悬挑脚手架最不利转角部位安全复核

周俊 吴向南

摘要：悬挑脚手架方案中，品茗软件对于不规则部位尤其是转角，无法准确计算出立杆轴力，那么该部位的悬挑工字钢的安全性也无法复核。但是通过观察标准部位立杆荷载计算书，可以发现其实立杆荷载是由立杆自重、栏杆、脚手板围护等的自重和活荷载组成，而这些荷载是按照面积和长度原则来传导计算的，那么转角部位立杆轴力就可以手算计算出精确解。有了立杆轴力，悬挑工字钢的安全性复核问题就可以用品茗软件方便求解了。

关键词：转角；荷载分布；立杆轴力

引言

几乎每个高层建筑项目都采用悬挑脚手架，其施工方案大都套用模板，用品茗软件导出计算书。然而大部分方案范本中对于悬挑外架转角部位的计算比较模糊，归根结底是因为此处立杆布置不规则而且可能呈现出不同角度，软件无法准确计算，通常做法是参考普通部位立杆荷载来复核此处悬挑工字钢的安全性，计算结果值得怀疑。转角部位是悬挑外架中比较不利的位置，计算结果的可靠性十分重要，尤其是当悬挑跨度较大时，更应该准确计算以确保安全。其实利用品茗普通部位悬挑架的计算书，可以对转角部位的立杆荷载进行较为精确的手动计算，从而进行该处悬挑工字钢的安全性复核。

1、品茗软件1500跨距1800步距标准部位脚手架立杆荷载计算

1.1计算参数

[脚手架架体高度H 21 脚手架钢管类型 Ф48×3 每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m） 0.12 ]

1.2立杆静荷载计算

立杆承受的结构自重标准值NG1k

单外立杆：NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+1.5×2/2×0.033/1.8）×21=3.103kN

单内立杆：NG1k=3.103kN

脚手板的自重标准值NG2k1

单外立杆：NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1/2=（21/1.8+1）×1.5×0.8×0.1×1/1/2=0.76kN

1/1表示脚手板1步1设

单内立杆：NG2k1=0.76kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2

单外立杆：NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×1.5×0.16×1/1=3.04kN

1/1表示挡脚板1步1设

围护材料的自重标准值NG2k3

单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×21=0.315kN

构配件自重标准值NG2k总计

单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.76+3.04+0.315=4.115kN

单内立杆：NG2k=NG2k1=0.76kN

1.3立杆施工活荷载计算

外立杆：NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj）/2=1.5×0.8×（1×3）/2=1.8kN

内立杆：NQ1k=1.8kN

1.4组合风荷载作用下单立杆轴向力：

单外立杆：N=1.2×（NG1k+ NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.103+4.115）+ 0.9×1.4×1.8=10.929kN

单内立杆：N=1.2×（NG1k+ NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.103+0.76）+ 0.9×1.4×1.8=6.903kN

2、最不利转角部位轴力计算

从上述标准部位品茗软件计算书中的荷载计算过程可以看出，立杆荷载是由立杆自重、栏杆、脚手板围护等的自重和活荷载组成，而这些荷载是按照面积和长度原则来传导计算的，只要计算出立杆对应的荷载分布面积以及围护长度，就可以计算出对应的轴力。以浙江海宁锦绣诚品项目的外架转角作为算例，计算简图见图1：

（填充区域表示立杆对应的荷载分布区域）

2.1立杆1的计算

立杆承受的结构自重标准值NG1k

NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+0.8×2/2×0.033/1.8）×21=2.828kN

脚手板的自重标准值NG2k

NG2k=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1=（21/1.8+1）×0.4×0.4×0.1×1/1=0.202kN

1/1表示脚手板1步1设

栏杆与挡脚板自重标准值NG3k

此为单外立杆：NG3k=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×0.8×0.16×1/1=1.621kN

1/1表示挡脚板1步1设

围护材料的自重标准值NG4k

单外立杆：NG4k=Gkmw×la×H=0.01×0.8×21=0.168kN

自重标准值NGk总计

NGk=NG1k+NG2k+NG3k+NG4k =2.828+0.202+1.621+0.168=4.819kN

立杆施工活荷载计算

NQk=la×lb×（njj×Gkjj）=0.4×0.4×（1×3）=0.48kN

組合风荷载作用下单立杆轴向力：

N1=1.2×NGk+0.9×1.4×NQk=1.2×4.819+ 0.9×1.4×0.48=6.3876kN

2.2立杆2的计算

立杆承受的结构自重标准值NG1k

NG1k=（gk+la×n/2×0.033/h）×H=（0.12+0.875×2/2×0.033/1.8）×21=2.857kN

脚手板的自重标准值NG2k

NG2k=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/1=（21/1.8+1）×0.4×0.875×0.1×1/1=0.442kN

1/1表示脚手板1步1设

栏杆与挡脚板自重标准值NG3k

此为单外立杆：NG3k=（H/h+1）×la×Gkdb×1/1=（21/1.8+1）×0.875×0.16×1/1=1.773kN

1/1表示挡脚板1步1设

围护材料的自重标准值NG4k

单外立杆：NG4k=Gkmw×la×H=0.01×0.875×21=0.184kN

自重标准值NGk总计

NGk=NG1k+NG2k+NG3k+NG4k =2.857+0.442+1.773+0.184=5.256kN

立杆施工活荷载计算

NQk=la×lb×（njj×Gkjj） =0.4×0.875×（1×3） =1.05kN

组合风荷载作用下单立杆轴向力：

N2=1.2×NGk+0.9×1.4×NQk=1.2×5.256+ 0.9×1.4×1.05=7.63kN

2.3 结果统计

用同样方法计算出立杆3和立杆4的轴力，四根立杆的轴力设计值结果如下：

N1=6.3876kN，N2=7.63kN， N3=9.077kN，N4=7.233kN

3、安全复核

算出N1、N2、N3、N4之后，把四個轴力分配到悬挑型钢上，N2和N3一部分传递到N1上，按照力学的杠杆分配原理，

最终悬挑工字钢1点的力

N1'= N1+0.543N2+0.667N3=5.964+0.543x7.63+0.667x9.077=16.161kN

另外一个受力点近似取4点，即N4=7.233kN

把计算结果加到工字钢上，就可以用品茗软件按图2的模型计算了。

4、结语

通过上述计算，转角部位可以转换成普通部位用品茗进行计算复核。采用同样方法，其他非标准部位如折角三立杆部位也进行了计算复核，从而保障了整个项目所有部位悬挑架的安全性。在施工方案编制过程中，品茗软件不是万能的，遇到软件计算结果不准确或者不能计算的部位，一定要配合其他方法进行计算复核以保证施工安全。

参考文献：

[1] 宗廷博，董芳菲.高层建筑悬挑脚手架转角部位挑梁布置与设计[J].建筑技术开发，2013，40（7）：13-16.

[2] 赵勇，黎吉龙，姚志刚，杨正茂. 型钢悬挑脚手架在建筑转角处的处理措施[J]. 建筑施工，2013，35（6） ：498-500.