扣件式钢管脚手架分段卸荷计算实例
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某工程要求搭设装修用脚手架高度H＝54m，由于H>50m，拟采用分段卸荷的方法进行搭设。
一、拟定搭设方案
1.拟定作业层数n1＝2层，铺板层数为每隔12m满铺一层脚手板，因此取铺板层数
（层），取n2＝5层。
2.拟定脚手架的结构尺寸：立杆纵距la＝1.5m，立杆横距lb＝1.3m，大横杆步距h＝1.8，连墙件按2步3跨设置。
3.脚手板采用木脚手板，其自重标准值qk1＝0.35kN/m2；挡脚板自重标准值为qk2＝0.08kN/m。
4.栏杆：因固定安全网需要，每步增加栏杆数n3＝2道，栏杆及其连接扣件的自重标准值
（式中0.0132为每个直角扣件的重量）。
5.安全网：密目安全网按1.8×6m网重3kg计算，沿架高全封闭，则其自取标准值
，考虑到安全网上可能存留一些建筑杂物，故取qk4＝0.005kN/m2。
6.分段卸荷钢丝绳吊点设置：沿架体全高分3段，每段18m，即在架高18m和36m处分别设一个吊点；在水平方向吊点为3根立杆纵距。
7.全部杆件采用φ48×3.5钢管，3.84kg/m。
二、脚手架的荷载标准值和设计值计算
1.脚手架全高一个纵距荷载标准值计算
（1）结构自重标准值NG1k：查《规范》附录A表A-1得每米立杆承受的结构自重标准值gk＝0.1248kN/m，则内外共2排立杆的自重标准值NG1k为NG1k＝2gk·H＝2×0.1248×54＝13.478kN
（2）构配件自重标准值NG2k
1）脚手板自重标准值NG2k1
脚手板按图1所示进行搭设，本例采用木脚手板，铺板层数n2＝5层，其自重标准值qk1＋0.35kN/m2，故其总的自重标准值NG2k1为
图1 脚手架构造示意图
NG2k1＝n2×（lb＋0.35）×la×qk1＝5×（1.3＋0.35）×1.5×0.35＝4.331
2）附加小横杆及其扣件自重标准值NG2k2
由于要铺脚手板，所以还要在原有两根小横杆中间再加一根小横杆和两个扣件，故
NG2k2＝n2×（lb＋0.35＋0.1）×0.0384＋n2×2×0.0132
＝5×（1.5＋0.35＋0.1）×0.0384＋5×2×0.0132
＝0.336＋0.132
＝0.468kN
3）挡脚板自重标准值NG2k3
在2层作业层上还应当设置挡脚板，其自重标准值
NG2k3＝n1·la·qk2＝2×1.5×0.08＝0.24kN
4）全封闭安全网及其附件的自重标准值：
5）构配件总的自重标准值
NG2k＝NG2k1＋NG2k2＋NG2k3＋NG2k4＝4.331＋0.468＋0.24＋4.653＝9.692kN
（3）施工荷载标准值NQk
施工作业层数n1＝2，装修用脚手架，其荷载标准值NQk1＝2kN/m2，故NQk为
NQk＝N1·l a（lb＋0.35）qQk1＝2×1.5×（1.3＋0.35）×2＝9.9kN
2.脚手架全高一个纵距内总的荷载设计值N
N＝1.2（NG1k＋NG2k）＋1.4 NQk
＝1.2×（13.478＋9.692）＋1.4×9.9＝41.664kN
三、分段卸荷装置的设计与计算
1.分段卸荷装置
如上所述，分段卸荷钢丝绳吊点的垂直距离为18m，水平距离为3个立杆纵距，即3 la＝3×1.5＝4.5m，吊点位置如图2所示。
2.斜拉钢丝绳计算
（1）每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值P
由于吊点水平距离为3个立杆纵距，垂直方向共有2个吊点，每个吊点设有2根钢丝绳，故每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值P为
（上式中KX是考虑两根钢丝绳拉紧程度不一致，造成受力不均匀而采用的“不均匀系数”）。
图2 分段卸荷计算简图
（2）钢丝绳的拉力计算
外排吊点处钢丝绳的拉力PA：
内排吊点处钢丝绳的拉力PB：
