一、工程概況：

      本工程為某高層寫字樓，框剪結構。建筑面積29800m²，層高3.5m，地下一層，地上20層，加躍層全高76.5m。裙房地下一層，地上兩層，裙房與主樓在筏基、一層頂結構層均設后澆帶，裙房主體待主樓結構封頂后施工。

二、腳手架設計方案：

1、本工程采用扣件式Φ48×3.5鋼管腳手架，地下一層至地上三層頂采用雙排落地式單立桿腳手架，三層頂開始分三次懸挑至躍層，分別在三層頂、九層頂、十五層頂用16#工字鋼加Φ20圓鋼斜拉卸荷，每段最大懸挑高度21m。

2、鋼管腳手架采用雙排單立桿，縱向間距1.5m，橫向間距0.9m，縱向水平桿步距1.8m，里立桿距外墻皮0.3m；小橫桿間距0.75 m。每步架設欄桿高0.9 m。作業層設擋腳手板和竹笆跳板滿鋪。

3、水平桿在立桿內側，小橫桿在縱向水平桿下，滿鋪竹笆的作業層填縱向水平桿一根。

4、連墻件采用Φ48×3.5鋼管按二步（3.6m）三跨（4.5m）設置，陰陽角兩側均設置連墻件。

5、腳手架外側立面整個長度和高度連續設置剪刀撐，每組剪刀撐跨越立桿6-7根，與水平成45°-60°角。

6、腳手架拐角處及中間每隔6跨設置一道橫向斜撐，自底層至頂層。

7、外立桿內側用密目式綠色安全網全封閉，作業層竹笆底面用平網封閉。

三、設計驗算：

（一）驗算依據：

1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2001。

2、《建筑工程安全檢查標準》JGJ59-99。

3、《建筑結構荷載規范》GB50009-2001。

4、《上海市懸挑腳手架安全技術規程》DG/TJ08-2002-2006。

（二）驗算內容：

      依據規范第5.1.5條規定的情況下，相應桿件可不再進行設計計算，架體設計采用了規范第6.1.1條規定的構造尺寸，符合表5.1.7注及第六章構造規定，故縱向水平桿、橫向水平桿、立桿等就不必進行驗算，故只驗算連墻桿、型鋼支承架、扣件抗滑承載力。

