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1、关于满堂扣件式钢管脚手架设计与构造 北京市双圆工程咨询监理有限公司孙无二 当前在工程中特别对具有高大空间的工程中使用满堂扣件式钢管脚手架越来越多，使用这些脚 手架多用作供操作人员操作平台脚手架，也有用丁吊装构件一临时摆放结构构件作中转使用的承重 操作平台。目前我国行标建筑施- 1 ：扣件式钢管脚手架安全技术规范只适用于落地式单、双排脚 手架的设计与施工，以及水平混凝十结构模板支架的没计与施j r = ，对满堂脚手架的设计与施工未作 规定。为此，本人根据多年从事各种架木设计与施j ：以及审核研究： 作和近一年多参加北京市地方 架木标准编制中接触和研究的体会，对满堂扣件式钢管脚手架设计和构造提出一
2、些见解，愿与与会 同行们切磋和探讨。 1 平面示意图 T 水甲杆距， 立杆 。卜，一 图l 满堂架平面结构示意图 2 关于本文阐述涉及的一些术语 2 1 满堂脚手架 由多排立杆( 一般排数5 ) 组成的仅在架体顶部设置操作层的具有抗倾覆稳定的供操作和支撑 一定重物脚手架，称为满堂脚手架，简称满堂架。 2 2 整体性构造 为保持架体正常- T 作和抗侧力的除基本杆件( 立杆、纵横水平杆、扣件、底座、垫板和扫地杆) 1 3 5 外的竖向和水平剪刀撑设置，以使满堂架具有足够的纵向和横向整体刚度的构造做法。 2 3 次横杆 直接支承操作层脚手板的水平杆。 2 4 主横杆 采用扣件或U 托固定在立杆上并
3、支承次横杆的水平杆。 2 5 分布荷载垫木 能有效均匀分布吊装过程中较重的结构构件( 以下简称重物) 到作业层上多块脚手板上或能有 效均匀分布重物剑两根以上水平杆上的垫木，称为分布荷载垫木，简称垫木。 3 关于满堂架几何参数设置 3 1 关于立杆步距h 优化的计算 ( 1 ) 各步距立杆允许承载力【N 】计算式： 【N 】一2 0 5 ( p A l0 3 式中： N 】立杆允许承载力( 1 斟) 平由规范附录C 查得或由式平= O 3 9 h 1 7 2 计算而得， A 立杆钢管截面积( m m 2 ) ，按4 8 3 0 计算； ( 2 ) 各步距立杆允许承载力 N 】计算： 计算结果详见
4、表3 1 一l ： ( 3 1 一1 ) 根据规范表同归拟合而得； 满堂架各步距立杆承载力计算表表3 1 1 h( D九 A ( 4 8 3 O ) N 】- 2 0 5 ( p l0 3 ( m )计算式1查表计算式2 ( n l l I l 2 ) ( k N ) 1 80 1 4 20 1 4 12 2 74 2 41 2 0 8 1 7O 1 5 70 1 5 72 1 54 2 41 3 3 0 1 6O 1 7 40 1 7 72 0 24 2 4 1 4 7 8 1 5 0 1 9 4 0 2 0 11 8 94 2 41 6 5 1 注：1 计算式l ：p = O 3 9 h
5、7 2 根据规范表同归拟含而得； 2 计算式2 ：九= 岛i = ( 舢h ) i _ 1 1 5 5 1 7 5 l I 0 0 1 6 = 1 2 6 3 h ，规范式。 ( 3 ) 架体立杆各工况和参数轴力计算N 计算式： N = ( 0 13l + O 0 5 6 ，) H h 以5 删0 4 3 3 ( 0 4 2 + 1 4 p ) ，2 式中：N 一立杆所受轴力( 1 洲) ； H 架体总高( m ) ； h 立杆步距( m ) ： ，立杆纵横距( m ) ： 广施工荷载( k P a ) 。 ( 4 ) 架体立杆各工况和参数轴力计算N 计算，详见表3 1 - 2 ： 1 3 6
