一種異型幕墻工程的扣件式鋼管腳手架設(shè)計(jì)
于克洲 中建七局裝飾公司
隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，作為基本藝術(shù)形式之一的建筑外觀也逐步豐富起來(lái)。在外裝飾裝修施工中常常遇到異型幕墻，使用爬架、挑架、吊籃等腳手架有時(shí)都有無(wú)法克服的影響施工的因素。筆者以一實(shí)例介紹一種異型落地扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)，供大家交流、指正。
一、工程概況
本工程位于河南省南陽(yáng)市張衡路，南陽(yáng)房地產(chǎn)大廈幕墻用扣件式鋼管腳手架。地上十六層，幕墻最高標(biāo)高66.800m，底層室內(nèi)外高差1.100m,搭設(shè)高度為69.000 m。 本工程的特點(diǎn)在于主樓及幕墻垂直剖面為一外凸圓弧，如圖1所示，其最大矢高為4.360m，腳手架既要滿足位于圓弧上部的施工操作又要滿足下部的操作要求。
該異型腳手架位于外側(cè)的為主架，內(nèi)側(cè)為副架，副架為方便裝飾操作，與主架連接成一體，如圖2所示。主架標(biāo)高30.000m以下為雙立桿；剪刀撐與地面夾角45度，在主架外側(cè)四周沿高度和寬度方向連續(xù)設(shè)置。如圖3所示。
二、施工準(zhǔn)備
1、室外散水回填土須嚴(yán)格分層夯實(shí)，鋪設(shè)200厚C15素砼，距外立桿1.5m以外設(shè)一磚砌排水溝。
2、 鋼管：采用φ48mm×3.5mm，其質(zhì)量應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，且應(yīng)進(jìn)行防銹處理；扣件必須滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，有裂縫、變形的嚴(yán)禁使用，出現(xiàn)滑絲的螺栓必須更換，且新舊扣件均應(yīng)進(jìn)行防銹處理。
3、 安全網(wǎng)：采用立網(wǎng)和平網(wǎng)兩種，立網(wǎng)必須滿足規(guī)范GB16909 圖1 異型幕墻外觀 的有關(guān)要求，本工程選用2400目/100cm2，平網(wǎng)必須滿足規(guī)范GB5725的有關(guān)要求。
4、墊板：采用20#槽鋼平行于墻面放置。
5、竹腳手板:使用寬度不小于60mm的竹片和直徑5～10mm間距不大于600mm拼接螺栓制造,。竹跳板與外架鋼管的連接采用14＃鐵絲綁扎牢固。每塊質(zhì)量不大于30kg。
三、方案設(shè)計(jì)計(jì)算
（一）方案設(shè)計(jì)參數(shù)
由圖2可知，此腳手架主要計(jì)算主架即可滿足方案要求。
立桿橫距為b=1050mm，立桿縱距L=1500 mm；內(nèi)立桿距11層外墻皮最遠(yuǎn)處距離b1=400mm, 取a1=300mm；腳手架步距為h=1800 mm；考慮便于施工，鋪設(shè)8層竹跳板；采用密目網(wǎng)為2400目/100cm2，每目透風(fēng)面積1.5mm2,網(wǎng)自重0.002KN/m2；南陽(yáng)地域風(fēng)荷載為WO＝0.350KN/m2；連墻桿按二步三跨設(shè)置，垂直距離為H1=2h=3600 mm，水平距離為L1=3L=4500m；在主體外側(cè)四周立面搭設(shè)剪刀撐，由底部到頂部隨腳手架的搭設(shè)連續(xù)設(shè)置。為增加腳手架橫向平面的剛度，在腳手架拐角處，在東西立面內(nèi)加設(shè)斜撐桿，使之成為“之”字形。架體最高69m。
（二）、橫向水平桿計(jì)算：
荷載、抗彎強(qiáng)度、變形計(jì)算（略）
橫向水平桿的抗彎強(qiáng)度，變形符合要求
（三）、縱向水平桿計(jì)算：
荷載、抗彎強(qiáng)度、變形計(jì)算（略）
縱向水平桿的抗彎強(qiáng)度，變形,扣件抗滑承載力符合要求
圖2 腳手架剖面
圖3 腳手架外立面
（四）、密目網(wǎng)全封腳手架立桿計(jì)算：
采用密目網(wǎng)為2400目/100cm2，每目透風(fēng)面積1.5mm2,網(wǎng)自重0.002KN/m2
計(jì)算立桿軸壓力設(shè)計(jì)值：標(biāo)高30米以下采用雙立桿
（1）腳手架自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸力
NG1K＝0.1248×69+0.053×30＝10.2KN
（0.1248由h＝1.8，La＝1.5查規(guī)范附錄A表A-1）
（2）構(gòu)配件自重產(chǎn)生的軸力：
NG2K＝0.35×（1.05+0.3）×1.5×1/2×8+0.14×1.5×8+0.002×1.5×69＝4.722KN
（3）施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸力：
∑NQK＝4×（1.05+0.3）×1.5×1/2＝4.05KN
a.不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿軸壓力設(shè)計(jì)值：
N＝1.2×（10.2+4.722）+1.4×4.05＝23.57KN
b.組合風(fēng)荷載時(shí)立桿軸壓力設(shè)計(jì)值：
N＝1.2×（10.2+4.722）+0.85×1.4×4.05＝22.726KN
密目網(wǎng)全封閉時(shí)風(fēng)荷載體型系數(shù)：
φ架＝0.089（由規(guī)范附錄A表A－3查得） φ網(wǎng)＝0.64
φ網(wǎng)＝1－＝0.64
密目網(wǎng)全封閉時(shí)腳手架擋風(fēng)系數(shù)：
φ＝0.089+0.64＝0.729
