脚手架计算脚手架荷载课件

目录

第一部分施工方案编制的一般原则

第二部分悬挑脚手架施工方案的编制

2010.12目录第一部分施工方案编制的一般原则2010.112－1钢管脚手架主要术语1―外立杆；2―内立杆；3―横向水平杆；4―纵向水平杆；5―栏杆；6―挡脚板；7―直角扣件；8―旋转扣件；9―连墙件；10―横向斜撑；11―主立杆；12―副立杆；13―抛撑；14―剪刀撑；15―垫板；16―纵向扫地杆；17―横向扫地杆2010.122－1钢管脚手架主要术语1―外立杆；2010.1222-2、确定脚手架形式确定脚手架形式需考虑的因素：①工程实际情况：结构形式、场地条件、周边环境等。②市场环境；③政府法规；2010.122-2、确定脚手架形式确定脚手架形式需考虑的因素：2010.32-2、初步确定搭设参数脚手架搭设的高度确定：1）“檐口标高”-“基底标高”+“安全高度”；2“檐口标高”－“悬挑屋楼板标高”+“安全高度”。“安全高度”：当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女儿墙1米；为檐口时，要超过檐口高度1.5米。依据：《规范》6．3．62010.122-2、初步确定搭设参数脚手架搭设的高度确定：2010.124JGJ130-2001对悬挑脚手架没有限高的规定，而各地的做法不尽相同：福建《建筑施工悬挑式脚手架安全技术规定》每段搭设高度不得＞24m；上海《悬挑式脚手架安全技术规程》每道型钢支承架上部的脚手架高度不宜大于24m。方案编制时一般先根据经验初步拟定每段悬挑脚手架的搭设高度，尤其是整个架体搭设高度大于100m的，每段搭设高度一定要控制24m左右为宜。再核算外脚手架本身的力学性能，如不能通过验算，再逐个调整参数，继续验算直至强度、刚度、稳定性、节点强度等各项要求均满足要求为止。编制方案时应考虑风荷载的影响。对于外脚手架特别是高层建筑的外架，风荷载是重要的水平荷载。随着高度的增加，风荷载的作用会逐渐增大。在立杆的稳定性验算中，对于基本风压较大的地区，有风组合为控制组合，因此在分段悬挑时，应使上一段悬挑高度小于下一段悬挑高度，确保立杆的稳定性。2010.122010.125立杆纵距确定：《规范》表6.1.1-1和《规范》7.3.12中第4条规定立杆横距确定：《规范》表6.1.1-1规定2010.12立杆纵距确定：2010.126剪刀撑设置：每道剪刀撑跨越立杆的根数：45-7;50-6;60-5每道剪刀撑宽度不应小于4跨且不应小于6m斜杆与地面的倾角宜在45-60之间高度在24m以下的单双排脚手架均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm2010.12剪刀撑设置：2010.127连墙件的设置连墙件数量的设置在满足计算要求前，应先满足构造要求。连墙件靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；从底层第一步纵向水平杆处开始设置；宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；

一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。

对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。2010.12连墙件的设置2010.128连墙件的设置连墙件数量的设置在满足计算要求前，应先满足构造要求。连墙件靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；从底层第一步纵向水平杆处开始设置；宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；

一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。

对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。2010.12连墙件的设置2010.1291、需进行下列设计计算：纵向和横向水平杆(大小横杆)等受弯构件的强度计算；扣件的抗滑承载力计算；立杆的稳定性计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；立杆地基承载力计算。2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。3、架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。2-3、脚手架计算2010.121、需进行下列设计计算：2-3、脚手架计算2010.1210脚手架荷载：

永久荷载（恒荷载），包括脚手架结构自重（立杆、水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）和构、配件自重（脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施）可变荷载（活荷载）可分为：施工荷载（作业层上的人员、器具和材料）和风荷载。荷载效应组合：按《规范》表4.3.1如下荷载.doc2010.12脚手架荷载：荷载效应组合：按《规范》表4.3.1如下荷载.11①小横杆小横杆计算.doc2010.12①小横杆小横杆计算.doc2010.1212②大横杆计算大横杆计算.doc2010.12②大横杆计算大横杆计算.doc2010.1213③立杆立杆稳定性计算.doc2010.12③立杆立杆稳定性计算.doc2010.1214悬挑脚手架搭设的几个问题

