腳手架搭設(shè)實例分析

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摘要：由于外腳手架需要搭設(shè)在地下室混凝土頂板上，如果經(jīng)計算后混凝土梁板不能承受腳手架荷載要求，就需對該梁板采取加固措施，以滿足上部腳手架荷載的需求。

關(guān)鍵詞：腳手架；地下室頂板；加固

1工程概況

該工程地下室為一層，上部為八層混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為12500m2，地下室層高為3米，頂板厚度為200mm，是一座現(xiàn)代化綜合辦公樓，混凝土強度為C35。根據(jù)施工組織設(shè)計要求，外腳手架需要搭設(shè)在地下室頂板上。

2混凝土頂板結(jié)構(gòu)驗算

2.1支承腳手架的地下室頂板結(jié)構(gòu)參數(shù)：

板類型：雙向板；

板單元計算寬度Bc(m)：5.7m；

板單元計算長度Bl(m)：8.2m；

板厚度h(mm)：200；混凝土成型齡期TB(天)：28；

混凝土強度等級：[XB=C35]；混凝土強度實測值fck(MPa)：16.7；

鋼筋位置配筋量及等級每米寬鋼筋面積（mm2）

X向正筋HRB33512@150ASX=754

Y向正筋HRB33514@150ASY=1026

X向負(fù)筋HRB33512@150ASX''''=754

Y向負(fù)筋HRB33514@150ASY''''=1026

2.2腳手架搭設(shè)參數(shù)：

雙排腳手架搭設(shè)高度為30m，6米以下采用雙管立桿，6米以上采用單管立桿；

搭設(shè)尺寸為：橫距Lb為1.05m，縱距La為1.5m，大小橫桿的步距為1.8m；

內(nèi)排架距離墻長度為0.20m；

大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2根；

采用的鋼管類型為Φ48×3.5；

橫桿與立桿連接方式為單扣件；

連墻件采用兩步三跨，豎向間距3.6m，水平間距4.5m，采用扣件連接；

連墻件連接方式為單扣件；

2.3荷載計算：

2.3.1活荷載參數(shù)

施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:3.000kN/m2；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；

同時施工層數(shù):2層；

2.3.2風(fēng)荷載參數(shù)

本工程基本風(fēng)壓為0.49kN/m2；

風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz，計算連墻件強度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs為0.214；

2.3.3靜荷載參數(shù)

每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248；

腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）:0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）:0.150；

安全設(shè)施與安全網(wǎng)（kN/m2）:0.005；

腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；

每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）:0.038；

腳手板鋪設(shè)總層數(shù):16；

單立桿腳手板鋪設(shè)層數(shù):0；

2.3.4混凝土頂板結(jié)構(gòu)驗算

單根立桿傳遞荷載代表值（kN）：

NL=NGD+NGS+NQ=3.943+7.516+4.725=16.184kN；

混凝土板活荷載設(shè)計值（kN/m2）：

QB=1.4×[2×NL/（La×Lb）×（Lb×Bc）/（0.49×Bc×Bl）+Qk]