由規(guī)范表4.2.4，μS＝1.3φ＝1.3×0.729＝0.948
WK＝0.7μZμSWO＝0.7×1.855×0.948×0.35＝0.431KN/m2
MW＝KN/m2
立桿容許長(zhǎng)細(xì)比及穩(wěn)定系數(shù)：
根據(jù)Lb＝1.05m，連墻件二步三跨設(shè)置，由規(guī)范表5.3.3查得，
立桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ＝1.5
驗(yàn)算立桿容許長(zhǎng)細(xì)比：
λ＝
驗(yàn)算立桿穩(wěn)定的長(zhǎng)細(xì)比：
λ＝
查規(guī)范附表C得立桿穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.595
立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：
a.不組合風(fēng)荷載時(shí)：
b.組合風(fēng)荷載時(shí)：
立桿穩(wěn)定性滿足要求。
（五）、連墻件計(jì)算
由南陽(yáng)基本風(fēng)壓 0.35KN/m2，迎風(fēng)面積3.6×4.5 = 16.2 m2
作用在腳手架上水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
Wk=0.7μzμsWo=0.7×1.855×1.3×0.089×0.35=0.053 KN/m2
（規(guī)范附表A-3查得：腳手架擋風(fēng)系數(shù)為ф＝0.083）
每一根連墻桿作用面積為：
Aw＝3.6 ×4.5＝16.2m2
由風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值：
NLw＝1.4×wk×Aw=1.4×0.053×16.2=1.2KN
連墻件軸向力設(shè)計(jì)值為：
NL＝NLw+N0
由于架體采用雙排架，故N0 = 5 KN
所以連墻件軸向力NL= 1.2+5 = 6.2 KN
6.2 KN < 8 KN
N/ A= 6.2×103/(4.89×102)= 1.27×10N/mm2
<?=2.06×105 N/mm2
故連墻件安全。
（六）、地基承載力驗(yàn)算
上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力由:立桿自重值軸向力和施工操作等傳來(lái)的荷載，按架體同時(shí)有八個(gè)操作工作面考慮。
（1）、腳手架自重產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)值：
NG1K＝0.1248×69+0.053×30＝10.2KN
（0.1248由規(guī)范附錄A表A－1查得）
（2）、構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸力：
NG2K＝0.35×（1.05+0.3）×1.5×1/2×8+0.14×1.5×8+0.002×1.5×69＝4.722KN
（3）、施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸力：
∑NQK＝5×（1.05+0.3）×1.5×0.5＝5.063KN
（4）、不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿軸壓力設(shè)計(jì)值：
N＝1.2×（NG1K+ NG2K）+1.4×∑NQK
=1.2×（10.2+4.722）+1.4×4.05
＝23.57KN
（5）、組合風(fēng)荷載時(shí)立桿軸壓力設(shè)計(jì)值：
N＝1.2×（NG1K+ NG2K）+0.85×1.4×∑NQK
＝1.2×（10.2+4.722）+0.85×1.4×4.05
＝22.726KN
因施工時(shí)，鋼管腳手架下設(shè)200mm厚C15素砼基礎(chǔ)，立桿沿縱向下墊20#槽鋼，取底面積S＝1.5×0.2＝0.30 m2。
a.不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿對(duì)地基產(chǎn)生的應(yīng)力設(shè)計(jì)值為：
P = 23.57/0.30=78.57KN/m2
b.組合風(fēng)荷載時(shí)立桿對(duì)地基產(chǎn)生的應(yīng)力設(shè)計(jì)值為：
P = 22.726/0.30=75.77KN/m2
由規(guī)范 5.5.3 條取KC = 1.0， fgk = 115 KN/m2 。
fg = 1× 115 = 115KN/m2。
不組合風(fēng)荷載時(shí)P1= 78.57< ?g = 115KN/m2
組合風(fēng)荷載時(shí)P2=75.77< ?g = 115KN/m2
故地基承載力驗(yàn)算結(jié)果安全。
四、結(jié)束語(yǔ)
腳手架的搭投方案設(shè)計(jì)是建立在科學(xué)的計(jì)算基礎(chǔ)上的，而計(jì)算是以現(xiàn)行規(guī)范JGJ130-2001為準(zhǔn)則的。所以，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)理解規(guī)范是非常重要的。
在方案的實(shí)施過(guò)程中，要有針對(duì)性的可操作性強(qiáng)的施工組織措施，對(duì)施工作業(yè)的控制、檢查、驗(yàn)收至關(guān)重要，是方案實(shí)施成敗的關(guān)鍵。
本方案在實(shí)施前，得到了業(yè)主、安全監(jiān)督部門(mén)、監(jiān)理、主體施工單位和裝飾施工單位的多次會(huì)審與提出寶貴的意見(jiàn)，保證了方案的安全和可行性，確保了腳手架的安全使用。