1关于钢管壁厚在JGJ130-2001规范中，脚手架钢管列出了两种规格：外径48mm、壁厚3.5mm和外径51mm、壁厚3.0mm，推荐采用48mm×3.5mm的钢管。目前建筑市场钢管采购到的钢管壁厚多为3.2mm～3.0mm，达不到规范要求的3.5mm。并且材料经多次周转使用后，钢管锈蚀使壁厚减薄，钢管惯性矩还要减少。因此笔者建议在编制方案时对材料壁厚进行折减，尽管方案要求使用48mm×3.5mm的钢管，但计算须按3.0mm厚度计算，以确保安全。2010.12悬挑脚手架搭设的几个问题

1关于钢管壁厚在JGJ130-2152关于悬挑梁的截面选型

悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬挑桁架或附着式钢三角架，不得采用钢管。目前悬挑梁多采用普通工字钢或槽钢，由于普通工字钢具有双轴对称截面，受力明确，传力直接，得到广泛使用。对于型钢梁型号规格的选择，一般仅选择危险性较大的有代表性的几根梁进行验算，通常计算选择在凸阳台、飘窗等悬挑长度较长的部位。实际上，在建筑物的阳角处，虽然型钢梁悬挑长度并不是最长的，但此处是两侧立杆的交汇点，其承受的荷载是最大的，且不易固定。但很多方案编制人员忽略了此处的计算，仍按普通位置设置，造成一定的安全隐患。上海规程DG/TJ08-2002-2006第4.6.6条规定：转角等特殊部位应根据现场实际情况采取加强措施，并且在专项方案中应有验算和构造详图。2010.122关于悬挑梁的截面选型悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬163关于斜拉钢丝绳悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式悬挑架，即普通型钢悬挑、钢丝绳斜拉。计算书中钢丝绳考虑是否受力，直接影响到受力模型，也直接影响到型钢梁的选择。如果钢丝绳按受力考虑，则型钢梁的力学模型为简支结构（前端锚固点不考虑受力）；如果不考虑钢丝绳受力，仅作为一种安全储备，则型钢梁的力学模型为悬挑结构。两种力学模型的计算简图见图。2010.123关于斜拉钢丝绳悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜17多数专家的意见认为钢丝绳作为柔性材料的拉杆，承担荷载值的多少不易确定，计算时可按照以下两种情况分别进行计算，确定型钢与钢丝绳的规格：一是型钢梁完全受力，钢丝绳不考虑受力，仅作为一种安全储备，按悬挑结构核算型钢的承载能力，从而选择型钢；二是钢丝绳完全受力，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，按简支结构核算钢丝绳的承载能力，从而选择钢丝绳。但很多专业人员则认为钢丝绳是可以受力的，并且脚手架的大部分荷载是由钢丝绳来承担的，计算模型按悬挑结构考虑与实际并不相符2010.12多数专家的意见认为钢丝绳作为柔性材料的拉杆，承担荷载值的多少184悬挑脚手架风荷载高度变化系数、风荷载体型系数的取值①.关于风荷载高度变化系数的取值，很多人在计算时是按架体悬挑段的搭设高度取值的，忽略了悬挑段下部的高度，这样计算立杆的稳定性是没有问题的，但计算连墙件问题就大了，脚手架距离自然地坪越高，风压高度变化系数就越大，连墙件所受到的拉力或压力就越大，其次风压高度变化系数还和地面粗糙度有关，计算时一定要认真熟悉掌握荷载的高度。