碗扣式腳手架結構設計計算

1、碗扣式腳手架結構設計計算1 基本設計規(guī)定： 1.1 本規(guī)范的結構設計依據(jù)建筑結構設計統(tǒng)一標準GBJ68-84、建筑結構荷載規(guī)范GB5009-2001和鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003及冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB50018-2002等國家標準的規(guī)定。采用概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，以分項系數(shù)的設計表達式進行設計。 1.2 腳手架的結構設計應保證整體結構形成幾何不變體系，以“結構計算簡圖”為依據(jù)進行結構計算。腳手架立、橫、斜桿組成的節(jié)點視為“鉸接”。 1.3 腳手架立、橫桿構成網(wǎng)格體系幾何不變條件應保證(滿足)網(wǎng)格的每層有一根斜桿（圖 1.3）。圖 1.3 網(wǎng)絡結構幾何不變條件 1.4

2、 模板支撐架（滿堂架）幾何不變條件應保證(是)沿立桿軸線（包括平面x、y兩個方向）的每行每列網(wǎng)格結構豎向每層有一根斜桿（圖 1.4），也可采用側面增加鏈桿與結構柱、墻相連（圖 1.4-1所示）或采用格構柱法（圖 1.4-2）。圖 1.4滿堂架幾何不變體系圖 1.41側面增加支撐鏈桿法 圖 1.42 格構柱法 1.5 雙排腳手架沿縱軸x方向形成兩片網(wǎng)格結構的幾何不變條件可采用每層設一根斜桿(圖 1.5)，在y軸方向應與連墻件支撐作用共同分析：1 當兩立桿間無斜桿時（圖 1.5a），立桿的計算長度l0等于拉墻件間垂直距離；2 當兩立桿間增設斜桿（圖 1.5 b）則其立桿計算長度l0等于立桿節(jié)點間的

3、距離。3 無拉墻件立桿應在拉墻件標高處增設水平斜桿，使內外大橫桿間形成水平桁架（圖 1.5AA剖面）。圖 1.5雙排外腳手架結構計算簡圖 1.6 雙排腳手架無風荷載時，立桿一般按承受垂直荷載計算，當有風荷載時按壓彎構件計算。 1.7 當橫桿承受非節(jié)點荷載時，應進行抗彎強度計算，當風荷載較大時應驗算連接斜桿兩端扣件的承載力； 1.8 所有桿件長細比l0 i不得大于250。 1.9 當桿件變形有控制要求時，應按照正常使用極限狀態(tài)驗算其變形。 1.10 腳手架不掛密目網(wǎng)時，可不進行風荷載計算；當腳手架采用密目安全網(wǎng)或其他方法封閉時，則應按擋風面積進行計算。 2 施工設計 2.1 施工設計應包括以下內

4、容：1 工程概況：說明所服務對象的主要情況，外腳手架應說明所建主體結構高度，平面形狀及尺寸；模板支撐架應按平面圖說明標準樓層的梁板結構。2 架體結構設計和計算：第一步：制定方案；第二步：荷載計算；第三步：最不利位置立桿、橫桿、斜桿強度驗算，連墻件及基礎強度驗算；第四步：繪制架體結構計算圖（平、立、剖）。3 確定各個部位斜桿的連接措施及要求，模板支撐架應繪制頂端節(jié)點構造圖；4 說明結構施工流水步驟，編制構配件用料表及供應計劃；5 架體搭設，使用和拆除方法；6 保證質量安全的技術措施。 2.2 架體的構造設計尚應符合本規(guī)范第六章的有關規(guī)定。 3 雙排腳手架的結構計算 3.1 無風荷載時，單肢立桿承

5、載力計算1 立桿軸向力按下式計算：N = 1.2（NG1+NG2）+1.4NQi （ 3.11）式中：NG1 腳手架結構自重標準值產(chǎn)生的軸向力（KN/m2）；NG2 腳手板及構配件自重標準值產(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)，按細長比查本規(guī)范附錄C；f 鋼材強度設計值，查本規(guī)范附錄B表B2。 3.2 組合風荷載時單肢立桿承載力計算：1 風荷載對立桿產(chǎn)生彎矩按下式計算：Mw = 1.4 a l02 WK / 10( 3.21

