一、工程概況及計(jì)算依據(jù)

臨海市中心區(qū)商業(yè)街13#樓，總建筑面積15826m2，總共12層，建筑物閣樓層檐口高度為37.47m，外懸挑腳手架分兩次懸挑，分別在5.57m和20.07m樓層懸挑一次，鋼管腳手架的計(jì)算參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）。

計(jì)算的腳手架為雙排腳手架，搭設(shè)高度為18.9m，立桿采用單立管。

搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.50m，立桿的橫距1.05m，立桿的步距1.50m。

采用的鋼管類型為φ48×3.5。

連墻件采用兩步兩跨，豎向間距3.0m，水平間距3.0m。

施工均布荷載為3.0 kN/m2，同時(shí)施工2層，最大懸挑段腳手板共鋪設(shè)11層。

懸挑水平鋼梁采用〔20a號，其中建筑物外懸挑段長度3.0m，建筑物內(nèi)錨固段長度2.00m。

懸挑水平鋼梁上面的聯(lián)梁采用〔14a號，相鄰懸挑鋼梁之間的聯(lián)梁上最多布置2根立桿。

懸挑水平鋼梁下面采用支桿、上面采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)。

最里面支點(diǎn)距離建筑物1.20m，支桿采用∟6.3。

二、大橫桿的計(jì)算：

大橫桿按照三跨連續(xù)梁計(jì)算（見圖1）。

1.均布荷載值計(jì)算

大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.038 kN/m；

腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P2＝0.350×1.050/（2＋1）

＝0.123 kN/m；

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q＝3.000×1.050/（2＋1）＝1.050 kN/m；

靜荷載計(jì)算值：q1=1.2×0.038＋1.2×0.123

＝0.193 kN/m；

活荷載計(jì)算值：q2=1.4×1.050＝1.470 kN/m；

2.強(qiáng)度計(jì)算（見圖2）

圖1 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖

圖2 大橫桿計(jì)算荷載組合簡圖（支座最大彎矩）

三跨連續(xù)梁中最大彎矩計(jì)算公式：

M1max＝0.08 q1l2+0.10 q2l2=0.366 kN.m；

支座最大彎矩計(jì)算公式：

MBmax＝－0.10 q1l2－0.117 q2l2

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

σ＝（0.430×106）/5080.0=84.646 N/mm2

大橫桿的抗彎強(qiáng)度：σ＝84.646 N/mm2

＜?＝205.0 N/mm2。滿足要求！

3.撓度計(jì)算：

最大撓度計(jì)算公式如下：

靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q1=P1+P2=0.161 kN/m；

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q2=Q=1.050 kN/m；

把q1、q2代入上述公式得υ=2.315 mm

容許撓度為l/150與10 mm，參考規(guī)范表5.1.8。

大橫桿的最大撓度小于1500.0/150 mm或者10 mm，滿足要求！

三、小橫桿的計(jì)算：

小橫桿按照簡支梁進(jìn)行計(jì)算（見圖3）。

1.荷載值計(jì)算（略）

圖3 小橫桿計(jì)算簡圖

2.強(qiáng)度計(jì)算（略）

小橫桿的計(jì)算強(qiáng)度值173N/mm2＜?=205N/mm2，滿足要求。

3.撓度計(jì)算（略）

四、扣件抗滑力的計(jì)算：

扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算（規(guī)范5.2.5）：

R≤Rc

其中 Rc－扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，取8.0kN；

R－立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；

R＜8 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！

五、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。

（1）按扣件腳手架規(guī)范得每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值gk為0.1394(kN/m)，由此產(chǎn)生的自重軸的向力：

NG1k=0.139×18.900=2.635 kN；

（2）竹串片腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.35(kN/m2)

NG2k＝0.350×11×1.500×(1.050+0.3)/2=3.898 kN；

（3）竹串片桿與擋板自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.11（kN/m2）

NG3k=0.140×11×1.500/2=1.155 kN；

（4）安全設(shè)施荷載為0.005（kN/m2）

NG4k=0.005×1.500×18.900＝0.142 kN；

NG＝NG1k＋NG2k＋NG3k＋NG4k＝7.830 kN；

內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值得到

NQ=3.000×1.050×1.500×2/2＝4.725 kN；

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

ωk=0.7Us·Uz·ω0

其中ω0、Uz按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）的規(guī)定采用：

Us——風(fēng)荷載體型系數(shù)：Us＝1.200；

經(jīng)計(jì)算得到，ωk＝0.635 kN/m2

考慮風(fēng)荷載，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=1.2 NG+0.85×1.4NQ＝15.018 kN；

