1、型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架設計實例一、前言隨著我國經濟的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，高層建筑的發展非常迅猛。懸挑扣件式鋼管腳手架由于具有使用范圍廣，不受現場和樓高的限制，同時可以節省大量的周轉材料， 還可以縮短工程的施工工期，在高層建筑中我們應該大力的推廣和應用。在這里，介紹一種容易掌握和操作的型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的設計實例，供大家參考。二、工程概況鴻泰大廈項目位于淄博市松齡路，建筑面積28654m2,地下一層，地上十二層，裙房四層，結構形式為框架剪力墻結構，一層層高 4.5 米， 2 至 11 層層高 3.4 米， 12 層層高 4.8 米，女兒墻高度1.2 米，建筑總高度48.05

2、 米。三、腳手架工程設計及搭設參數本工程五層以下采用全封閉雙排外落地腳手架，六層以上采用全封閉懸挑雙排外腳手 架，計劃在六層樓面設工字鋼懸挑并鋼絲繩斜拉結構。腳手架鋼管選用3 48X3.5;外挑工字鋼采用I 18,長度約為3.0米；固定工字鋼在樓 面上用1（）12和1（）16的圓鋼，距外墻邊0.2米設置1（）12的鋼筋套環，距外墻邊1.3米設 置1。16的鋼筋套環。立桿縱向間距為 1.8米，內立桿距外墻 0.35米，外立桿距外墻面為 1.4 米，大橫桿間距為1.5 米，小橫桿長度為1.5 米。腳手架與建筑物的連墻拉結在兩步三跨內采用拉撐結合的方式（拉筋用110的鋼筋，頂撐用3 48X3.5鋼管

3、），或者采用。48X3.5鋼管固定在內立桿上。懸挑架高7X3.4米=23.8米，加上突出屋面部分 4.8米及高出屋面1.5米，總計： 23.8+4.8+1.5 =30.1米，故按30.1米對懸挑架高度計算荷載及對水平懸挑梁進行強度、剛 度、穩定性等驗算。四、懸挑架的荷載取值及水平懸挑梁設計4.1 懸挑架荷載的取值與組合4.1.1 計算基數：計算高度H=30.1m,步距h=1.5m,立桿縱距la=1.8m,立桿橫距lb=1.05m,外立桿至墻距ld=1.40m,內立桿至墻距 l=0.35m ,內立桿至墻距 l c=0.35m。2鋼管自重G1=0.0377KN/m， 欄桿、 擋腳板自重G2=0.1

4、4KN/m， 安全立網自重G3=0.0034KN/m2，安全平網自重 G=0.00487KN/m2,裝飾施工活荷載 qk=2KN/n2,木腳手板自重 G=0.35kN/m2。4.1.2 腳手架結構自重（包括立桿、縱、橫水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件）：查扣件式鋼管腳手架安全技術規范（JGJ30 2001 ）附表A-1 得：架體每米高度一個立桿縱距的自重g k1=0.1495KN/m。Nsik=H X gki=30.1 X 0.1495=4.5KN4.1.3 構配件自重 外立桿 木腳手板（按三層考慮）Ns2K-i =3X l aX l bX 0.35 X 103/2=3X 1.05 X 1.8

5、X 0.35 X 103/2 = 992.25N 防護欄桿、擋腳板（按三層考慮）N32K-2 =3 X l aX GX 103=3X 1.8 X0.14 X 103 =756N 安全網（平網按三層考慮）N32K-3 =HX l aX GX 103 + 3X l aX l bXGX 103/2=30.1 X 1.8 X 0.0034 X 103+3 X 1.8 X 1.05 X 0.00487 X 103/2=198.1N 縱向橫桿（擱置腳手板用，按三層考慮）_ _ _ _ 3 _ _ N32K-4=3X l bX GX 10/2=59.38N合計N32K=992.25+756+198.1+59

