碗扣式腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、碗扣式腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1 基本設(shè)計(jì)規(guī)定： 1.1 本規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ68-84、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003及冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。采用概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1.2 腳手架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證整體結(jié)構(gòu)形成幾何不變體系，以“結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖”為依據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。腳手架立、橫、斜桿組成的節(jié)點(diǎn)視為“鉸接”。 1.3 腳手架立、橫桿構(gòu)成網(wǎng)格體系幾何不變條件應(yīng)保證(滿足)網(wǎng)格的每層有一根斜桿（圖 1.3）。圖 1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幾何不變條件 1.4

2、 模板支撐架（滿堂架）幾何不變條件應(yīng)保證(是)沿立桿軸線（包括平面x、y兩個(gè)方向）的每行每列網(wǎng)格結(jié)構(gòu)豎向每層有一根斜桿（圖 1.4），也可采用側(cè)面增加鏈桿與結(jié)構(gòu)柱、墻相連（圖 1.4-1所示）或采用格構(gòu)柱法（圖 1.4-2）。1 / 12圖 1.4滿堂架幾何不變體系圖 1.41側(cè)面增加支撐鏈桿法 圖 1.42 格構(gòu)柱法 1.5 雙排腳手架沿縱軸x方向形成兩片網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的幾何不變條件可采用每層設(shè)一根斜桿(圖 1.5)，在y軸方向應(yīng)與連墻件支撐作用共同分析：1 當(dāng)兩立桿間無斜桿時(shí)（圖 1.5a），立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0等于拉墻件間垂直距離；2 當(dāng)兩立桿間增設(shè)斜桿（圖 1.5 b）則其立桿計(jì)算長(zhǎng)度l0等于

3、立桿節(jié)點(diǎn)間的距離。3 無拉墻件立桿應(yīng)在拉墻件標(biāo)高處增設(shè)水平斜桿，使內(nèi)外大橫桿間形成水平桁架（圖 1.5AA剖面）。圖 1.5雙排外腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 1.6 雙排腳手架無風(fēng)荷載時(shí)，立桿一般按承受垂直荷載計(jì)算，當(dāng)有風(fēng)荷載時(shí)按壓彎構(gòu)件計(jì)算。 1.7 當(dāng)橫桿承受非節(jié)點(diǎn)荷載時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算，當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí)應(yīng)驗(yàn)算連接斜桿兩端扣件的承載力； 1.8 所有桿件長(zhǎng)細(xì)比l0 i不得大于250。 1.9 當(dāng)桿件變形有控制要求時(shí)，應(yīng)按照正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算其變形。 1.10 腳手架不掛密目網(wǎng)時(shí)，可不進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算；當(dāng)腳手架采用密目安全網(wǎng)或其他方法封閉時(shí)，則應(yīng)按擋風(fēng)面積進(jìn)行計(jì)算。 2 施工設(shè)計(jì) 2.1 施工設(shè)計(jì)

4、應(yīng)包括以下內(nèi)容：1 工程概況：說明所服務(wù)對(duì)象的主要情況，外腳手架應(yīng)說明所建主體結(jié)構(gòu)高度，平面形狀及尺寸；模板支撐架應(yīng)按平面圖說明標(biāo)準(zhǔn)樓層的梁板結(jié)構(gòu)。2 架體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算：第一步：制定方案；第二步：荷載計(jì)算；第三步：最不利位置立桿、橫桿、斜桿強(qiáng)度驗(yàn)算，連墻件及基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算；第四步：繪制架體結(jié)構(gòu)計(jì)算圖（平、立、剖）。3 確定各個(gè)部位斜桿的連接措施及要求，模板支撐架應(yīng)繪制頂端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖；4 說明結(jié)構(gòu)施工流水步驟，編制構(gòu)配件用料表及供應(yīng)計(jì)劃；5 架體搭設(shè)，使用和拆除方法；6 保證質(zhì)量安全的技術(shù)措施。 2.2 架體的構(gòu)造設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合本規(guī)范第六章的有關(guān)規(guī)定。 3 雙排腳手架的結(jié)構(gòu)計(jì)算 3.1 無風(fēng)荷載時(shí)