②关于风荷载体型系数的取值，脚手架风荷载体型系数与脚手架的状况有直接关系。脚手架全封闭、半封闭、敞开等状况不同，挡风系数￠值就不同，计算出来的体型系数就不同，为了确保安全，应按敞开、框架和开洞墙取值，应乘以1.3的系数。2010.124悬挑脚手架风荷载高度变化系数、风荷载体型系数的取值①.关于195、关于型钢梁的固定型钢梁与主体混凝土结构的固定可采用预埋螺栓固定、钢筋压环锚固，不得采用扣件连接。连接强度、刚度应经计算确定，同时还要满足构造要求，常规做法均采用Ｑ235￠18～22mm圆钢制作。见图2。当采用钢筋压环锚固时，压环应锚入混凝土30d，并压在楼板下层钢筋下面。如不能保证钢筋的混凝土保护层厚度，也可以将压环压在楼板下层钢筋上面，同时在压环上部两侧各附加两根直径14～16的钢筋，并与楼板钢筋绑扎牢固，以确保压环不会从混凝土楼板中拔出。2010.125、关于型钢梁的固定型钢梁与主体混凝土结构的固定可采用预埋螺206、关于连墙件的设置JGJ130-2011规范规定，连墙件宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，在实际施工中并不易实现。施工方案一般按两步三跨或两步两跨、两步一跨设置，脚手架的步距一般为1.8m，为了方便施工人员行走，通常采用1.8m，由于层高很难与步距的整倍数匹配，因此连墙件的位置可能会因楼层高度以及在洞口处等无法设置。另外，还应注意连墙件轴向力大于12.8KN时，双扣件的抗滑移是不满足要求的，应采取相应的加强措施，方案编制人员在计算时应考虑此问题，避免出现无法固定的情况，给架体的稳定带来安全隐患。2010.126、关于连墙件的设置JGJ130-2011规范规定，连墙件宜217、关于主体结构相关位置的承载力验算型钢梁固定在主体结构上，脚手架上的荷载通过型钢梁传到支承的结构构件上，如果外脚手架悬挑段过高或型钢梁悬挑长度过长，该荷载超过了型钢梁支承构件的承载能力，将会引起构件的损伤或破坏，将导致外架的失稳和垮塌。我们评审的施工方案中却经常看到忽略对支承结构构件的验算。型钢梁支承在梁、楼板或剪力墙上，对于剪力墙，一般认为可以不再验算，对于梁、板，则需要验算其强度和刚度，验算内容包括：支承点混凝土的抗弯、抗剪、抗扭、局部承压承载力，如采用钢筋压环，当压环锚固长度小于30d时，还应验算压环的抗拔承载力。如不满足承载力的要求，或者降低悬挑脚手架的高度，或者对结构构件进行加固补强。2010.127、关于主体结构相关位置的承载力验算型钢梁固定在主体结构上，228、保证水平方向稳定的构造措施限制脚手架的侧向变形、保证脚手架的侧向稳定也是施工中应注意的问题。一般情况下，按规范要求设置剪刀撑、纵向和横向扫地杆，能很好的限制脚手架的侧向变形，起到保证脚手架侧向稳定、加强脚手架整体性的作用。但在基本风压较大和台风地区，除设置剪刀撑、纵向和横向扫地杆外，还应考虑在型钢梁之间设置保证水平方向稳定的构造措施。可以在型钢梁之间设置横杆或斜杆，也可以在型钢梁的上部扫地杆位置处设置水平斜撑，有效防止侧向失稳。对于选择槽钢作为型钢支承架的脚手架，更要注意防止立杆放置偏心而引起的平面外失稳，可以在槽钢内侧焊接钢板作用加劲肋，加强槽钢的平面外刚度。2010.128、保证水平方向稳定的构造措施限制脚手架的侧向变形、保证脚手23谢谢大家！2010.122010.1224目录

