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高层建筑悬挑扣件式钢管脚手架设计实例

脚手架是建筑施工的主要设施，从脚手架上坠落的事故占高处坠落事故的50%，脚手架上的事故如能控制，则高处坠落事故可以大量减少。为此，在项目的安全策划中，编制详细的《外脚手架施工组织设计》就是一项非常重要的工作。《建筑施工安全检查标准》（JGJ）中对悬挑外脚手架的设计计算也做了专门的规定。建筑部于2001年2月9日颁布了《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGIPTVJ）并于2001年6月1日开始执行，终于让广大施工技术人员及安全管理人员对扣件式钢管脚手架“有法可依”。我公司在施工盛源花园四期工程就采用了悬挑扣件式钢管脚手架，施工中分段搭设，取得了较好的效果。现将本工程的设计计算和在使用中应重点注意的事项介绍如下，供参考。

一、 工程概况

盛源花园四期工程位于上海市闵行区罗阳路，属剪力墙弱连梁结构的小高层建筑。本项目共包含六幢11～13层中高档商品住宅楼，总建筑面积35000m2。建筑立面较复杂，南北立面均有桃窗、挑阳台，檐口高度最高37m，局部高度45m。

二、外架设计

1.外架几何参数

立杆横距b=1.05m，纵距l=1.20m，内立杆距墙b1=0.3m，最大步距h0=1.8m，一次最大搭设高度七步架，满铺竹笆脚手板七层，同时施工层数为两层。见图1。

2.材料参数

钢管为热轧Q235钢，拉、压、弯强度设计值f=205N/mm2，抗剪强度设计值fv=120N/mm2，钢管截面抵抗矩W=5080mm3，有效截面面积A=489mm2，截面惯性半径i=15.8mm，a类截面，E=2.06×105N/mm2。

3.荷载计算

（1）钢管?48×3.5mm：38.5N/m

对接扣件：18.5N/只

直角扣件：13.5N/只

旋转扣件：14.5N/只

竹笆脚手板、护栏、安全重量取：350N/m2施工荷载取：3000N/ｍ2

（2）恒载标准值

a.一纵距内全高钢管重量：

qk=[（6×1.2+2×1.65+1.500）×7+2.8+2×3.1]×38.5=3581N

b.一纵距内全高扣件重量（关键部位取双扣件）

qk=（6×13.5+2×18.5）×7+6×14.5=913N

c.一纵距内竹笆安全重量：

qk=350×1.2×1.05×7=3087N

d.恒载标准值小计：

q盘片k=3581+913+3087=7581N

（3）施工活载（两层同时施工）

gk=1.05×1.2×3000×2=7560N

（4）风荷载标准值

w k=0.7×β2×μs×μz×ω0其中β2=1.0水钻首饰；μs=0.23；μz=1.56（按40m，B类）ω0=0.55kN w k=0.7×1.0×0.23×1.56×0.55=0.14kN/m 2

（5）荷载设计值：荷载分项系数恒载取1.2，活载取1.4。

恒载：Q=1.2×7.6=9.12kN

活载：G=1.4×7.56=10.58kN

4.三角支架平台受力分析及杆件内力计算

（1）为了简化计算，不考虑小横杆的超静定作用，将该处视为完全铰接，计算简图如图2、图3所示：

图2 三角支架受力分析简图

（2）计算内力

其中N1、N2、N3、N4为内外立杆均分荷的情况；N′1、N′2、经过50多年N′3、N′4为考虑内外立杆承受荷载按内:外=0.64对参观的专业观众进行精准展现:0.36比例进行分配的情况市场协作力进1步改性塑料提升，该情况在装修阶段时可能出现，对杆件验算时，取两工况中较大值（受压为正）。

① R1= -R3=5.19kN

R2=2N0=20kN

N1=11.1kN

N2=10.1kN

N3= - 4.8kN

N4=R3= - 5.9kN

② R′1= -R′3 = 4.88kN；R′=20kN；

N′1 = 8kN；N′2 = 12.9kN；

N′3 = - 3.5kN；N′4 = R′3=4.88kN

5.扣件抗滑移能力验算

取单扣件抗滑移能力设计值为q=8kN，双扣件为q=12kN。

内外立杆在与三角支架的连接处均需采用双扣件。

6.支架斜撑杆验算

斜撑杆受力为压弯构件，两端约束条件可视为两端铰支（μ=1.0）（见图3），另考虑动力系数1.2。

图3 钢筋预埋示意图

图4 斜撑杆受力计算简图

（1）外斜撑

L1=3100mm，取N1=11.10kN

偏心距e1=0.053m

M1=n1×e1=11.1×0.053=0.59kN·m

λ1=L1/ i = 3100/15.8=197

查表得φ1=0.205

NE1=π2EA/λ2=25.8kN

βm=0.65+0.35×（M2/M1）

=0.65+0.35×0.59/- 0.59=0.3＜0.4

取βm=0.4；γ取1.5

钢结构压弯构件公式

则

超过不到1%，可行。（应尽可能不超过设计值f——编者）

考虑本工程中房屋多处有挑窗板等构件，加之转角地方外斜撑更长，为了有一定的安全储备，防止斜撑失稳，因此采用双斜杆。见图5. 图6. 图7。

图5 阳台及非剪力墙位置剖面图

图6 挑窗部位剖面图

图7 楼梯（电梯井）处剖面图

（2）内斜撑

取N2=12.9kN，

M2=12.9kN×0.053=0.648kN·m

L2=2.81m

λ2=2810/15.8=178 查表 ф2=0.248

NE2=π2EA/λ2=31.4kN，代入公式（1）

满足要求（超过不到1%），采用单杆支撑，采用双扣件抗滑移（应尽可能不超过设计值f——编者）。

7.小横杆、大横杆、对商品生产者来讲主杆验算

由于支架上部架体纵跨仅1.2m，横跨1.05m，高13.2m，因此均是常规尺寸，受力肯定满足，验算略。

8.连墙件计算

H=3.6m（水平） L=3.6m（水平）

N1W=1.4×ωk×Aw

=1.4×0.14×3.6×3.6=2.54kN

Nh=N1W+N0=2.54+5=7.54kN