鋼梁懸挑腳手架設(shè)計(jì)

1、鋼梁懸挑腳手架設(shè)計(jì)摘自建筑安全2003年第7期2004年6月26日1 工程概述由我公司施工的某高層大廈，主樓高122m，群樓屋檐高21.60m，基礎(chǔ)埋深15.60m，內(nèi)筒外框結(jié)構(gòu)，建筑面積6萬(wàn)多平方米，其主樓標(biāo)準(zhǔn)層以上（群樓以上），就采用的鋼梁懸挑腳手架（見圖1）。圖1 腳手架示意圖該鋼梁懸挑腳手架鋼梁選用I22a工字鋼，其上搭設(shè)扣件式鋼管雙排腳手架，步距h=1.70m，兩步合一個(gè)樓層高（標(biāo)準(zhǔn)層高為3.4m），立桿縱距l(xiāng)a=1.50m，排距l(xiāng)b=0.80m，小橫桿伸向建筑物側(cè)的外伸長(zhǎng)度a=0.20m，距建筑物外邊不大于0.1m；連墻件為在建筑物邊梁對(duì)齊立桿位置埋置48×3.5的短鋼管

2、，短管樓出砼面不少于0.20m，埋入砼中不少于0.30m，用扣件與腳手架小橫桿連接，連接點(diǎn)二步二跨，上、下錯(cuò)位布置，每隔一層（即4步）將連墻件換成水平挑桿，距支點(diǎn)不少于3.0m預(yù)埋錨環(huán)，錨環(huán)為未經(jīng)冷拉處理的鋼筋制作，錨入砼中長(zhǎng)度不少于25d；工字鋼梁為每2個(gè)立桿縱距布置一道，外挑長(zhǎng)度L1=1.20m，內(nèi)伸長(zhǎng)度L2=2.10m，在鋼梁支點(diǎn)和內(nèi)端砼中（即邊梁和框架梁中）預(yù)埋16的錨環(huán)；在分段腳手架底層即鋼梁上滿鋪一層竹架板，然后每隔三層（小于12m）和作業(yè)層及其下層滿鋪竹架板，分段搭設(shè)高度30m，滿鋪竹架板不少于5層；腳手架外排立桿內(nèi)側(cè)滿掛2000目密目安全網(wǎng)，外側(cè)在轉(zhuǎn)角及中間每隔6個(gè)立桿縱距搭設(shè)

3、剪刀撐，連續(xù)設(shè)置。為了滿足上下同時(shí)作業(yè)的要求，在鋼梁底下懸挑雙層防護(hù)架，懸挑長(zhǎng)度不少于4.0m；在鋼梁下端懸掛吊籃腳手架用于外墻裝修作業(yè)。見圖2。圖2 鋼梁懸挑腳手架剖面圖鋼梁懸挑腳手架是懸挑腳手架，按建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-99）的規(guī)定，鋼梁懸挑腳手架要進(jìn)行鋼梁、架體設(shè)計(jì)驗(yàn)算，以滿足施工安全要求。2 鋼梁上腳手架荷載計(jì)算2.1 構(gòu)架自重：以一根鋼梁間距3.0m上的腳手架荷載為計(jì)算單位2.1.1 鋼管構(gòu)架自重由步距h=1.70m，縱距l(xiāng)a=1.50m，排距l(xiāng)b=0.80m得內(nèi)外立桿軸向力平均值：gk1=0.200KN/步分段搭設(shè)高度30.0m即n=30÷1.7=17.65取

4、n=18步，每?jī)筛U荷載NGK1=2ngk1=2×18×0.200=7.2KN2.1.2 密目網(wǎng)自重：2000目密目網(wǎng)沿外架內(nèi)側(cè)全封閉NGK2=2lanh×0.006 =2×1.5×18×1.7×0.006=0.55KN2.1.3 剪刀撐自重：每6個(gè)立桿縱距設(shè)一道，連續(xù)設(shè)置NGK3=0.038432 +3.62 ×4=0.72KN2.1.4 竹架板自重：在底層、兩層作業(yè)及其下層，每三層結(jié)構(gòu)層（不超過12m高）設(shè)置一層，共鋪五層竹架板NGK4外=0.5lb×2la×0.35×5 =0.

