷載計(jì)算：（假設(shè)內(nèi)外立桿平均承受荷載）Nsk1 =HXgk1=（49-11.4） X0.1248=4.692KN（單立桿自重）Nsk2= （ 0.35 x 1.5 x 1.05 x 2+0.011 x 1.5 x 1.05x 5 ）/2=1.189KN/2=0.595KN （腳手板）N3k3=0.0472 x 1.5x 2x 21+（0.005+0.011） x 1.5 x37.6/2=3.876KN/

9、2=1.938KN （安全防護(hù)）N=3X 1.5 X 1.05 X 2/2=9.45KN/2=4.725KN（施工均布活荷載）N =1.2X»NGk +1.4 X 2用戶1.2 X(N Gki+N+NGks) +1.4 X N. = 1.2 X (4.692+0.595+1.938) + 1.4 X 4.725KN=15.29KN由于建設(shè)方未能提供該裙房屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖，無法對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)中的梁板承載力進(jìn)行驗(yàn)算，通過超聲一回彈試驗(yàn)，得到屋面硅強(qiáng)度達(dá)到C2Q按照通常情況下立桿為C20硅地基時(shí)(此計(jì)算在假設(shè)硅屋面剛度為無限大的條件 下方成立)，計(jì)算地基承載力遠(yuǎn)大于承受荷載，可滿足要求。實(shí)際情況是

10、不 可能滿足這一假設(shè)條件，故采用鋼絲繩分段卸荷，全部荷載由鋼絲繩承受。(2)鋼絲繩分段卸荷方式沿架體全高分為三段，每段12m,即在架高12m 24m處分別設(shè)一個(gè)吊點(diǎn)， 每個(gè)吊點(diǎn)設(shè)有2根鋼絲繩(內(nèi)立桿、外立桿各1根)，每個(gè)吊點(diǎn)處增加一根 小橫桿，即鋼絲繩綁在兩個(gè)小橫桿上；在水平方向吊點(diǎn)距為3根立桿縱距即 31a=3 X1.5=4.5m。(3)斜拉鋼絲繩計(jì)算1)每一吊點(diǎn)鋼絲繩承受的荷載設(shè)計(jì)值 P每一個(gè)吊點(diǎn)鋼絲繩承受的荷載設(shè)計(jì)值P=3/2X N =3/2 X 15.29 X1.5=22.94KN(本公式中3指3個(gè)縱距,2指上下共兩個(gè)吊點(diǎn)，K是考慮兩根鋼絲繩拉緊程 度不一致，造成受力不均勻而采用的“不

11、均勻系數(shù)”)。2)鋼絲繩的拉力計(jì)算( =68.82 ° , 8=82.87° )外排吊點(diǎn)處鋼絲繩的拉力 Pa： PA=P/sin % =22.94/ sin68.82=24.6KN內(nèi)排吊點(diǎn)處鋼絲繩的拉力 Pb： P=P/sin 8=22.94/ sin82.87=23.12KN3）吊點(diǎn)處小橫桿水平分力Pab計(jì)算PAB=Pctg % + Pctg B =P（ctg % +ctg B ）= 22.94 X （0.387+0.125）= 11.75KN 4） 鋼絲繩的選擇根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果選用鋼絲繩 6 X 19直徑中20,在抗拉強(qiáng)度為1550 N/mrn時(shí)，其鋼絲繩的破斷拉力 P

12、g=234KN, Pg > KT/a=8 x 24.6/0.85=231.5KN（式中：安全系數(shù)K=8,不均勻系數(shù)a=0.85）,本驗(yàn)算假 設(shè)鋼絲繩承受腳手架上全部荷載。5）鋼絲繩的吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算：我們?nèi)′摻z繩的最大值進(jìn)行計(jì)算作為吊環(huán)的拉力N,為N=24.6KN鋼絲繩的吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為 b=N/AW 打，其中打?yàn)榈醐h(huán)受力的單肢抗 剪強(qiáng)度，取（r=125N/mm。D=24.6 X4/ （125xn） 1/2=15.8 mnf,選用中 18。6）抗滑承載力計(jì)算吊點(diǎn)處水平分力為11.75KNV4X 8=32KN式中4為兩根小橫桿與內(nèi)外立桿 4 個(gè)直角扣件連接，8 為直角扣件抗滑承載力）吊點(diǎn)處垂

13、直分力為22.94KNV3X 8=24KN （式中3為兩根小橫桿、1根縱向水平桿分別與1 根立桿 3 個(gè)直角扣件連接，8 為直角扣件抗滑承載力）3.3 注意事項(xiàng)（ 1） 斜拉鋼絲繩必須在腳手架的主節(jié)點(diǎn)處（ 即立桿、大橫桿、小橫桿交點(diǎn)處 ） ，鋼絲繩要繞過縱向水平桿、小橫桿底部兜緊。（ 2）斜拉鋼絲繩與水平線的夾角越大，則其拉力及水平分力越小。（ 3）吊點(diǎn)處設(shè)的兩根小橫桿頂墻以承受水平分力。（ 4）為使斜拉繩能充分受力，以及保證2 個(gè)吊點(diǎn)同步受力，避免腳手架受力變形不一，搭設(shè)時(shí)要用緊繩器拉緊。( 5)本段腳手架實(shí)際承載情況，為屋面承受一部分荷載，鋼絲繩承受一部分荷載，因此本方案偏于保守。4 結(jié)語 ：本工程采用上述外腳手架方案后，工程進(jìn)度和質(zhì)量得到了保證，沒有發(fā)生一起因腳手架問題發(fā)生