外腳手架架設對主體結構產生附加荷載的驗算[摘要]外腳手架的架設固定于主體結構上，使主體結構產生附加荷載，運用實例對主體結構進行受力分析。[關鍵詞]外腳手架主體結構附加荷載驗算1外腳手架搭設方案汕頭市某工程外腳手架：一部分外架從室外地坪搭設至五層天面（自然樓層為六層），搭設高度為20m；一部分從五層天面搭設至十三層天面，搭設高度為30m；一部分從室外地坪搭設至十五層天面，搭設高度為56m。外腳手架平面布置圖見下圖。搭設方式為：架體鋼管Φ48×3.5，步距1.8m，縱距1.5m，橫距為0.8m，內立桿距墻面距離為0.32m，小橫桿挑出外立桿長度為0.1m，挑出內立桿0.2m。架子全部采用單立桿，八層（標高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連墻件設置為兩步三跨，上部21m設置為兩步兩跨；腳手板采用竹串片（按兩步設一層，荷載按0.35kN/m2），同時進行裝修施工層數2層；腳手架外側采用密目式安全網（An/Aw=0.623，An為擋風面積，Aw為迎風面積）。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外架荷載計算計算八層以下架子荷載：步數：23.8/1.8=13.22，根據施工現場實際情況：腳手板、欄桿、擋腳板兩步設一層，按7層計算；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：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桿件驗算根據JGJ130-2001《建筑施工扣件鋼管腳手架安全技術規范》有關腳手架桿件驗算的內容進行腳手架桿件的驗算，在此不作詳述。4地下室頂板驗算地下室頂板板厚為200mm，取不利板跨為3×4m2進行驗算其強度。根據《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）將樓面局部荷載換算為樓面均布荷載，計算簡圖見左圖：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，當兩個局部荷載相鄰而中心距＜b時，荷載的有效分布寬度應予折減，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結構設計中考慮地下室頂板活荷為2.5kN/m2，現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算，可參照地下室頂板的驗算。5卸荷計算5.1斜拉吊點豎向距離為32m/2=16m，吊點水平距離為2個立桿縱距，即L=2×1.5=3.0m。5.2吊點必須在立桿與縱向、橫向水平桿的交點處，鋼絲繩必須由縱向水平桿底部兜緊，吊點處應設雙根橫向水平桿，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埋件上，承受斜拉引起的水平力。5.3計算架子豎向1個吊點范圍內，1個縱距的荷載設計值N：步數：16/1.8=8.88，根據施工現場實際情況：腳手板、欄桿、擋腳板兩步設一層，故取5步計算；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：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求每個吊點所承受的荷載P1，吊索拉力及吊點位置橫向水平桿所受壓力：（綜合考慮不均勻系數Kx=1.5）P1=Kx×2N/2=1.5×1.0×17.89=26.84kN計算簡圖見右圖：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驗算鋼絲繩抗拉強度Pg≥KPx/α=8×27.2/0.85=256kN采用6×19，繩芯1鋼絲繩（鋼絲強度極限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得適用的卡環為4.9號，其安全荷重49kN>27.2kN。選用4.9號卡環滿足要求。5.7計算工程結構上的預埋吊環根據《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）第條規定，有吊環鋼筋面積Ag≥=27200/100=272mm2選HPB235級Φ20鋼筋，則Ag=314mm2>272mm2選用HPB235級Φ20鋼筋預埋吊環滿足要求。5.8驗算吊點處扣件抗滑承載能力每個扣件抗滑承載能力設計值為8kN。吊點處，水平方向分力最大值TBC=5.69kN，現每個吊點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，每個節點共有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驗算樓層邊梁的強度斜拉鋼絲繩對樓層結構的影響，選取十層、十四層最不利邊梁L10進行承載力驗算。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，計算簡圖見右圖。按五跨連續梁跨中受水平向集中力5.69kN計算得水平向V=1.2×5.69=6.83kN，按構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，計算簡圖見右圖。參考《結構靜力計算手冊》有M支=++=202.36kN·m計算得As=1083mm2，現設計圖中配4Φ18（As=1018mm2＜1083mm2）誤差超過5%，邊梁受彎承載力計算不滿足要求，故將8m跨支座負筋4Φ18加大為2Φ18+2Φ20。M跨=++=111.24kN·m計算得As=580mm2，現設計圖中配2Φ22（十層：As=760mm2）、3Φ20（十四層：As=940mm2），均滿足強度要求。Vmax=+=156.8kNV0=0.7βh?tbh02=0.7×1.0×1.43×215×7002=110.67kN＜156.8kN，需計算配箍。計算得Asv/s=0.261，現設計圖中配有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算。7結語在架設腳手架以前，施工單位應對腳手架在主體結構上所產生的附加荷載進行計算、對主體結構進行受力分析，制定出詳細可行的實