=1.4×[16.184/（1.5×1.05）×（1.05×5.7）/（0.49×5.7×8.2）+3]=

11.719kN/m2；

混凝土板恒載設(shè)計值：（kN/m2）：GB=1.2×h0/1000×25=6kN/m2；

GB''''=GB+QB/2=6+11.719/2=11.859kN/m2；

GQ=GB+QB=6+11.719=17.719kN/m2；

QB''''=QB/2=11.719/2=5.859kN/m2；

四邊鉸支：mq1=0.069；mq2=0.029；

四邊固定：m1=0.032；m2=0.011；m1''''=-0.074；m2''''=-0.057；

M1=（m1+υ×m2）×GB''''×Bc2+（mq1+υ×mq2）×QB''''×Bc2=27.57kN/m2；

M2=（m2+υ×m1）×GB''''×Bc2+（mq2+υ×mq1）×QB''''×Bc2=14.99kN/m2；

M1''''=m1''''×GQ×Bc2=-42.491kN/m2；

M2''''=m2''''×GQ×Bc2=-32.768kN/m2；

依據(jù)《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》板的正截面極限計算公式為：

Mu=α1γsfyAsh0

Mu=α1fcbχ(h0-χ/2)+fy''''As''''（h0-αs''''）；

Mu=fyAs（h0-αs''''）（當(dāng)χ<2αs''''時，采用此公式）；

式中Mu—板正截面極限承載彎矩；

α1—截面最大正應(yīng)力值與混凝土抗壓強度fc的比值，低于C50混凝土α1取1.0；

αs''''—縱向受壓鋼筋合力點至受壓區(qū)邊緣的距離默認(rèn)取20mm；

fc—混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，參照上述修正系數(shù)修改；

fy''''—受壓區(qū)鋼筋抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；

As''''—受壓區(qū)鋼筋總面積；

χ—混凝土受壓區(qū)高度，χ=Asfyh0/（α1fcbh0+fy''''As''''）

γs—截面內(nèi)力臂系數(shù)，γs=1-0.5ξ，ξ=Asfy/（α1bh0）

fy—鋼筋抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；

As—受拉鋼筋總面積；

h0—計算單元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，長跨方向取h-30mm，其中h是板厚；

[M1]=0.80×M1U=0.80×1.00×{1-0.5×[1026.000×300.00/（1.00×1000×170×16.70）]}×300.000×1026.00×170/1000000=

39.592kN·m；

[M2]=0.80×M2U=0.80×1.00×{1-0.5×[754.000×300.00/（1.00×1000×180×16.70）]}×300.000×754.00×180/1000000=

31.347kN·m；

[M1'''']=0.80×M1u''''=0.80×300.00×1026.000×（170-20）/1000000=36.936kN·m；

[M2'''']=0.80×M2u''''=0.80×300.00×754.000×（180-20）/1000000=28.954kN·m；

所以有：M1<[M1]；M2<[M2]，|M1''''|>[M1'''']，|M2''''|>[M2'''']，此混凝土板是不能承受腳手架荷載的，建議采取加固措施。

3混凝土頂板結(jié)構(gòu)加固設(shè)計

1）由于混凝土梁板不能承受腳手架荷載，因此需要對混凝土梁板進行加固，根據(jù)施工組織設(shè)計要求：本工程采用直徑14的園木支撐緊頂混凝土頂板并與腳手架立桿軸心對應(yīng)，確保腳手架立桿所受的軸力通過園木傳遞至地下室底板，減少地下室混凝土頂板的受力，不使混凝土頂板產(chǎn)生變形。（地下室加固支撐見附圖）

2）混凝土頂板結(jié)構(gòu)加固設(shè)計：

（1）抗壓強度校核驗算，取原木直徑為14cm

A=πd2/4=3.14×1402/4=15386mm2

σmax=N/A=16.184×10-3/15386×10-6=1.052Mpa＜[σc]=10Mpa

（2）軸心壓桿的穩(wěn)定性校核

N=16.184KN

iy=√I/A=√πd4×4/64πd2=d/4=14/4=3.5×10-2m

λy=μl/iy=2×2.8/3.5×10-2=160

查表φ=0.117

σ=P/A=4×16.184×103/π×142×102=1.05Mpa＜φ[σ]

=0.117×10Mpa=1.17Mpa

滿足要求

（3）剛度核驗

△l/l=N/EA=16.184×4×103/1×104×π×142×102=105/106

=1.05×10-4

△l=1.05×10-4×2.8×103=0.294mm

變形微小，滿足要求。

（附圖）

結(jié)論：采用圓木在地下室頂板下加固，克服采用型鋼挑架帶來技術(shù)經(jīng)濟等不利因素，比挑架更加經(jīng)濟，施工更便捷，又能就地取材，施工現(xiàn)場值得采用。