懸挑腳手架最不利轉(zhuǎn)角部位安全復核

周俊 吳向南

摘要：懸挑腳手架方案中，品茗軟件對于不規(guī)則部位尤其是轉(zhuǎn)角，無法準確計算出立桿軸力，那么該部位的懸挑工字鋼的安全性也無法復核。但是通過觀察標準部位立桿荷載計算書，可以發(fā)現(xiàn)其實立桿荷載是由立桿自重、欄桿、腳手板圍護等的自重和活荷載組成，而這些荷載是按照面積和長度原則來傳導計算的，那么轉(zhuǎn)角部位立桿軸力就可以手算計算出精確解。有了立桿軸力，懸挑工字鋼的安全性復核問題就可以用品茗軟件方便求解了。

關鍵詞：轉(zhuǎn)角；荷載分布；立桿軸力

引言

幾乎每個高層建筑項目都采用懸挑腳手架，其施工方案大都套用模板，用品茗軟件導出計算書。然而大部分方案范本中對于懸挑外架轉(zhuǎn)角部位的計算比較模糊，歸根結(jié)底是因為此處立桿布置不規(guī)則而且可能呈現(xiàn)出不同角度，軟件無法準確計算，通常做法是參考普通部位立桿荷載來復核此處懸挑工字鋼的安全性，計算結(jié)果值得懷疑。轉(zhuǎn)角部位是懸挑外架中比較不利的位置，計算結(jié)果的可靠性十分重要，尤其是當懸挑跨度較大時，更應該準確計算以確保安全。其實利用品茗普通部位懸挑架的計算書，可以對轉(zhuǎn)角部位的立桿荷載進行較為精確的手動計算，從而進行該處懸挑工字鋼的安全性復核。

1、品茗軟件1500跨距1800步距標準部位腳手架立桿荷載計算

1.1計算參數(shù)

[腳手架架體高度H 21 腳手架鋼管類型 Ф48×3 每米立桿承受結(jié)構(gòu)自重標準值gk（kN/m） 0.12 ]

1.2立桿靜荷載計算

立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值NG1k

單外立桿：NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+1.5×2/2×0.033/1.8）×21=3.103kN

單內(nèi)立桿：NG1k=3.103kN

腳手板的自重標準值NG2k1

單外立桿：NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1/2=（21/1.8+1）×1.5×0.8×0.1×1/1/2=0.76kN

1/1表示腳手板1步1設

單內(nèi)立桿：NG2k1=0.76kN

欄桿與擋腳板自重標準值NG2k2

單外立桿：NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×1.5×0.16×1/1=3.04kN

1/1表示擋腳板1步1設

圍護材料的自重標準值NG2k3

單外立桿：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×21=0.315kN

構(gòu)配件自重標準值NG2k總計

單外立桿：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.76+3.04+0.315=4.115kN

單內(nèi)立桿：NG2k=NG2k1=0.76kN

1.3立桿施工活荷載計算

外立桿：NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj）/2=1.5×0.8×（1×3）/2=1.8kN

內(nèi)立桿：NQ1k=1.8kN

1.4組合風荷載作用下單立桿軸向力：

單外立桿：N=1.2×（NG1k+ NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.103+4.115）+ 0.9×1.4×1.8=10.929kN

單內(nèi)立桿：N=1.2×（NG1k+ NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.103+0.76）+ 0.9×1.4×1.8=6.903kN

2、最不利轉(zhuǎn)角部位軸力計算

從上述標準部位品茗軟件計算書中的荷載計算過程可以看出，立桿荷載是由立桿自重、欄桿、腳手板圍護等的自重和活荷載組成，而這些荷載是按照面積和長度原則來傳導計算的，只要計算出立桿對應的荷載分布面積以及圍護長度，就可以計算出對應的軸力。以浙江海寧錦繡誠品項目的外架轉(zhuǎn)角作為算例，計算簡圖見圖1：

（填充區(qū)域表示立桿對應的荷載分布區(qū)域）

2.1立桿1的計算

立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值NG1k

NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+0.8×2/2×0.033/1.8）×21=2.828kN

腳手板的自重標準值NG2k

NG2k=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1=（21/1.8+1）×0.4×0.4×0.1×1/1=0.202kN

1/1表示腳手板1步1設

欄桿與擋腳板自重標準值NG3k

此為單外立桿：NG3k=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×0.8×0.16×1/1=1.621kN

1/1表示擋腳板1步1設

圍護材料的自重標準值NG4k

單外立桿：NG4k=Gkmw×la×H=0.01×0.8×21=0.168kN

自重標準值NGk總計

NGk=NG1k+NG2k+NG3k+NG4k =2.828+0.202+1.621+0.168=4.819kN

立桿施工活荷載計算

NQk=la×lb×（njj×Gkjj）=0.4×0.4×（1×3）=0.48kN

組合風荷載作用下單立桿軸向力：

N1=1.2×NGk+0.9×1.4×NQk=1.2×4.819+ 0.9×1.4×0.48=6.3876kN

2.2立桿2的計算

立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標準值NG1k

NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+0.875×2/2×0.033/1.8）×21=2.857kN

腳手板的自重標準值NG2k

NG2k=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1=（21/1.8+1）×0.4×0.875×0.1×1/1=0.442kN

1/1表示腳手板1步1設

欄桿與擋腳板自重標準值NG3k

此為單外立桿：NG3k=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×0.875×0.16×1/1=1.773kN

1/1表示擋腳板1步1設

圍護材料的自重標準值NG4k

單外立桿：NG4k=Gkmw×la×H=0.01×0.875×21=0.184kN

自重標準值NGk總計

NGk=NG1k+NG2k+NG3k+NG4k =2.857+0.442+1.773+0.184=5.256kN

立桿施工活荷載計算

NQk=la×lb×（njj×Gkjj） =0.4×0.875×（1×3） =1.05kN

組合風荷載作用下單立桿軸向力：

N2=1.2×NGk+0.9×1.4×NQk=1.2×5.256+ 0.9×1.4×1.05=7.63kN

2.3 結(jié)果統(tǒng)計

用同樣方法計算出立桿3和立桿4的軸力，四根立桿的軸力設計值結(jié)果如下：

N1=6.3876kN，N2=7.63kN， N3=9.077kN，N4=7.233kN

3、安全復核

算出N1、N2、N3、N4之后，把四個軸力分配到懸挑型鋼上，N2和N3一部分傳遞到N1上，按照力學的杠桿分配原理，

最終懸挑工字鋼1點的力

N1'= N1+0.543N2+0.667N3=5.964+0.543x7.63+0.667x9.077=16.161kN

另外一個受力點近似取4點，即N4=7.233kN

把計算結(jié)果加到工字鋼上，就可以用品茗軟件按圖2的模型計算了。

4、結(jié)語

通過上述計算，轉(zhuǎn)角部位可以轉(zhuǎn)換成普通部位用品茗進行計算復核。采用同樣方法，其他非標準部位如折角三立桿部位也進行了計算復核，從而保障了整個項目所有部位懸挑架的安全性。在施工方案編制過程中，品茗軟件不是萬能的，遇到軟件計算結(jié)果不準確或者不能計算的部位，一定要配合其他方法進行計算復核以保證施工安全。

參考文獻：

[1] 宗廷博，董芳菲.高層建筑懸挑腳手架轉(zhuǎn)角部位挑梁布置與設計[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2013，40（7）：13-16.

[2] 趙勇，黎吉龍，姚志剛，楊正茂. 型鋼懸挑腳手架在建筑轉(zhuǎn)角處的處理措施[J]. 建筑施工，2013，35（6） ：498-500.