6、.38=2005.73N內立桿木腳手板(按三層考慮)N32K-1 =3 X l aX l bX 0.35 X 103/2 + 3 X l aX l cX0.35 X 103=(3X 1.05 X 1.8 X0.35/2+3 X 0.35 X 1.8 X 0.35 ) X 103=1654N縱向橫桿(擱置腳手板用，按三層考慮)3NGk-2= (3XlbXG/2+3 XlcXGX) X 10 = (3 X 1.05 X 0.0377/2+3 X 0.35 X 0.0377 ) X103=99N合計N32K=1654+99=1753N4.1.4 施工均布活荷載(按裝飾階段兩層同時施工考慮)外立桿 N

7、qk 外=2 X l aX l bX qk/2 =2 X 1.8 X 1.05 X 2/2=3.78kN內立桿 Nqk 內=2 X l aX l bX qk/2 + 2 X l aX l cX qk=3.78+2 X 1.8 X 0.35 X 2=6.3kN4.1.5 垂直荷載組合(不考慮風荷載)外立桿N=1.2 X(Ng1k + N g2p)+1.4 X Nk 外=1.2 X (4.5+2.00573)+1.4 X 3.78=13.1kN內立桿N2=1.2 X(Ngik + Ng22+1.4 X NQk 內=1.2 X (4.5+1.753)+1.4 X6.3=16.33kN4.2 水平懸挑

8、梁設計本工程水平懸挑型鋼梁采用I 18,長3.0m,在六層樓面上預埋 1。12、1。16的圓鋼對工字鋼進行背焊固定。根據鋼結構設計規范(GB50017-2002)規定進行下列計算與驗算，計算模型：按照懸挑梁進行計算，驗算懸挑梁時，不考慮鋼絲繩的承載力，只作為附加安全保險。 I 18 截面特性W=185X 103mm, I =1660 x 104mm 自重 q=0.2414kN/m ,彈性模量 E=206X 103N/mm,翼緣 寬度b=94mm翼緣平均厚度 S=10.7mm,高度h=180mm 最大彎矩Mk=NX 1.4+N2X0.35+q X 1.5 2/2=13.1 X 1.4+16.33

9、 X 0.35+0.2414 X 1.52/2 =24.33kN - m 強度驗算(T = Mmax /( 丫 xX W/)丫 x 截面發展系數，對I形截面，查表得：丫 x=1.05 ;VX- 對x軸的凈截面抵抗矩，查表得：W=185X 103mm；f 型鋼的抗彎強度設計值，Q235 鋼，取f=215N/mm2。(T =24.33 X 106/ (1.05 X 185X 103) =125.25N/mm2< f=215N/mm2,安全。 整體穩定驗算根據剛結構設計的規范(GBJ17-88)的規定，軋制普通槽鋼受彎要考慮整體穩定問題。按附錄一之(二)，本懸臂梁跨長1.4米折算成簡支梁，其跨

10、度為 2X1.4=2.8米，按下列公式計算整體穩定系數3：少=(570bS/l ih) 235/ s= 570 X 94X 10.7/ (2800X 180) X 235/215 =1.24333則懸挑梁彎曲應力為：(r= Mnax/ (WXW) =24.33 X 106/ (1.24333 X 185X 103) =105.78N/mm2v f=215N/mm1 安全。 剛度驗算3= N1 (|b+|c) 3/3EI+N 2I c2(| b+l c+100) X 3-l c/(l b+|c+100)/6EI+q(|b+l c+100)4/8EIN1、 N2 作用于水平懸挑梁上的內、外立桿荷載

11、(KN)；E-彈性模量，E=206X 103N/mm；I 鋼材的抗彎強度設計值，Q235 鋼，取f= 215N/mm 2。co=N1(lb+|c) 3/3EI+N2l c2(l b+l c+100) X 3-l c/(l b+lc + 100)/6EI+q(lb+l c+100) 4/8EI=13.1 X 103X 14003/3 X 2.06 X 105X 1660X 104+16.33 X 103X 3502X 1500X 2.77/6 X 2.06 X 105X 1660X 104+0.2414 X 15004/8 X2.06 X 105X 1660 X 104=3.504+0.4051