6、)式中：Mw 單肢立桿彎矩（KN·m）；a 立桿縱矩（m）；Wk 風荷載標準值（KN /m2）；l0 立桿計算長度（m）；2 單肢立桿軸向力按下式計算：Nw=1.2（NG1+ NG2）+0.9×1.4NQI( 3.22 )3 立桿壓彎強度按下式計算：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,為壓桿長細比）。 3.3 連墻件計算1 在風荷載作用下連墻件的軸向力應按下式計算：Nc=1.4 WK ·

7、; L1 · H1( 3.31)式中：Nc 風荷載作用下連墻件軸向力設計值（KN）；L1、H1 連墻件豎向及水平間距（m）。2 連墻件強度及穩(wěn)定應按下式計算：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 當采用鋼管扣件連接時應驗算其抗滑承載力。 4 雙排外腳手架的搭設高度 4.1雙排外腳手架的搭設高度主要受以下因素影響：1 最不利立桿的單肢承載力（應為立桿最下段）；2 施工荷載及層數(shù)及腳手板鋪設層數(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 風荷載等的影響。

8、 4.2 最不利立桿的單肢承載力的計算，應根據(jù) 1.5條的兩種情況確定最不利單肢立桿的計算長度；確定單肢立桿承載能力：N Af。 4.3 計算立桿的軸向力，根據(jù)施工條件確定荷載等級和層數(shù)以及腳手板的層數(shù)，計算立桿的軸向力（圖 4.3）。圖 4.3 搭設高度計算圖1 腳手板荷載對立桿產(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）； 內外立桿間斜桿或

9、十字撐重量（KN）。 4.5 搭設高度計算不組合風荷載時按下式計算：HN（1.2NQK1.4NQK）h1.2NQ（ 4.5）式中：N 單肢立桿承載力，按（ 3.12）式計算。組合風荷載時的H值應按（ 3.23）立桿壓彎公式驗算。 5地基承載力計算 1 立桿最小底面積的計算Ag = N / fg( 1)式中：Ag 支撐單肢立桿底座面積（m2）；fg 地基承載力設計值（Kpa）按地勘報告選用，當?shù)鼗鶠榛靥钔習r乘以地基承載系數(shù) 2 當?shù)鼗鶠閹r石或混凝土時，可不進行計算，但應保證立桿底座與基底均勻傳遞荷載。 3 當?shù)鼗鶠榛靥钔習r，必須分層夯實，并應考慮雨水滲透的影響。地基承載系數(shù)：對碎石土、砂土、回填

10、土應取0.4；對粘土應取0.5。 4 當腳手架搭設在結構的樓板、挑臺上時，立桿底座應鋪設墊板，并應對樓板或挑臺等的承載力進行驗算。 6模板支撐架計算 6.1單肢立桿承載力的計算1 單肢立桿軸向力計算公式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 單肢立桿承載力計算公式同（ 3.12）。 6.2 橫桿承載力及撓度計算1 當橫桿支撐梁時（圖 6.2），橫桿彎矩按下式計算：應對橫桿進行抗彎強度計算，可將作用在橫桿上的均布荷載轉化為兩集中荷載

11、P。橫桿彎矩按下式計算：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 橫桿抗彎強度按下式計算：M /W f（ 6.22）式中：W- 鋼管的截面模量。圖 6.2 橫桿彎矩計算簡圖3 橫桿的撓度應符合下式規(guī)定：式中： 橫桿的最大撓度； 容許撓度，應按設計要求確定。 6.3 碗扣節(jié)點承載力按下式驗算：Pc Qb（ 6.3）式中：Qb下碗扣抗剪強度設計值，取60KN。 6.4 當模板支撐架高度大于8米并有風荷載作用時，應對斜桿內力進行計算，并驗算連接扣件的抗滑能力（圖 6.4）。圖 6.4 斜桿內力計算簡圖1 當對架體內力計算時將風荷載化解為每一結點的集中荷載W； 2W在立桿及斜桿中產(chǎn)生的內力、按下式計算：3 自上而下疊加斜桿最大內力為n1，驗算斜桿兩端連接扣件抗滑強度：（ 6.43）式中：Q扣件抗滑強度，取8KN。 4 當下部無密目安全網(wǎng)時， 只需計算頂端模板的風荷載。