腳手架上的施工荷載一般情況下是通過(guò)腳手板傳遞給小橫桿,由小橫桿傳遞給大橫桿,再由大橫桿通過(guò)綁扎(或扣結(jié))點(diǎn)傳遞給頂撐立桿,最后通過(guò)立桿底部傳遞至地基上。
但是,當(dāng)使用竹笆板腳手板時(shí),則是將施工荷載通過(guò)竹笆板傳遞給大橫桿(或擱柵),由大橫桿傳遞給靠近立桿的小橫桿,再由小橫桿通過(guò)綁扎點(diǎn)傳給頂撐立桿,最后由立桿傳遞給地基。
在施工荷載的傳遞過(guò)程中,關(guān)鍵的問(wèn)題就是要確定作用在腳手架上施工荷載值的大小以及風(fēng)荷載值對(duì)腳手架的影響等。我國(guó)國(guó)務(wù)院在1956年頒布的三大規(guī)程中明確規(guī)定腳手架上的施工荷載不得超過(guò)2700N/m2,風(fēng)荷載值沒(méi)有做出明確的統(tǒng)一規(guī)定。近年來(lái),我國(guó)工程技術(shù)人員做了大量的調(diào)查研究,在通過(guò)理論計(jì)算和荷載試驗(yàn)后,并按概率統(tǒng)計(jì)分析確定了施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值和風(fēng)荷載值。
1.施工荷載值
承重架(包括砌筑、澆混凝土和安裝用架)規(guī)定:腳手架安全技術(shù)規(guī)范中規(guī)定定為3000N/m2。另外為了明確3000N/m2荷載值的含義,相應(yīng)指明腳手架上的堆磚荷載不得超過(guò)單行側(cè)排四層。
腳手架上的施工荷載值規(guī)定為2000N/m2。
2.恒、活荷載
恒載主要指立桿、大小橫桿、斜撐(或剪刀撐)、扣件、腳手板、安全網(wǎng)和欄桿等各構(gòu)件的自重。
活載主要指腳手板上的堆磚(或混凝土、模板和安裝件等)、運(yùn)輸車(chē)輛(包括所裝物件)和作業(yè)人員等荷載。
3.設(shè)計(jì)要求
1)扣件式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)要求。
設(shè)計(jì)扣件式鋼管腳手架時(shí),一般應(yīng)考慮三個(gè)方面的問(wèn)題:即要滿足作業(yè)要求;不能超過(guò)桿件承受能力的允許限度;施工中不要超過(guò)設(shè)計(jì)所能允許的荷載。同時(shí),當(dāng)腳手架的鋼管屬冷彎薄壁型鋼,設(shè)計(jì)時(shí)要遵照GBJ18-87的有關(guān)規(guī)定。若采取懸挑結(jié)構(gòu)的分段卸荷措施時(shí),對(duì)懸挑的型鋼屬于普通鋼結(jié)構(gòu)范圍這部分的計(jì)算應(yīng)遵守GBJl7—8的規(guī)定。
鋼管腳手架的垂直荷載由小橫桿、大橫桿和立桿組成的受力構(gòu)架,并通過(guò)立桿傳給基礎(chǔ)。剪刀撐、斜撐和連墻桿主要是保證腳手架的整體剛度和穩(wěn)定性,加強(qiáng)抵抗垂直和水平力作用的能力。連墻桿則承受全部的風(fēng)荷載??奂t是架子組成整體的連接件和傳力件。
除上述外,具體設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意以下一些要求:
(1)小橫桿受力情況為簡(jiǎn)支梁,大橫桿受力情況為三跨連續(xù)梁。
(2)除立桿白重為軸心荷載外,其他桿件的自重和施工荷載均通過(guò)連接扣件傳給立桿,荷載作用點(diǎn)與立桿軸線間具有約53mm的偏心,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮偏心矩對(duì)立桿的影響。
(3)強(qiáng)度核算時(shí),須將恒載乘以分項(xiàng)系數(shù)1.2,活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以分項(xiàng)系數(shù)1.4。但核算變形時(shí)則需取標(biāo)準(zhǔn)值,一般要求大、小橫桿的撓度不要大于L/200。
(4)計(jì)算壓桿的長(zhǎng)細(xì)比久不應(yīng)超過(guò)200,拉桿的長(zhǎng)細(xì)比久不應(yīng)超過(guò)350。
(5)核算壓桿(即立桿)穩(wěn)定時(shí),應(yīng)以無(wú)連墻桿的立桿為計(jì)算對(duì)象。當(dāng)大橫桿間距為1.0~2.0m時(shí),壓桿的長(zhǎng)度系數(shù)為1.4~1.7。
2)木、竹腳手架的設(shè)計(jì)要求。
木腳手架的設(shè)計(jì)主要應(yīng)遵照GBJ5—88《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,而竹腳手架一般應(yīng)參考木腳手架的設(shè)計(jì),并應(yīng)以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法為主。
大橫桿上作用的集中荷載應(yīng)按小橫桿下傳的最不利情況求取。驗(yàn)算撓度和穩(wěn)定時(shí)應(yīng)取各構(gòu)件的中間截面;但驗(yàn)算受彎強(qiáng)度時(shí),則應(yīng)取最大彎矩處的截面為計(jì)算截面。除上述外,還應(yīng)注意以下一些要求:
(1)強(qiáng)度核算時(shí),需先將恒載和活載的標(biāo)準(zhǔn)值分別乘以分項(xiàng)系數(shù)1.2與1.4;但核算撓度時(shí)則需采用標(biāo)準(zhǔn)值。
(2)受壓桿的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)超過(guò)150。
(3)驗(yàn)算立桿穩(wěn)定時(shí),其計(jì)算高度H0應(yīng)按下列規(guī)定取值:縱向平面內(nèi),取大橫桿步距中心距;橫向平面內(nèi),取豎向相鄰兩連墻點(diǎn)間的距離0.8倍;底層無(wú)掃地桿時(shí),取H0+0.2m。
(4)核算立桿穩(wěn)定時(shí),強(qiáng)度設(shè)計(jì)值須乘以高度折減系數(shù)KH。
3)腳手架小橫桿、大橫桿的設(shè)計(jì)計(jì)算:
(1)橫桿的設(shè)計(jì)計(jì)算:①應(yīng)按照荷載實(shí)際堆放位置求取簡(jiǎn)支梁最大彎矩值核算其彎曲強(qiáng)度;但對(duì)雙排架求取最大彎矩值時(shí),應(yīng)不考慮靠墻端懸臂部分的活荷載。求小橫桿支座反力時(shí),必須考慮懸臂部分的活荷載。②按實(shí)際荷載堆放位置的標(biāo)準(zhǔn)值求取簡(jiǎn)支梁的最大彎矩值(不考慮懸臂部分活荷載的作用)后,然后換算成等效均布荷載再進(jìn)行撓度核算。
(2)大橫桿的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)按三跨連續(xù)梁進(jìn)行彎曲強(qiáng)度核算:①用小橫桿支座最大反力計(jì)算值,進(jìn)行最不利荷載布置,求取最大彎矩值進(jìn)行核算。②腳手架外側(cè)有遮蓋物或有六級(jí)以上大風(fēng)時(shí),須按雙向彎曲求取最大組合彎矩值再進(jìn)行核算。