（3）吊点处小横杆水平分力PAB计算
（4）钢丝绳及卡环的选择
钢丝绳的最大静拉力T＝KPA＝8×47.8＝382.4kN，查《建筑施工工程师手册》选φ31－6×19＋1钢丝绳，当钢丝绳公称拉强度为1400N/ mm2时，钢丝绳的破断拉力＝501×0.85＝425.85kN>382.4kN。应选卡环（卸扣）型号为9.0号，其容许荷载为90kN>PA＝47.8kN。
3.预埋吊环计算
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第10·9·8条规定，吊环应采用HPB235级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，每个吊环可按2个截面计算，吊环的应力不应大于50 mm2，故吊环的截面积A为
可选φ25，A＝490.9mm2
4.抗滑验算
（1）水平抗滑验算
吊点处水平分力PAB＝11.978kN<2×8＝16kN（式中2×8是每根小横杆按2个扣件计算，每个直角（旋转）扣件的抗滑承载力设计为8kN），采用2根小横杆顶墙可满足要求。
（2）垂直方向抗滑验算
吊点处垂直分力＝46.872kN，抗滑所需要的扣件数
个），一个步距内立杆已有2个扣件与原立杆扣紧（图3）。
图3 防止大横杆向上滑移的作法
四、几点说明
1.本设计分段卸荷的高度每段为18m<24m，因此，只要按《规范》的构造要求进行搭设，可不另进行杆件的承载力计算。
2.架体的分段卸荷高度一般可按12～18m为一段，最大不超过20m，吊点的水平距离以3跨为宜。
3.斜拉钢丝绳必须设在脚手架的主节点处（即立杆、大横杆、小横杆交点处），钢丝绳要绕过大横杆底部兜紧。
4.斜拉钢丝绳与水平线的夹角越大，则其拉力及水平分力越小，故应使tgα≥5为宜。
5.吊点处设2根小横杆顶墙以承受水平分力，其中一根与立杆扣紧，另一根与大横杆扣紧。
6.为使斜拉绳2个吊点同步受力，避免脚手架受力后变形不一，搭设时要用手拉葫芦拉紧。
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一、拟定搭设方案
1.拟定作业层数n1＝2层，铺板层数为每隔12m满铺一层脚手板，因此取铺板层数
（层），取n2＝5层。
2.拟定脚手架的结构尺寸：立杆纵距la＝1.5m，立杆横距lb＝1.3m，大横杆步距h＝1.8，连墙件按2步3跨设置。
3.脚手板采用木脚手板，其自重标准值qk1＝0.35kN/m2；挡脚板自重标准值为qk2＝0.08kN/m。
4.栏杆：因固定安全网需要，每步增加栏杆数n3＝2道，栏杆及其连接扣件的自重标准值
（式中0.0132为每个直角扣件的重量）。 5.安全网：密目安全网按1.8×6m网重3kg计算，沿架高全封闭，则其自取标准值
，考虑到安全网上可能存留一些建筑杂物，故取qk4＝0.005kN/m2。6.分段卸荷钢丝绳吊点设置：沿架体全高分3段，每段18m，即在架高18m和36m处分别设一个吊点；在水平方向吊点为3根立杆纵距。
7.全部杆件采用φ48×3.5钢管，3.84kg/m。
二、脚手架的荷载标准值和设计值计算
1.脚手架全高一个纵距荷载标准值计算
（1）结构自重标准值NG1k：查《规范》附录A表A-1得每米立杆承受的结构自重标准值gk＝0.1248kN/m，则内外共2排立杆的自重标准值NG1k为NG1k＝2gk·H＝2×0.1248×54＝13.478kN
（2）构配件自重标准值NG2k
1）脚手板自重标准值NG2k1
脚手板按图1所示进行搭设，本例采用木脚手板，铺板层数n2＝5层，其自重标准值qk1＋0.35kN/m2，故其总的自重标准值NG2k1为
图1 脚手架构造示意图
NG2k1＝n2×（lb＋0.35）×la×qk1＝5×（1.3＋0.35）×1.5×0.35＝4.331
2）附加小横杆及其扣件自重标准值NG2k2
由于要铺脚手板，所以还要在原有两根小横杆中间再加一根小横杆和两个扣件，故