12、+0.04467=4mm <L/250=5.6mm,滿足要求。 I 18 后部錨固鋼筋設計 錨固鋼筋的承載力驗算錨固選用1。16圓鋼預埋在平板上，吊環承受的拉力為：N3= Mmax /1.3 =24.33/1.3 =18.72KN吊環承受的拉應力為: b= N/A =18.72 X 103/3.14 X 82=93.2N/mm2v(r=215 N/mm2,滿足要求。 錨固鋼筋的焊縫驗算b = F/ (l w 8 )F 作用于錨固鋼筋上的軸心拉力設計值，F=N3=18.72KN；l W 焊縫的計算長度，取l W=40-10=30mm；8-焊縫的計算厚度，取 8mm22b =18720/30

13、 X 8=78N/mm< (r=160N/mm,滿足要求。綜上所述，當挑梁采用I 18時，其強度、撓度、穩定性均符合要求。五、立桿穩定性計算5.1 無風荷載時，立桿穩定性計算：N/ A < fN 計算立桿最大垂直力設計值，取N=N2=16.33kN ；軸心受壓構件的穩定系數，根據長細比入查(JGJ130 2001 )附錄C表C取值，根據第5.3.3 條規定：立桿計算長度l c=k h=1.155 X 1.5 X 150=260cm,長細比入=l 0/i (鋼管回轉半徑)=260/1.58=164.556 ,查附錄C, = =0.260 , A一立桿的截面面積，查本規范 2附錄 B

14、表 B 采用：A=489mm2。立桿穩定性計算：22N/ (J A =16330/ (0.26 X489) =128.44N/mm <f=215N/mm,安全。5.2 在風荷載作用下，立桿穩定性計算：N/ (J A +M/WW fMW由風荷載設計值產生白彎矩，按本規范(5.3.4 )式計算；W鋼管立桿的截面模量，查附錄 B表B: W=5.08cm3; 由風荷載產生的彎矩計算 水平風荷載標準值w k=0.7 心 z 心 s co 0邛一一風壓高度變化系數，查建筑結構荷載規范(GBJ9 : B類地區，腳手架最高處48.05m,查表得：z=1.648;腳手架風荷載體型系數，按本規范4.2.4規

15、定采用，查表得：敞開式腳手架的擋風面積為1.5 X 1.8 X 0.089=0.2403m 2,密目網的擋風系數取 0.5 ,則在腳手架外立桿里側滿掛密目網后，腳手架綜合擋風面積為：2 (1.5 X 1.8-0.2403 ) X 0.5+0.2403=1.47m其綜合擋風系數為=1.47 (1.5 X 1.8) =0.5445根據規范查表4.2.4 ,背靠開洞墻、滿掛密目網的腳手架風載體型系數為1.3d,即：s=1.3X 0.5445=0.70785 ;3 0基本風壓。根據建筑結構荷載規范(GBJ9規定：3 0=0.45。2 Wk=0.7 X 0.45 X 1.648 X 0.70785=0.

16、3625537KN/m 由風荷載產生的彎矩計算MW = 0.85 X 1.4 X w k l a h2/10 = 0.85 X 1.4 X 0.36746 X 1.8 X 1.5 2/10=0.1771KN.m 立桿穩定性計算N/ (J A +M/W =128.44+0.1771 X 106/(5.08 X 103)=163.3 N/mm 2<f=215 N/mm 2,安全。六、連墻件計算連墻構造對外腳手架的安全至關重要，必須引起高度重視，確保架體穩固。連墻拉筋用1。10鋼筋拉到剪力墻上，頂撐用3 48X3.5鋼管，水平距離 5.4m,豎向距離為3米。由風荷載產生的連墻件軸向力設計值：N1w=1.4 cok Aw=1.4 X 0.36746 X 3X 5.4=8.334KN連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力N,對雙排腳手架取5.0KN,連墻件軸向力設計值Nl =N1w+N0=8.334+5=13.334KN1。10拉筋的承載力：N=fys=210 X 3.14 X 52=16.485KN > Niw=13.334KN,所以連墻件拉筋用1。10 筋滿足要求。根據 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范可知， 一個直角或旋轉扣件的抗滑設計值為8.00K