一、懸挑腳手架計算
1.高度要求:當腳手架搭設高度超過50米時,採用明確卸載裝置時,自距離地面一定高度處開始採取明確卸載裝置,也就是懸挑形式。懸挑高度一般不宜超過40米。
2.懸挑腳手架上面結構同落地式腳手架,在施工現場還是要對連牆件的設置引起高度的重視。另外控制的重點就是懸挑主梁的強度、穩定性的驗算以及鋼拉繩、錨固板的驗算。
3.對於大、小橫杆的強度和變形的計算、扣件抗滑移的計算、連牆件的計算以及立杆穩定性的計算仍然同落地式腳手架計算方法一樣進行計算。
4.懸挑形式
5.聯梁計算:按照集中荷載作用下的簡支梁計算,集中荷載P傳遞力,計算簡圖如下,計算聯梁的支座力、強度,強度應滿足規範的要求。
6.支撐按照簡支梁計算公式
按照鋼結構的計算公式驗算型鋼的抗彎強度是否滿足要求。
7.主梁的計算:
(1)懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續梁計算。
懸臂部分腳手架荷載N的作用,裡端B為與樓板的錨固點,
A為牆支點。
懸挑腳手架計算簡圖
計算主梁的彎矩,支座力,驗算懸挑梁的整體穩定性。
(2)抗彎計算強度f=M/1.05W+N/A公式說明,根據《鋼結構設計規範》(GB50017-2003)拉彎構件和壓彎構件的計算公式如下,y-y軸沒有彎矩作用,公式簡化為上面的公式。
(3)懸挑梁的整體穩定性計算:
公式由來:《鋼結構設計規範》(GB50017-2003)規定整體穩定性計算公式如下,但由於沒有y-y軸向彎矩,公式簡化為上面的式子。
其中φb——均勻彎曲的受彎構件整體穩定係數,查表《鋼結構設計規範》(GB50017-2003)附錄B得到:
φb說明:依據《鋼結構設計規範》附錄B得自由長度l1長度確定:
1、沒側向支撐時取梁跨度;2、當有支撐時取支撐之間的間距;3、當為腳手架懸臂端沒有上部拉繩和下部支杆時,支撐的間距要取懸挑長度的2倍。φb大於0.6,按照《規範》附錄B,其值用φb'替換φb
8.拉杆(鋼絲繩等)、支杆(型鋼等)的受力計算、強度驗算。
(1)鋼絲繩說明:鋼絲繩的型號有6×19、6×37、6×61鋼絲繩,每個型號都有1400MPa,1550MPa,1700MPa,1850MPa,2000Mpa強度等級,設計者要注意一下。
(2)吊環設計說明:根據《混凝土結構設計規範》GB50010-2010)規定,注意強度取值為50N/mm2,材料使用HPB335鋼筋,一個吊環用兩個截面計算,埋入混凝土的深度不應小於30d 。
9.懸挑梁與建築物之間的連接計算
(1)水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計算;
(2)水平鋼梁與樓板壓點如果採用螺栓,螺栓粘結力錨固強度計算;
(3)水平鋼梁與樓板壓點如果採用螺栓,混凝土局部承壓計算。
按照《扣件式》規範5.6.6拉環或螺栓的強度計算:
σ為U形鋼筋拉環或螺栓應力值;Nm為型鋼懸挑梁錨固段壓點U形鋼筋拉環或螺栓拉力設計值;Al為U形鋼筋拉環淨截面積,一個鋼筋拉環或一對螺栓按兩個截面計算;
fl—U形鋼筋拉環抗拉強度設計值,按50N/mm2。
算例:水平鋼梁與樓板壓點如果採用壓環,拉環強度計算如下:水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力 R=0.024 kN(見下圖支座處的反力);壓環鋼筋採用直徑D=20mm(規範規定直徑不得小於16mm);
A=πD2/4=3.142×202/4=314.159mm2;
σ=Nm/2A=24/314.159×2=0.038N/mm2;
《扣件》規範5.6.8規定型鋼挑梁錨固在樓板處時,樓板上層應設受力鋼筋,或者把拉環壓在樓板下層鋼筋下面,並要保證兩側30cm以上搭接長度。
懸挑腳手架示意圖
二、構造要求
1.掃地杆
腳手架必須設置縱、橫向掃地杆。縱向掃地杆採用直角扣件固定在距底座上皮不大於200mm的立杆上。橫向掃地杆採用直角扣件固定在緊靠縱向掃地杆下方的立杆上。當產杆基礎不在同一高度上時,必須將高處的縱向掃地杆向低處延長兩跨與立杆固定,高低差不應大於1m。靠邊坡上方的立杆軸線到邊坡的距離不應小於500mm(如下圖)。
2.連牆件
(1)連牆件的設置數量、覆蓋面積一定滿足規範要求;
(2)連牆件設置應符合以下規定:
① 宜靠近主節點設置,其偏離主節點的距離不應大於300mm;
② 應從低層第一步縱向水平杆處開始設置,當有困難時,應採用其他可靠措施固定;
③ 優先採用菱形布置,亦可採用矩形布置;
④ 腳手架兩端必須設置連牆件,連牆件的垂直間距不應大於建築物的層高,並不大於4m(即2步);
⑤連牆件要與建築物進行可靠的連接。24m以下單雙排腳手架可採用拉筋和頂撐配合使用的方式。24m以上的雙排腳手架一定要採用剛性連接。嚴禁使用僅有拉筋的柔性連牆件。
(3)連牆件嚴禁私自拆除。拆除腳手架時,連牆件必須隨腳手架逐層拆除,嚴禁先將連牆件整層或數層拆除後再拆腳手架;分段拆除高度不應大於2步,如高差大於2步,應增加連牆件進行加固。
3.剪刀撐
剪刀撐的設置應:
① 每道剪刀撐的寬度不應小於4跨,且不應小於6m,斜杆與地面的傾角在45-60度之間;
②高度在24m以下的單、雙排腳手架,均必須在外側立面的兩端各設置一道剪刀撐,並應由底至頂連續設置;中間各道剪刀撐之間的淨距不應大於15m(圖6.6.2);
③高度在24m以上的雙排腳手架應在外側立面整個長度和高度上連續設置剪刀撐;
④剪刀撐斜杆宜採用搭接;
⑤剪刀撐斜杆應用旋轉扣件固定在與之相交的橫向水平杆的伸出端或立杆上,旋轉扣件中心線至主節點的距離不宜大於150mm。
⑥剪刀撐搭設應隨著立杆、縱向和橫向水平杆等同步搭設,各底層斜杆下端均必須支承在墊塊或者墊板上。
4.地基與基礎
(1)腳手架地基與基礎的施工,必須根據腳手架搭設高度、搭設場地土質情況與現行國家標準《地基與基礎工程施工及驗收規範》(GBJ 202)的有關規定進行。
(2)腳手架底座底面標高宜於自然地坪50mm。
(3)腳手架基礎經驗收合格後,應按搭設的要求放線定位。
(4)當腳手架基礎下有設備基礎、管溝時,在腳手架使用過程中不應開挖,否則必須採取加固措施。