NG2k2＝n2×（lb＋0.35＋0.1）×0.0384＋n2×2×0.0132
＝5×（1.5＋0.35＋0.1）×0.0384＋5×2×0.0132
＝0.336＋0.132
＝0.468kN
3）挡脚板自重标准值NG2k3
在2层作业层上还应当设置挡脚板，其自重标准值
NG2k3＝n1·la·qk2＝2×1.5×0.08＝0.24kN
4）全封闭安全网及其附件的自重标准值：
5）构配件总的自重标准值
NG2k＝NG2k1＋NG2k2＋NG2k3＋NG2k4＝4.331＋0.468＋0.24＋4.653＝9.692kN
（3）施工荷载标准值NQk
施工作业层数n1＝2，装修用脚手架，其荷载标准值NQk1＝2kN/m2，故NQk为
NQk＝N1·l a（lb＋0.35）qQk1＝2×1.5×（1.3＋0.35）×2＝9.9kN
2.脚手架全高一个纵距内总的荷载设计值N
N＝1.2（NG1k＋NG2k）＋1.4 NQk
＝1.2×（13.478＋9.692）＋1.4×9.9＝41.664kN
三、分段卸荷装置的设计与计算
1.分段卸荷装置
如上所述，分段卸荷钢丝绳吊点的垂直距离为18m，水平距离为3个立杆纵距，即3 la＝3×1.5＝4.5m，吊点位置如图2所示。
2.斜拉钢丝绳计算
（1）每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值P
由于吊点水平距离为3个立杆纵距，垂直方向共有2个吊点，每个吊点设有2根钢丝绳，故每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值P为
（上式中KX是考虑两根钢丝绳拉紧程度不一致，造成受力不均匀而采用的“不均匀系数”）。
图2 分段卸荷计算简图
（2）钢丝绳的拉力计算
外排吊点处钢丝绳的拉力PA：
内排吊点处钢丝绳的拉力PB：
（3）吊点处小横杆水平分力PAB计算
（4）钢丝绳及卡环的选择
钢丝绳的最大静拉力T＝KPA＝8×47.8＝382.4kN，查《建筑施工工程师手册》选φ31－6×19＋1钢丝绳，当钢丝绳公称拉强度为1400N/ mm2时，钢丝绳的破断拉力＝501×0.85＝425.85kN>382.4kN。应选卡环（卸扣）型号为9.0号，其容许荷载为90kN>PA＝47.8kN。
3.预埋吊环计算
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第10·9·8条规定，吊环应采用HPB235级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，每个吊环可按2个截面计算，吊环的应力不应大于50 mm2，故吊环的截面积A为
可选φ25，A＝490.9mm2
4.抗滑验算
（1）水平抗滑验算
吊点处水平分力PAB＝11.978kN<2×8＝16kN（式中2×8是每根小横杆按2个扣件计算，每个直角（旋转）扣件的抗滑承载力设计为8kN），采用2根小横杆顶墙可满足要求。
（2）垂直方向抗滑验算
吊点处垂直分力＝46.872kN，抗滑所需要的扣件数
个），一个步距内立杆已有2个扣件与原立杆扣紧（图3）。
图3 防止大横杆向上滑移的作法
四、几点说明
1.本设计分段卸荷的高度每段为18m<24m，因此，只要按《规范》的构造要求进行搭设，可不另进行杆件的承载力计算。
2.架体的分段卸荷高度一般可按12～18m为一段，最大不超过20m，吊点的水平距离以3跨为宜。
3.斜拉钢丝绳必须设在脚手架的主节点处（即立杆、大横杆、小横杆交点处），钢丝绳要绕过大横杆底部兜紧。
4.斜拉钢丝绳与水平线的夹角越大，则其拉力及水平分力越小，故应使tgα≥5为宜。
5.吊点处设2根小横杆顶墙以承受水平分力，其中一根与立杆扣紧，另一根与大横杆扣紧。
6.为使斜拉绳2个吊点同步受力，避免脚手架受力后变形不一，搭设时要用手拉葫芦拉紧。
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