一、 工程簡(jiǎn)介：

溫州發(fā)電廠三期工程主廠房除氧煤倉(cāng)間為現(xiàn)澆鋼筋砼雙框架結(jié)構(gòu)，縱向總長(zhǎng)22.400m，橫向全長(zhǎng)約145.8 m，共設(shè)0 m層、6.3 m層、12.7 m層、20 m層、27.8 m層、36.4 m層、44.3 m層7個(gè)樓，屋面高度44m，局部高度54.5 m。

業(yè)主單位是溫州發(fā)電廠三期開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司；監(jiān)理單位由中國(guó)電力建設(shè)工程咨詢公司和浙江省電力監(jiān)理有限公司聯(lián)合組成；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位是浙江省電力設(shè)計(jì)院；土建施工單位是浙江省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司，施工用腳手架方案自行設(shè)計(jì)。

　　二、外腳手架的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.材料采用φ48×3.5鋼管，截面積A＝4.89×102mm²，慣性矩I＝12.19×104 mm⁴，抵抗矩W＝5.08×103 mm³，回轉(zhuǎn)半徑i＝15.8mm，重量3.8kg/m，扣件采用普通直角扣件，腳手片1.5m×1m為竹制，安全網(wǎng)為密目式阻燃安全網(wǎng)。

2.外架為雙排腳手架，搭設(shè)高度54.5m，25m以下采用雙立桿加固，搭設(shè)尺寸為：立桿步距１.8m，立桿的縱距１.5m立桿的橫距１.4m；連墻件采用2步3跨布置，施工均布荷載為3.0kN/m²，操作層5層滿鋪腳手片，同時(shí)施工2層，整片外架外側(cè)拉設(shè)密目式安全網(wǎng)，剪刀撐按每10m連續(xù)設(shè)置一道。

　　三、計(jì)算

　　1.縱向水平桿（大橫桿）的計(jì)算（見(jiàn)圖1）：

　　

　　圖1　大橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖

大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。

按照大橫桿上面的腳手片和活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。

　?。?）均布荷載值計(jì)算

　　大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₁=0.038kN/m

　　腳手片的荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₂=0.35×1.5/3＝0.175kN/m

　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　Q=3.0×1.5/3＝1.50kN/m

　　靜荷載計(jì)算值

　　q₁=1.2×0.038＋0.2×0.175＝0.256kN/m

　　活荷載計(jì)算值

　　q₂=1.4×1.5＝2.10kN/m

　?。?）強(qiáng)度計(jì)算

　　最大彎矩考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的彎矩

　　跨中最大彎矩

　　

　　選擇支座彎矩和跨中彎矩最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：

　　σ＝M/W＝0.878×10³/5.08

　　?。?72.8N/mm²<F＝205N>2

　　強(qiáng)度滿足要求。

　?。?）撓度計(jì)算

　　靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　q₁=0.038＋0.175＝0.213kN/m

　　活荷載計(jì)算值

　　q₂=1.5kN/m

　　υ_max＝0.677·q₁L⁴/100EI＋0.990·q₂ L⁴/100EI

　?。剑?.677×0.213＋0.99×1.5）×1800⁴/（100×2.06×10 ⁵×121900）

　?。?.84mm

　　大橫桿的最大撓度小于1800/150與10mm，滿足要求。

　　2.橫向水平桿（小橫桿）的計(jì)算：

　　小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。

　　用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。

　?。?）荷載值計(jì)算：

　　大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₁=0.038×1.5＝0.057kN

　　腳手片的荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₂=0.35×1.5×1.4/3＝0.245kN

　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　Q=3.0×1.5×1.4/3＝1.4kN/m

　　荷載計(jì)算值P＝1.2×（0.057＋0.24）＋1.4×1.4＝2.316kN

　　

　　圖2　小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖

　　（2）強(qiáng)度計(jì)算：

　　最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的彎矩和。

　　

　　滿足要求。

（3）撓度計(jì)算：

最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與荷載的計(jì)算值最不利分配的撓度和。自重均布荷載下最大撓度

　　

　　最大撓度和

　　υ_max＝0.07＋6.6＝6.67mm

　　小橫桿的最大撓度和小于1400/150與10mm，滿足要求。

　　3.扣件抗滑力的計(jì)算

　　根據(jù)《規(guī)范》5.25要求R≤R_c

　　其中R_c——扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)取8.0kN；

　　R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；

　　荷載值的計(jì)算

　　橫桿自重標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₁=0.038×1.4＝0.05kN

　　腳手片的荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　P₂=0.2×1.4×1.5/2＝0.21kN

　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　Q=3.5×1.4×1.5/2＝3.67kN

　　荷載計(jì)算值

　　R＝1.2×（P₁＋P₂）＋1.4×Q＝5.45kN

　　單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求。

　　4.立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

　　作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。

　　（1）靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　立桿承受的結(jié)構(gòu)自重

　　N_G1=0.1248×54.5＝6.427kN

　　腳手片的自重

　　N_G2=0.35×5×1.4×1.5/2＝1.837kN

　　欄桿、擋腳手板自重

　　N_G3=0.14×5×1.4×1.4/2＝0.49kN

　　吊掛的安全設(shè)施荷載（包括安全網(wǎng)）

　　N_G4=0.009×1.4×1.5/2＝0.009kN

　　靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　N_G＝N_G1＋N_G2＋N_G3＋N_G4＝8.763kN

　　（2）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。

　　活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　N_Q＝2×2×1.5×1.4/2

　?。?.2kN

　　（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

　　w_K=0.7×U_z·U_s·w_o

　?。?.7×1.36×0.116×0.4

　?。?.044kN/m²

　　其中U_z——風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ9）規(guī)定，取1.360；

　　U_s——風(fēng)荷載體型系數(shù)，按《規(guī)范》取0.116；

　　w_o——基本風(fēng)壓，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ9）規(guī)定，取0.40；

　?。?）立桿的穩(wěn)定性

　　考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式：

　　

　　其中N——立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值，

　　N＝1.2N_G+0.85×1.4 N_Q＝15.5kN；

　　

　　A——立桿凈截面面積，A＝4.89cm³；

　　

　　M_w——計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，

　　M_w＝0.85×1.4W²Lah²/10

　　＝0.