不考慮風(fēng)荷載，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值N=1.2NG＋1.4NQ＝16.01

風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生彎矩Mω＝0.85×1.4ωklah2/10=0.255 kN.m；

六、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算：

考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式

立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=15.018 kN；

軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.262；

代入數(shù)字：167.428 N/mm2＜?＝205.000 N/mm2滿足要求！

七、連墻件的計(jì)算：

連墻件的軸向力計(jì)算值應(yīng)按照下式計(jì)算：

Nl=Nlw+No

風(fēng)荷載基本風(fēng)壓值ωk＝0.635 kN/m2；

每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw=9 m2；

連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力：No=5 kN；

風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值（kN），應(yīng)按照下式計(jì)算：

Nlw＝1.4×ωk×Aw＝8.002 kN；

連墻件的軸向力計(jì)算值Nl＝Nlw+No=13.002 kN；

由λl/i＝200/15.8的結(jié)果查表得到φ＝0.966；

A＝4.89 cm2

連墻件軸向力設(shè)計(jì)值N?=φ×A×?=0.966×4.890×10-4×205.000×103＝96.837 kN；

Nl=13.002＜N?＝96.837，連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求！

連墻件采用雙扣件與墻體連接。

經(jīng)過計(jì)算得到Nl=13小于雙扣件的抗滑力16.0kN，滿足要求！

八、聯(lián)梁的計(jì)算：

按照集中荷載作用下的簡支梁計(jì)算

集中荷載P傳遞力，P=16.010 kN

計(jì)算簡圖如圖4

圖4 頂梁計(jì)算簡圖

支承座按照簡支梁的計(jì)算公式

其中n=2

經(jīng)過簡支梁的計(jì)算得到

支座反力（考慮到支承的自重）RA=RB=24.277 kN

通過傳遞到支座的最大力為（考慮到支承的自重）2×16.010＋3.000×0.174＝32.544 kN

最大彎矩（考慮到支承的自重）Mmax＝2/8×16.010×3.000＋0.174×3.000×3.000/8＝12.204 kN.m

截面應(yīng)為＝12.204×106/80500.0=151.602 N/mm2

水平支承梁的計(jì)算強(qiáng)度151.602＜205.0N/mm2，滿足要求！

九、懸挑梁的受力計(jì)算：

懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計(jì)算（見圖5～圖7）。

圖5 懸挑腳手架示意圖

圖6 懸挑腳手架計(jì)算簡圖

經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到

圖7 懸挑腳手架支承梁彎矩圖（kN.m）

懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點(diǎn)，A為墻支點(diǎn)。

水平支撐梁的截面慣性矩I=1780.40 cm4，截面抵抗矩W=178.00 cm3，截面積A=28.83 cm2。

受腳手架作用的聯(lián)梁傳遞集中力（即傳遞到支座的最大力）N=32.544 kN；

水平鋼梁自重荷載q=1.2×28.830×0.0001×78.500＝0.272 kN/m；

各支座對支承梁的支承反力由左至右分別為

R[A]=39.026 kN；

R[B]=27.939 kN；

R[C]=-0.518 kN。

最大彎矩Mmax=3.790 kN.m；

截面應(yīng)力σ＝M/1.05W+N/A＝3.790×106/(1.05×178000.0)＋0.000×103/2883.0＝20.278 N/mm2；

水平支承梁的計(jì)算強(qiáng)度σ＝20.278＜215.000 N/mm2，滿足要求！

十、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算：

水平鋼梁采用〔20a號，計(jì)算公式如下

其中φb－均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，按照下式計(jì)算：

經(jīng)過計(jì)算得到強(qiáng)度φb＝2.085；

由于φb大于0.6，按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附表B其值用φb得到其值為0.935；

經(jīng)過計(jì)算得到：22.778 N/mm2＜?＝215.000 N/mm2，滿足要求！

十一、拉繩與支桿的受力計(jì)算：（略）

十二、拉繩與支桿的強(qiáng)度計(jì)算：（略）

十三、結(jié)束語

本方案所使用的鋼管都要經(jīng)過法定檢測單位檢測，合格的鋼管才能使用。此腳手架經(jīng)實(shí)際使用，情況非常良好，本設(shè)計(jì)計(jì)算是安全的。但為確保腳手架的安全，施工人員在施工過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行國家的有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)方案，不得私自改變設(shè)計(jì)方案。