5、，單肢立桿承載力計(jì)算1 立桿軸向力按下式計(jì)算：N = 1.2（NG1+NG2）+1.4NQi （ 3.11）式中：NG1 腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力（KN/m2）；NG2 腳手板及構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力（KN/m2）；NQi 施工荷載產(chǎn)生的軸向力總和，分雙排腳手架與模板支撐架兩種情況（KN/m2）。2 單肢立桿穩(wěn)定性按下式計(jì)算：NA f（ 3.12）式中：A 立桿橫截面積； 軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)，按細(xì)長(zhǎng)比查本規(guī)范附錄C；f 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查本規(guī)范附錄B表B2。 3.2 組合風(fēng)荷載時(shí)單肢立桿承載力計(jì)算：1 風(fēng)荷載對(duì)立桿產(chǎn)生彎矩按下式計(jì)算：Mw = 1.4 a l02 WK / 10

6、( 3.21)式中：Mw 單肢立桿彎矩（KN·m）；a 立桿縱矩（m）；Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN /m2）；l0 立桿計(jì)算長(zhǎng)度（m）；2 單肢立桿軸向力按下式計(jì)算：Nw=1.2（NG1+ NG2）+0.9×1.4NQI( 3.22 )3 立桿壓彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：Nw/A+ 0.9Mw/ W（1- 0.8Nw/NE）f( 3.23 )式中： 有效彎矩系數(shù)，采用1.0； 截面塑性發(fā)展系數(shù)，鋼管截面為1.15；W 立桿截面模量；NE 歐拉臨界力，NE=2EA/2（E為材料彈性模量,為壓桿長(zhǎng)細(xì)比）。 3.3 連墻件計(jì)算1 在風(fēng)荷載作用下連墻件的軸向力應(yīng)按下式計(jì)算：Nc=1.4 WK

7、 · L1 · H1( 3.31)式中：Nc 風(fēng)荷載作用下連墻件軸向力設(shè)計(jì)值（KN）；L1、H1 連墻件豎向及水平間距（m）。2 連墻件強(qiáng)度及穩(wěn)定應(yīng)按下式計(jì)算：NcNo ·Ac·f( 3.32 )式中：No 連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力，取3KN；Ac 連墻件的毛截面積（mm2）；3 當(dāng)采用鋼管扣件連接時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其抗滑承載力。 4 雙排外腳手架的搭設(shè)高度 4.1雙排外腳手架的搭設(shè)高度主要受以下因素影響：1 最不利立桿的單肢承載力（應(yīng)為立桿最下段）；2 施工荷載及層數(shù)及腳手板鋪設(shè)層數(shù)；3 立桿的縱向和橫向間距及橫桿的步距；4 拉墻件間距；5 風(fēng)荷

8、載等的影響。 4.2 最不利立桿的單肢承載力的計(jì)算，應(yīng)根據(jù) 1.5條的兩種情況確定最不利單肢立桿的計(jì)算長(zhǎng)度；確定單肢立桿承載能力：N Af。 4.3 計(jì)算立桿的軸向力，根據(jù)施工條件確定荷載等級(jí)和層數(shù)以及腳手板的層數(shù)，計(jì)算立桿的軸向力（圖 4.3）。圖 4.3 搭設(shè)高度計(jì)算圖1 腳手板荷載對(duì)立桿產(chǎn)生的軸向力：層數(shù)；腳手板自重載荷G2。NG2G×2（ 4.31）2 施工荷載：層數(shù)；施工荷載Q3。.NQ1Q×2（ 4.32） 4.4 計(jì)算每步腳手架自重NG10.5（ 4.4）式中： 步距（）；1 立桿每米重量（KN）； 廊道橫桿單件重量（KN）； 縱向橫桿單件重量（KN）； 內(nèi)外

