汕頭市某工程外腳手架架設(shè)對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加荷載的驗(yàn)算

外腳手架架設(shè)對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加荷載的驗(yàn)算[摘要]外腳手架的架設(shè)固定于主體結(jié)構(gòu)上，使主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加荷載，運(yùn)用實(shí)例對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析。[關(guān)鍵詞]外腳手架主體結(jié)構(gòu)附加荷載驗(yàn)算1外腳手架搭設(shè)方案汕頭市某工程外腳手架：一部分外架從室外地坪搭設(shè)至五層天面（自然樓層為六層），搭設(shè)高度為20m；一部分從五層天面搭設(shè)至十三層天面，搭設(shè)高度為30m；一部分從室外地坪搭設(shè)至十五層天面，搭設(shè)高度為56m。外腳手架平面布置圖見下圖。搭設(shè)方式為：架體鋼管Φ48×3.5，步距1.8m，縱距1.5m，橫距為0.8m，內(nèi)立桿距墻面距離為0.32m，小橫桿挑出外立桿長度為0.1m，挑出內(nèi)立桿0.2m。架子全部采用單立桿，八層（標(biāo)高23.8m）以下架子荷載由地基或地下室頂板承受，在第八層、第十二層樓面（標(biāo)高23.8m、37.4m）采用斜拉鋼絲繩卸荷兩次；架子下部35m連墻件設(shè)置為兩步三跨，上部21m設(shè)置為兩步兩跨；腳手板采用竹串片（按兩步設(shè)一層，荷載按0.35kN/m2），同時進(jìn)行裝修施工層數(shù)2層；腳手架外側(cè)采用密目式安全網(wǎng)（An/Aw=0.623，An為擋風(fēng)面積，Aw為迎風(fēng)面積）。腳手板布置參見下圖：連墻桿連墻桿腳手板竹串片腳手板竹串片縱向水平桿平桿橫向水立桿縱向水平桿平桿橫向水立桿3203202外架荷載計(jì)算計(jì)算八層以下架子荷載：步數(shù)：23.8/1.8=13.22，根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況：腳手板、欄桿、擋腳板兩步設(shè)一層，按7層計(jì)算；操作層考慮兩層。腳手架立桿自重：23.8×0.1248=2.97kN腳手板：0.35×(0.8+0.2)×1.5×7=3.68kN欄桿、擋腳板：0.14×1.5×7=1.47kN安全網(wǎng)：0.01×1.5×23.8=0.36kN活荷載：(0.8+0.2)×1.5×2=3.0kNN=1.2×(2.97+3.68+1.47+0.36)+1.4×3.0=14.38kN3桿件驗(yàn)算根據(jù)JGJ130-2001《建筑施工扣件鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》有關(guān)腳手架桿件驗(yàn)算的內(nèi)容進(jìn)行腳手架桿件的驗(yàn)算，在此不作詳述。4地下室頂板驗(yàn)算地下室頂板板厚為200mm，取不利板跨為3×4m2進(jìn)行驗(yàn)算其強(qiáng)度。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）將樓面局部荷載換算為樓面均布荷載，計(jì)算簡圖見左圖：板厚h=200mm，墊木s=50mm，bcx=btx+2s+h=300+2×50+200=600mmbcy=bty+2s+h=4000-250+2×50+200=4050mm荷載的有效分布寬度b=×4050+0.73×3000=4890mm，當(dāng)兩個局部荷載相鄰而中心距＜b時，荷載的有效分布寬度應(yīng)予折減，即b’=4890/2+800/2=2845mm。y=4m，x=3m，；ay=4m，ax=0.3m，，q=kN/m2Mx=0.1075×33.44×0.3×4=4.31kN·mMy=0.0410×33.44×0.3×4=1.65kN·m則有板上的等效均布荷載qe=kN/m2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮地下室頂板活荷為2.5kN/m2，現(xiàn)八層以下腳手架立桿豎向荷載換算成板上等效均布荷載為1.13＜2.5kN/m2，故在施工階段地下室頂板可以承受八層以下腳手架荷載。由于主樓部分腳手架支承于六層樓板的驗(yàn)算，可參照地下室頂板的驗(yàn)算。5卸荷計(jì)算5.1斜拉吊點(diǎn)豎向距離為32m/2=16m，吊點(diǎn)水平距離為2個立桿縱距，即L=2×1.5=3.0m。5.2吊點(diǎn)必須在立桿與縱向、橫向水平桿的交點(diǎn)處，鋼絲繩必須由縱向水平桿底部兜緊，吊點(diǎn)處應(yīng)設(shè)雙根橫向水平桿，1根與立桿卡牢，1根與縱向水平桿卡牢，兩根橫向水平桿端頭與建筑物頂緊，或用螺栓固定在墻面預(yù)埋件上，承受斜拉引起的水平力。5.3計(jì)算架子豎向1個吊點(diǎn)范圍內(nèi)，1個縱距的荷載設(shè)計(jì)值N：步數(shù)：16/1.8=8.88，根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況：腳手板、欄桿、擋腳板兩步設(shè)一層，故取5步計(jì)算；操作層考慮兩層。