第一部分施工方案编制的一般原则

第二部分悬挑脚手架施工方案的编制

2010.12目录第一部分施工方案编制的一般原则2010.1252－1钢管脚手架主要术语1―外立杆；2―内立杆；3―横向水平杆；4―纵向水平杆；5―栏杆；6―挡脚板；7―直角扣件；8―旋转扣件；9―连墙件；10―横向斜撑；11―主立杆；12―副立杆；13―抛撑；14―剪刀撑；15―垫板；16―纵向扫地杆；17―横向扫地杆2010.122－1钢管脚手架主要术语1―外立杆；2010.12262-2、确定脚手架形式确定脚手架形式需考虑的因素：①工程实际情况：结构形式、场地条件、周边环境等。②市场环境；③政府法规；2010.122-2、确定脚手架形式确定脚手架形式需考虑的因素：2010.272-2、初步确定搭设参数脚手架搭设的高度确定：1）“檐口标高”-“基底标高”+“安全高度”；2“檐口标高”－“悬挑屋楼板标高”+“安全高度”。“安全高度”：当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女儿墙1米；为檐口时，要超过檐口高度1.5米。依据：《规范》6．3．62010.122-2、初步确定搭设参数脚手架搭设的高度确定：2010.1228JGJ130-2001对悬挑脚手架没有限高的规定，而各地的做法不尽相同：福建《建筑施工悬挑式脚手架安全技术规定》每段搭设高度不得＞24m；上海《悬挑式脚手架安全技术规程》每道型钢支承架上部的脚手架高度不宜大于24m。方案编制时一般先根据经验初步拟定每段悬挑脚手架的搭设高度，尤其是整个架体搭设高度大于100m的，每段搭设高度一定要控制24m左右为宜。再核算外脚手架本身的力学性能，如不能通过验算，再逐个调整参数，继续验算直至强度、刚度、稳定性、节点强度等各项要求均满足要求为止。编制方案时应考虑风荷载的影响。对于外脚手架特别是高层建筑的外架，风荷载是重要的水平荷载。随着高度的增加，风荷载的作用会逐渐增大。在立杆的稳定性验算中，对于基本风压较大的地区，有风组合为控制组合，因此在分段悬挑时，应使上一段悬挑高度小于下一段悬挑高度，确保立杆的稳定性。2010.122010.1229立杆纵距确定：《规范》表6.1.1-1和《规范》7.3.12中第4条规定立杆横距确定：《规范》表6.1.1-1规定2010.12立杆纵距确定：2010.1230剪刀撑设置：每道剪刀撑跨越立杆的根数：45-7;50-6;60-5每道剪刀撑宽度不应小于4跨且不应小于6m斜杆与地面的倾角宜在45-60之间高度在24m以下的单双排脚手架均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置。中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm2010.12剪刀撑设置：2010.1231连墙件的设置连墙件数量的设置在满足计算要求前，应先满足构造要求。连墙件靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；从底层第一步纵向水平杆处开始设置；宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；

一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。

对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。2010.12连墙件的设置2010.1232连墙件的设置连墙件数量的设置在满足计算要求前，应先满足构造要求。连墙件靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；从底层第一步纵向水平杆处开始设置；宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；

一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。

对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。2010.12连墙件的设置2010.12331、需进行下列设计计算：纵向和横向水平杆(大小横杆)等受弯构件的强度计算；扣件的抗滑承载力计算；立杆的稳定性计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；立杆地基承载力计算。2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。3、架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的要求验算变形。验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。2-3、脚手架计算2010.121、需进行下列设计计算：2-3、脚手架计算2010.1234脚手架荷载：

永久荷载（恒荷载），包括脚手架结构自重（立杆、水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）和构、配件自重（脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施）可变荷载（活荷载）可分为：施工荷载（作业层上的人员、器具和材料）和风荷载。荷载效应组合：按《规范》表4.3.1如下荷载.doc2010.12脚手架荷载：荷载效应组合：按《规范》表4.3.1如下荷载.35①小横杆小横杆计算.doc2010.12①小横杆小横杆计算.doc2010.1236②大横杆计算大横杆计算.doc2010.12②大横杆计算大横杆计算.doc2010.1237③立杆立杆稳定性计算.doc2010.12③立杆立杆稳定性计算.doc2010.1238悬挑脚手架搭设的几个问题

1关于钢管壁厚在JGJ130-2001规范中，脚手架钢管列出了两种规格：外径48mm、壁厚3.5mm和外径51mm、壁厚3.0mm，推荐采用48mm×3.5mm的钢管。目前建筑市场钢管采购到的钢管壁厚多为3.2mm～3.0mm，达不到规范要求的3.5mm。并且材料经多次周转使用后，钢管锈蚀使壁厚减薄，钢管惯性矩还要减少。因此笔者建议在编制方案时对材料壁厚进行折减，尽管方案要求使用48mm×3.5mm的钢管，但计算须按3.0mm厚度计算，以确保安全。2010.12悬挑脚手架搭设的几个问题