6、 ( 3 1 - 2 ) 架体各高度立杆轴力N 计算表 表3 1 2 施上荷载p ( k P a ) 项目和计算式 1 02 03 0 立杆距( m ) 1 61 4 1 2 1 56 9 68 5 l8 7 4 2 07 7 39 2 49 4 4 架体高H 2 58 4 99 9 7 l O 1 3 3 09 2 61 0 7 01 0 8 3 3 61 0 1 81 1 5 8 N 黼= l 1 6 6 注：表中N 值由式( 3 1 2 ) 计算而得，式中H = 1 5 3 6 m ；h = 1 8 m ；p = 1 0 ，2 0 ，3 0 k P a ；，= 1 6 ，1 4 ，1 2
7、 m ； 3 2 对立杆步距h 的优化分析 比较表3 1 和表3 2 可知，满堂架步距h = 1 8 m ，立杆轴向抗力【N 】- 1 2 3 4 k N ，此值大于表3 2 中 最大计算轴力N 。x - 1 1 6 6 k N ，说明在旅：I 荷载p S 3 k P a 条件下，步距设置h - 1 8 m 符合安全要求，实 际设计时无需按照表中不同，和p 值进行调整，减小h 意味着投入的浪费。 3 3 关于立杆的其它计算 ( 1 ) 风荷载对立杆稳定性的影响 1 ) 取卢O 6 m ，h = 1 2 m ( 立杆比选用条件密，挡风面积比实际大，偏于安全) 根据规范表4 2 4 注2 的规定挡
8、风系数Q 计算如下： 舻堡垒 Z 。厅 式中1 2 节点面积增大系数； A n 一步一纵距内钢管的总挡风面积A 。= ( 1 a + h + 0 3 2 5l a h ) d ； l 。立杆纵距m ； h 立杆步距m ； O 3 2 5 脚手架立面每平方米内剪刀撑的平均长度； d 钢管外径m 。 昕! ：塑鱼! 丝兰些兰! ：型o 0 4 8 = ! ：垒型丝o 0 4 8 ml=一UU斗西=一、UU斗西 O 6 1 2O 7 2 = 1 2 2 8 2 5 O 0 4 8 = 0 1 6 3 即币l = O 1 6 3 敞开式双排脚手架风荷载体型系数p s = 1 2 Q ( 1 加) 查表
9、建筑结构荷载规范表7 3 1 第3 2 条”= 0 8 5 ，则 弘s = 1 2 中( 1 蜘) = 1 2 0 1 6 3 ( 1 + O 8 5 ) = O 3 6 2 ；按H = 5 0 m ( 立杆比选用条件高) ，C 类p f l 2 5 根据规范第4 2 3 条 W k - 0 7 p z p s u 0 = 0 7 1 2 5 0 3 6 2 0 4 5 = 0 1 4 3 k P a 代入规范第5 3 4 条 O 8 5 1 4 w 。，。J l l 2 0 8 5 1 4 O 1 4 3 0 6 1 2 2 M 。= L L 一= = O 0 l4 7 心叮m 0 w l
10、：丝：Q ：Q ! 兰z 兰! g _ 3 2 7 N 姗z u w 广可一1 丽万矿刁。儿w 1 1 3 7 o 。l 辟3 2 7 2 0 5 = O 0 1 6 = 1 6 ，风荷载产生的应力在本条件下小于材料设计允许值的1 6 ，在计算中 可忽略不计。 2 ) 取卢1 2 m ，h _ 1 8 m ( 杆件间距较大，挡风系数币下降) ，一1 2 彳。一 仇。了f 2 1 ：塾兰! ：! 旦：鲨兰! ：兰兰! ：翌0 0 4 8 ：! ：三兰! ：坐 1 2 1 81 6 8 0 0 4 8 = 1 2 1 9 9 O 0 4 8 = O 0 9 9 即Q 2 = O 0 9 9 由于挡