腳手架立桿自重：16×0.1248×2=3.99kN腳手板：0.35×(0.8+0.2)×1.5×5=2.63kN欄桿、擋腳板：0.14×1.5×5=1.05kN安全網(wǎng)：0.01×1.5×16=0.24kN活荷載：(0.8+0.2)×1.5×2×2=6.0kNN=1.2×(3.99+2.63+1.05+0.24)+1.4×6.0=17.89kN5.4求每個吊點(diǎn)所承受的荷載P1，吊索拉力及吊點(diǎn)位置橫向水平桿所受壓力：（綜合考慮不均勻系數(shù)Kx=1.5）P1=Kx×2N/2=1.5×1.0×17.89=26.84kN計(jì)算簡圖見右圖：TAO=P1×=1.0135P1=27.20kNTAB=-P1×=-0.165P1=-4.43kNTBO=P1×=1.0011P1=26.87kNTBC=-(P1×+TAB)=-1.26-4.43=-5.69kN5.5驗(yàn)算鋼絲繩抗拉強(qiáng)度Pg≥KPx/α=8×27.2/0.85=256kN采用6×19，繩芯1鋼絲繩（鋼絲強(qiáng)度極限1400N/mm2），選Φ23鋼絲繩，Pg=281.5kN>256kN所以Φ23鋼絲繩滿足要求。5.6選擇與鋼絲繩配套使用的卡環(huán)由已選Φ23鋼絲繩，查《高層建筑施工手冊》表4-4-1得適用的卡環(huán)為4.9號，其安全荷重49kN>27.2kN。選用4.9號卡環(huán)滿足要求。5.7計(jì)算工程結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋吊環(huán)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）第條規(guī)定，有吊環(huán)鋼筋面積Ag≥=27200/100=272mm2選HPB235級Φ20鋼筋，則Ag=314mm2>272mm2選用HPB235級Φ20鋼筋預(yù)埋吊環(huán)滿足要求。5.8驗(yàn)算吊點(diǎn)處扣件抗滑承載能力每個扣件抗滑承載能力設(shè)計(jì)值為8kN。吊點(diǎn)處，水平方向分力最大值TBC=5.69kN，現(xiàn)每個吊點(diǎn)處有兩個扣件與立桿卡緊，因此水平方向抗滑移滿足要求。但垂直方向分力為26.84kN，只有兩個扣件顯然不夠，所需扣件數(shù)n=26.84/8=3.36個，因此要采取措施，防止大橫桿被鋼絲繩兜起沿立桿向上滑移，其方法見上圖。這樣加固后，每個節(jié)點(diǎn)共有4個扣件抵抗向上滑移，能保證大橫桿不沿立桿向上滑移。6驗(yàn)算樓層邊梁的強(qiáng)度斜拉鋼絲繩對樓層結(jié)構(gòu)的影響，選取十層、十四層最不利邊梁L10進(jìn)行承載力驗(yàn)算。平面布置圖見右圖。因其對L10的附加水平荷載極小，樓層邊梁截面為250×700，跨度取為3m，計(jì)算簡圖見右圖。按五跨連續(xù)梁跨中受水平向集中力5.69kN計(jì)算得水平向V=1.2×5.69=6.83kN，按構(gòu)造配箍可以承受的剪力V0=0.7βh?thb02=0.7×1.0×1.43×700×215×215=32.39kN＞6.83kNM=0.171×5.69×3=2.92kN·m，計(jì)算得水平向As=50mm2，樓層邊梁最小配筋面積為As=0.15%hb0=230mm2＞50mm2，故樓層邊梁水平向強(qiáng)度滿足要求。斜拉鋼絲繩對十層、十四層邊梁L10的附加豎向荷載為F=2×26.84=53.68kN，考慮板厚100mm，施工荷載2.0kN/m2，C30砼，則樓層板傳至邊梁上線荷載約為8.46kN/m，梁上墻傳來線荷約為5.36kN/m，則該8m跨梁受線荷q=8.46+5.36+自重=19.07kN/m，計(jì)算簡圖見右圖。參考《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》有M支=++=202.36kN·m計(jì)算得As=1083mm2，現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中配4Φ18（As=1018mm2＜1083mm2）誤差超過5%，邊梁受彎承載力計(jì)算不滿足要求，故將8m跨支座負(fù)筋4Φ18加大為2Φ18+2Φ20。M跨=++=111.24kN·m計(jì)算得As=580mm2，現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中配2Φ22（十層：As=760mm2）、3Φ20（十四層：As=940mm2），均滿足強(qiáng)度要求。Vmax=+=156.8kNV0=0.7βh?tbh02=0.7×1.0×1.43×215×7002=110.67kN＜156.8kN，需計(jì)算配箍。計(jì)算得Asv/s=0.261，現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中配有Φ8@150/200(4)，Asv/s=4×50.3/200=1.01＞0.261故邊梁L10箍筋滿足受剪承載力計(jì)算。7結(jié)語在架設(shè)腳手架以前，施工單位應(yīng)對腳手架在主體結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的附加荷載進(jìn)行計(jì)算、對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，制定出詳細(xì)可行的實(shí)