1关于钢管壁厚在JGJ130-2392关于悬挑梁的截面选型

悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬挑桁架或附着式钢三角架，不得采用钢管。目前悬挑梁多采用普通工字钢或槽钢，由于普通工字钢具有双轴对称截面，受力明确，传力直接，得到广泛使用。对于型钢梁型号规格的选择，一般仅选择危险性较大的有代表性的几根梁进行验算，通常计算选择在凸阳台、飘窗等悬挑长度较长的部位。实际上，在建筑物的阳角处，虽然型钢梁悬挑长度并不是最长的，但此处是两侧立杆的交汇点，其承受的荷载是最大的，且不易固定。但很多方案编制人员忽略了此处的计算，仍按普通位置设置，造成一定的安全隐患。上海规程DG/TJ08-2002-2006第4.6.6条规定：转角等特殊部位应根据现场实际情况采取加强措施，并且在专项方案中应有验算和构造详图。2010.122关于悬挑梁的截面选型悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬403关于斜拉钢丝绳悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式悬挑架，即普通型钢悬挑、钢丝绳斜拉。计算书中钢丝绳考虑是否受力，直接影响到受力模型，也直接影响到型钢梁的选择。如果钢丝绳按受力考虑，则型钢梁的力学模型为简支结构（前端锚固点不考虑受力）；如果不考虑钢丝绳受力，仅作为一种安全储备，则型钢梁的力学模型为悬挑结构。两种力学模型的计算简图见图。2010.123关于斜拉钢丝绳悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜41多数专家的意见认为钢丝绳作为柔性材料的拉杆，承担荷载值的多少不易确定，计算时可按照以下两种情况分别进行计算，确定型钢与钢丝绳的规格：一是型钢梁完全受力，钢丝绳不考虑受力，仅作为一种安全储备，按悬挑结构核算型钢的承载能力，从而选择型钢；二是钢丝绳完全受力，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，按简支结构核算钢丝绳的承载能力，从而选择钢丝绳。但很多专业人员则认为钢丝绳是可以受力的，并且脚手架的大部分荷载是由钢丝绳来承担的，计算模型按悬挑结构考虑与实际并不相符2010.12多数专家的意见认为钢丝绳作为柔性材料的拉杆，承担荷载值的多少424悬挑脚手架风荷载高度变化系数、风荷载体型系数的取值①.关于风荷载高度变化系数的取值，很多人在计算时是按架体悬挑段的搭设高度取值的，忽略了悬挑段下部的高度，这样计算立杆的稳定性是没有问题的，但计算连墙件问题就大了，脚手架距离自然地坪越高，风压高度变化系数就越大，连墙件所受到的拉力或压力就越大，其次风压高度变化系数还和地面粗糙度有关，计算时一定要认真熟悉掌握荷载的高度。②关于风荷载体型系数的取值，脚手架风荷载体型系数与脚手架的状况有直接关系。脚手架全封闭、半封闭、敞开等状况不同，挡风系数￠值就不同，计算出来的体型系数就不同，为了确保安全，应按敞开、框架和开洞墙取值，应乘以1.3的系数。2010.124悬挑脚手架风荷载高度变化系数、风荷载体型系数的取值①.关于435、关于型钢梁的固定型钢梁与主体混凝土结构的固定可采用预埋螺栓固定、钢筋压环锚固，不得采用扣件连接。连接强度、刚度应经计算确定，同时还要满足构造要求，常规做法均采用Ｑ235￠18～22mm圆钢制作。见图2。当采用钢筋压环锚固时，压环应锚入混凝土30d，并压在楼板下层钢筋下面。如不能保证钢筋的混凝土保护层厚度，也可以将压环压在楼板下层钢筋上面，同时在压环上部两侧各附加两根直径14～16的钢筋，并与楼板钢筋绑扎牢固，以确保压环不会从混