5、5×0.80×2×1.50×0.35×5 =2.10KNNGK4內(nèi)=0.5lb×2la×0.35×5 =0.5×0.80×2×1.50×0.35×5+0.2×2×1.50×0.35×2 =2.52KN2.1.5 施工荷載：按主體施工時(shí)，頂層支模防護(hù)q1=1.5KN/m2，中間砌墻施工，q2=3.0KN/m2考慮NQK外=0.5×0.80×2×1.50×（3.0+1.5）=5.4KNNQK

6、內(nèi)=0.5×0.80×2×1.50×（3.0+1.5）+0.2×2×1.5×（3.0+1.5）=8.1KN2.1.6 風(fēng)荷載：按市區(qū)50m高處風(fēng)力計(jì)算：z=1.25；s=1.0×0.37=0.37（安全網(wǎng)擋風(fēng)系數(shù)）烏市地區(qū)0=0.60 KN/m2k=0.70zs0=0.70×1.25×0.37×0.60=0.194KN/m22.2 腳手架立桿軸向力設(shè)計(jì)值2.2.1 內(nèi)立桿Nk1=1.2（NGk1+ NGk4內(nèi)）+1.4 NQK內(nèi)=23KN2.2.2 外立桿Nk2=1.2（NGk1+ N

7、Gk2 + NGk3+ NGk4+ NGk4外）+1.4 NQK外=20.244KN2.3 鋼梁自重產(chǎn)生得線荷載：選用I22a工字鋼其設(shè)計(jì)自重設(shè)計(jì)值gk2=1.2×33.05×9.8=0.389KN/m2.4 鋼梁下懸掛吊籃荷載2.4.1 吊籃自重：750N/m2×3.0×0.8=1800N2.4.2 手扳葫蘆及安全鎖重：（140+30）N/個(gè)×2=340N2.4.3 4根12.5鋼絲繩重：5.4N/m×4×50m=1080N2.4.4 施工荷載：1500N/m2×3.0×0.80=3600N一組吊籃計(jì)算

8、荷載：Gk=1.2×（1800+340+1080）+1.4×3600=8904N 取Gk=9.0KN計(jì)算3 鋼梁內(nèi)力計(jì)算及截面強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算3.1 鋼梁內(nèi)力計(jì)算（見圖3）圖3 計(jì)算簡(jiǎn)圖RA=17.50KN；RB=70.97KNMmax=MB=2.0RA+1/2 gk22.02=35.656KN·mVmax=VB=1.1 gk+Nk1+ Nk2+ Gk=52.60kN3.2 鋼梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算選用I22a工字鋼梁，其截面特性An=42.10cm2；Ix=3406 cm4；Wnx=309.6 cm3；Sx=177.7 cm3；t=7.5mm；x=1.05在鋼梁X軸平面內(nèi)

9、：Mx 35.656×106= = x·Wnx 1.05×309.6×103=109.68N/mm2=205 N/mm2 V·Sx 52.60×106×177.7= = Ix·t 3406×7.5×104滿足要求3.3 鋼梁剛度驗(yàn)算由工字鋼為Q235號(hào)知E=2.06×105N/mm2 1= （Nk1×3002×2300×Nk2×11002×3100+Gk×7002×2700） 3EI=4.4mm=2×110