9、立桿間斜桿或十字撐重量（KN）。 4.5 搭設(shè)高度計(jì)算不組合風(fēng)荷載時(shí)按下式計(jì)算：HN（1.2NQK1.4NQK）h1.2NQ（ 4.5）式中：N 單肢立桿承載力，按（ 3.12）式計(jì)算。組合風(fēng)荷載時(shí)的H值應(yīng)按（ 3.23）立桿壓彎公式驗(yàn)算。 5地基承載力計(jì)算 1 立桿最小底面積的計(jì)算Ag = N / fg( 1)式中：Ag 支撐單肢立桿底座面積（m2）；fg 地基承載力設(shè)計(jì)值（Kpa）按地勘報(bào)告選用，當(dāng)?shù)鼗鶠榛靥钔習(xí)r乘以地基承載系數(shù) 2 當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石或混凝土?xí)r，可不進(jìn)行計(jì)算，但應(yīng)保證立桿底座與基底均勻傳遞荷載。 3 當(dāng)?shù)鼗鶠榛靥钔習(xí)r，必須分層夯實(shí)，并應(yīng)考慮雨水滲透的影響。地基承載系數(shù)：對(duì)碎石土

10、、砂土、回填土應(yīng)取0.4；對(duì)粘土應(yīng)取0.5。 4 當(dāng)腳手架搭設(shè)在結(jié)構(gòu)的樓板、挑臺(tái)上時(shí)，立桿底座應(yīng)鋪設(shè)墊板，并應(yīng)對(duì)樓板或挑臺(tái)等的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。 6模板支撐架計(jì)算 6.1單肢立桿承載力的計(jì)算1 單肢立桿軸向力計(jì)算公式N = 1.2Q + 1.4 （Q+Q） · Lx·Ly +1.2 Q2V( 6.11)式中： Lx 、 Ly單肢立桿縱向及橫向間距（m）；V Lx 、 Ly段的混凝土體積（m3）。2 單肢立桿承載力計(jì)算公式同（ 3.12）。 6.2 橫桿承載力及撓度計(jì)算1 當(dāng)橫桿支撐梁時(shí)（圖 6.2），橫桿彎矩按下式計(jì)算：應(yīng)對(duì)橫桿進(jìn)行抗彎強(qiáng)度計(jì)算，可將作用在橫桿上的均布荷載轉(zhuǎn)化

11、為兩集中荷載P。橫桿彎矩按下式計(jì)算：MPc·C（ 6.21）式中：M 橫桿彎矩（KN ·m）；Pc- 梁砼重量及模板重量的12； C- 梁邊至立桿之間距離。2 橫桿抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：M /W f（ 6.22）式中：W- 鋼管的截面模量。圖 6.2 橫桿彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖3 橫桿的撓度應(yīng)符合下式規(guī)定：式中： 橫桿的最大撓度； 容許撓度，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定。 6.3 碗扣節(jié)點(diǎn)承載力按下式驗(yàn)算：Pc Qb（ 6.3）式中：Qb下碗扣抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取60KN。 6.4 當(dāng)模板支撐架高度大于8米并有風(fēng)荷載作用時(shí)，應(yīng)對(duì)斜桿內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，并驗(yàn)算連接扣件的抗滑能力（圖 6.4）。圖 6.4 斜桿內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖1 當(dāng)對(duì)架體內(nèi)力計(jì)算時(shí)將風(fēng)荷載化解為每一結(jié)點(diǎn)的集中荷載W； 2W在立桿及斜桿中產(chǎn)生的內(nèi)力、按下式計(jì)算：3 自上而下疊加斜桿最大內(nèi)力為n1，驗(yàn)算斜桿兩端連接扣件抗滑強(qiáng)度：（ 6.43）式中：Q扣件抗滑強(qiáng)度，取8KN。 4 當(dāng)下部無密目安全網(wǎng)時(shí)， 只需計(jì)算頂端模板的風(fēng)荷載。 6.5 高度大于8米的模板支撐架并有風(fēng)荷載作用時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算迎風(fēng)立桿所產(chǎn)生的拉力，不得超過立桿軸向力荷載