11、风系数( p 较第( 1 ) 种情况小，故对立杆稳定性计算影响更小( 1 3 ) ， 满足有关规定。 ( 2 ) 有连墙什的满堂架 风力和其它水平力通过架体的整体构造作用经过连墙件直接传递到主体结构，故对有连墙件的 满堂架不存在倾覆稳定性问题，高宽比可不受3 限制。 4 关于满堂架几何参数选择 4 1选用条件满堂架在选用合理参数时应满足表4 1 的规定： 满堂架选用条件表 表4 1 项目要求 说明 满足承载力要求；地面平整 脚手架坐落丁回填十上时，回填土应经处理 支承脚手架的楼、地面 坚实，排水通畅 并夯实 构配件 满足“据3 1 ”要求材质和规格满足“架规”要求 搭设高度 H 】 H 】S
12、3 6 m ；高宽比S 3 两项均需满足 作业层活荷载标准值q k q 匹2 k N m 2 装修用 2 k N m 2 3 时，可按图 B 叫 图6 3 加宽底部支撑示意图 6 4 整体性构造满堂脚手架 ( 1 ) 竖向剪刀撑设置密度 向剪刀撑，由底至顶连续设置； ( 2 ) 水平剪刀撑设置密度 平剪刀撑： 架体四边与中间每隔四排架体立杆应设置一道竖( 纵、横) 高于8 m 的架体，从顶层开始向下每隔4 步全纵向设置一道水 ( 3 ) 剪刀撑夹角竖向和水平剪刀撑的夹角应为4 5 。5 0 0 。 ( 4 ) 其它构造剪刀撑和架体的其它构造应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程 ( 以卜-
13、 简称规范) 的相关规定。 注l ：侧向力( 风力等) 和架体的竖向偏差以及竖向力偏心构造，都将对架体的整体稳定带来极大 的倒塌风险，随着架体高度增高，其风险将增大，但侧向稳定计算模式很难用精确计算定量表述， 采取严格的“整体性构造”措施可有效保证架体抗侧向力倒塌风险，因此“整体性构造”极为重要。 涟2 ： 1 适用范围 高宽比H ，B 3 ，剪刀撑夹角为4 5 0 5 0 0 的规定适合于在室外独立满堂架，即无任何连墙机构的 架体。如可设置刚性连墙杆( 不大于4 步4 跨) ，则架体无倾覆问题，风力对架体立杆稳定性影响可 1 4 2 忽略不计，架体高宽比可不受H B 3 的限制，和剪刀撑夹角
14、可放大为4 5 。6 0 0 。但仍应满足3 6 m 的规定。 2 剪刀撑夹角说明 剪刀撑夹角满堂架与双排外脚手架不同，为有效满足抗风功能夹角应为4 5 。5 0 0 ( 竖向剪刀撑 与地面或水平剪刀撑与迎风面的夹角) 。 3 剪刀撑设置 竖向剪刀撑应按水平剪刀撑分层交叉，外转折点虑在水平剪刀撑所在层，详见图2 。 7 巨 ， 、 、 一 - 弋7 _ - 。、， 、 ，- _ ：、， 、 = ， 、，、 _ -一 77 - _ 皇 、，、， & 4 1 ，。、 ， 、 L 、，、 - - 7、 7 r 。 - _ 一 - - 一 圭 、， 、 ， ， 、，、 - Jr 、， 、 广 一 一 弋 。， 一 、 ，、 ， 一 ，、， 4 h = 7 2 m 一 一Z一、 l 卜B 一 图2 架体整体性计算模型1 5 0 0 4 架体底部 由于立杆受力较大( 近1 2 t ) ，因此底部基土应夯实，按规定设置通长脚手板做垫板，并加标准 底座。 5 高宽比 满堂架高宽比H B 3 时，架体具有独立抗风不倾覆和整体稳定性符合要求的能力；高宽比 H B 3 时，应通过合理设置榄风绳或抛撑等支承等机构保持架体抗倾稳定性。 6 架体垂直度 架体垂直度对其稳定性至关重要，2 m 高度垂直允许偏差应1 5 I 啪。 1 4 3