10、0/400=5.5mm滿足要求3.4 鋼梁錨環(huán)驗(yàn)算在鋼梁的根部和內(nèi)端預(yù)埋16的錨環(huán)，錨環(huán)埋入砼中的長(zhǎng)度不少于25d。由F=RA；=50N/mm2；As=201mm2得F 16.426×103= = n·As 2×201=40.8N/mm2=50 N/mm2錨固長(zhǎng)度：C30砼t=1.43 N/mm2；I級(jí)鋼筋y=210 N/mm2y 210la = =0.16× ×16 t 1.43=376mm25=400mm滿足要求4 架體及連墻件、挑桿驗(yàn)算4.1 架體驗(yàn)算本架體步距h=1.7m，立桿縱距l(xiāng)a =1.50m，立桿排距l(xiāng)b =0.80m，施工荷載

11、3.0+1.5（kN/m2），鋪板層數(shù)5層，連墻桿二步二跨設(shè)一點(diǎn)，分段搭設(shè)高度H=30mH=50m，小于扣件架規(guī)范構(gòu)造要求可不進(jìn)行驗(yàn)算。4.2 連墻桿驗(yàn)算在建筑結(jié)構(gòu)砼邊梁上預(yù)埋短鋼管，用扣件與架體上的小橫桿連接，預(yù)埋短鋼管高出砼面20cm，埋入砼中30cm，每層每隔2個(gè)立桿間距埋一個(gè)，上下錯(cuò)開布置。由風(fēng)荷載產(chǎn)生的軸向力N=·k·A=1.4×0.194×3.0×3.4=2.77kN再考慮腳手架平面外變形引起的軸向力，增加一個(gè)附加軸力NS=5.0kN，則一個(gè)根連墻承載的軸力Nl= N+ NS=2.77+5.0=7.77kNRc=8kN（一個(gè)直角扣件

12、的抗滑力）滿足要求4.3 挑桿驗(yàn)算（見圖4）圖4 挑桿計(jì)算角圖將連墻桿內(nèi)端延長(zhǎng)3.0m，用錨環(huán)固定，外端再加斜撐桿，就變成了挑桿。挑桿每隔一層挑一次，其作用相當(dāng)于將鋼梁上的腳手架自重和施工荷載分散地、部分地卸給建筑物，其卸荷的1/3計(jì)，則水平挑桿的抗彎強(qiáng)度N1=1/3Nk1=7.76kNN2=1/3Nk2=6.75kNN1lba2 lb Mmax = （3 ）=0.525kN·m 2l2 l Mmax = =103.3 kN/mm2=205 N/mm2 Wn 滿足要求5 建筑結(jié)構(gòu)挑梁驗(yàn)算由建筑結(jié)構(gòu)施工圖知，支承工字鋼梁的懸挑構(gòu)件為外挑2.00m的鋼筋砼挑梁、現(xiàn)澆平板和邊梁，其截面為主

13、挑梁：400×600400mm；配筋：632/420，10100；次挑梁：350×600400mm；配筋：425/418，10100；現(xiàn)澆平板厚：100mm；配筋：8150，8200；邊梁：250×400mm，配筋：222/222，8100；挑梁間距分別為：主挑梁：10m；次挑梁：3.1m；3.4m；3.5m。選擇不利處驗(yàn)算：即次挑梁處砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，按達(dá)到70即C20強(qiáng)度驗(yàn)算5.1 荷載計(jì)算5.1.1 邊梁砼重：0.25×0.40×24×3.50=8.4kN/m鋼筋重：0.25×0.40×1.50×

14、3.50=0.525kN/m5.1.2 平板砼重：0.10×24×3.5=8.4 kN/m鋼筋重：0.10×1.50×3.50=0.525 kN/m5.1.3 挑梁砼重：0.35×（0.6+0.4）/2×24=4.2 kN/m鋼筋重：0.35×0.5×1.50=0.2625 kN/m5.1.4 施工荷載：2.0 kN/m2×3.5=7.0 kN/m5.1.5 外架作用在懸挑構(gòu)件上的作用力：Nmax=RB=70.97kN設(shè)計(jì)計(jì)算荷載gk=1.2×（8.4×2+0.525×2+4.2+0.2625）+1.4×7.0=36.575 kN/m5.2 外架及挑梁自重共同作用下的彎矩M =0.5gkl2+ NGl=0.5×36