（三）連墻桿驗算：

1、連墻桿的軸向設計值：

N_l=N_lw+N_o （5.4.1）

其中 N_o——架體平面外變形產生的軸向力，規范取5KN

N_lw——風荷載產生的軸向力=1.4W_k·Aw （5.4.2）

W_k——水平荷載標準值=0.7μ_z·μ_s·W_o （4.3.2）

A_w——每個連墻件的覆蓋面積（本工程為4.5×3.6=16.2m²,取27 m²）

μ_z——風壓高度變化系數。（按荷載規范GB5009-2001表7.2.1及場地情況及高度查得μ_z=1.95）

μ_S——腳手架體型系數（按規范表4.2.4查得μ_s=1.3φ。φ為擋風系數，按規范附錄表A₃查得φ=0.089，μ_S=1.3×0.089=0.1157）

W_o——基本風壓值按荷載規范附錄附圖查得W_o=40kg/m²

W_k=0.7μ_z·μ_S·w_o=0.7×1.95×0.1157×40=6.317 kg/m²

N_lw=1.4 W_k·A_w=1.4×6.317×27=238.78kg

N_l= N_lw+ N_o=238.78+500=738.78kg

2、連墻桿強度驗算：

選用Φ48×3.5鋼管作為拉墻桿，查表得

F=4.89cm² Q235鋼材強度設計值 f=205N/mm² （規范表：5.1.6）

σ=N/F=7387.78/489=15.11N/mm²＜205N/mm² 安全

（四）型鋼支撐架驗算：

選雙保險的結構型式：即懸挑梁加斜拉桿。

1、架體設計尺寸同第二條

連墻件設置為二步三跨，立桿橫距L_b為0.9m，縱向水平桿步距1.8m，立桿縱距La為1.5m，內立桿距建筑物主體為0.3m。

2、 計算簡圖（按二種最不利狀態）

1懸臂梁狀態（拉桿失效）

2上拉三腳架狀態（壓點失效）

3、荷載計算：

立桿的軸向壓力：N

按不組合風荷載考慮（組合風荷載的計算值更?。?/span>

N=1.35（N_G1K+N_G2K）+1.4∑N_QK （按規范公式5.3.2-1）

（按上海“規范”規定恒載分項系數調整為1.35）

N_G1K——腳手架結構自重標準值產生的軸向力。（按規范附錄A A-1表取值）

N_G2K——構件自重標準值產生的軸向力（按規范表4.2.1-1～4.2.1-2）

∑N_QK——施工荷載標準值產生的軸向力總和

每根立桿承受的作用面積為：1.8×1.2×1/2=1.08m²

每根立桿承受構件自重標準值為：0.1248 KN/ （規范附錄表A-1）

腳手板自重標準值為：0.35KN/m² （規范表4.2.1-1）

欄桿擋腳板標準值為：0.14KN/m² （規范表4.2.1-2）

施工活荷載標準值為：6KN/m² （按上海規程3.2.2第二條要求取值）

支承架上架體高度：21m （設計方案）

N_G1K=21×0.1248=2.62KN

N_G2K=1.08×6（層）×（0.35+0.14）=3.18KN

N_QK=1.08×6KN=6.48KN

N=1.35×（2.62+3.18）+1.4×6.48=7.83+9.07=16.9KN

4、內力分析和截面驗算：

（1）懸臂梁內力計算（見右圖）

B點彎矩

M_B=1.69×（0.3+1.2）=2.535t·m

A支座壓力

R _A=2.535÷2.2=1.152t

B支座反力

R_B=1.152+3.38=4.532t

（2）型鋼截面驗算

選工字鋼Ⅰ16^# W _X=141cm³；F=26.1 cm²

抗彎強度驗算：W-截面模量

σ=M_max/W=253500/141=1797.8kg/ cm²=179.78N/mm²＜205N/mm²

抗剪強度驗算：

τ= V_max·S/Ⅰ·tw V_max——最大剪力；S——截面模量=81 cm3

Ⅰ——慣性矩=1127 cm⁴；t_w——腹板厚度=0.6cm

τ=3380×81/（1127×0.6）=273780/676.2=404.88kg/ cm²=40.4N/mm²＜125 N/mm²

（3）拉桿內力計算：

按實際位置拉桿尺寸傾斜角

tgφ=1200/3420=0.3548 φ≈19.5°

Fy=1..69t+1.69×0.3/(0.3+0.9)=1.69+0.4225=2.113t

CoS19.5°=0.943；F= Fy·CoS19.5°=2.113×0.943=1.990t

Fx= Fy·Sin19.5°=2.113×0.334=0.705t （梁底板抵消）

（4）拉桿截面驗算：選Φ20圓鋼拉桿 Fu=3.14cm2

拉桿強度驗算：

σ=F/Fu=1990kg/3.14=624.86kg/ cm²= 62.5N/mm²＜215 N/mm² 安全

(5) 拉桿結點焊縫強度驗算：

懸挑架連接

1Φ20圓鋼拉桿上端彎成71°，彎端長100mm與上樓層予埋件M₁采用雙面電弧焊（角焊），焊縫長度兩側各100mm。h_f=12mm。下端彎成19°彎端長100mm，與工字鋼上側采用雙面電弧焊（角焊），焊縫長度兩側各100mm。

2懸挑層結構外側埋件M₂與工字鋼下翼兩側采用雙面電弧焊，焊縫兩側各長100mm，以控制工字鋼移動。

3每根工字鋼挑出端按圖示尺寸，焊兩個Φ25圓鋼，高150mm以控制立桿位置。

焊縫驗算：

Φ20圓鋼拉桿作用力平行于焊縫方向，按鋼結構設計規定焊縫抗剪強度按下式計算：

τ=N/（ h_f·l_w）≤0.7f_y^w 其中N——軸向拉力

h_f——焊腳尺寸

由前計算得：N=1.990t l_w——焊縫有效長度等于焊縫長度扣除2倍焊腳尺寸

查表得：f_y^w=160 N/mm² f_y^w=角焊縫抗剪強度設計值

l_w=200-12×2=176mm

N/( h_f·l_w)≤0.7f_y^w 代入19900/(1.2×176)＜0.7×160

9.42＜112 安全

（五）扣件抗滑承載力計算

按規范5.2.5條縱向或橫向水平桿與立桿連接時，其扣件的抗滑承載力按下式計算：

R≤R_C

R——縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值

R_C——扣件抗滑承載力設計值，按規范表5.1.7采用8KN

承載值計算：

水平桿自重標準值 P₁=0.038×1.5=0.057KN

腳手板標準值 P₂=0.35×0.9×1.5/2=0.236KN

活荷載標準值 Q=2×0.9×1.5/2=1.35KN

承載計算值 R=1.35×0.057+1.35×0.236+1.4×1.35

=0.077+0.319+1.89=2.286KN＜8KN 安全