挡风系数计算.doc

1、一种异型幕墙工程的扣件式钢管脚手架设计于克洲 中建七局装饰公司随着社会主义经济建设的迅猛发展和技术的进步，作为基本艺术形式之一的建筑外观也逐步丰富起来。在外装饰装修施工中常常遇到异型幕墙，使用爬架、挑架、吊篮等脚手架有时都有无法克服的影响施工的因素。笔者以一实例介绍一种异型落地扣件式钢管脚手架的设计，供大家交流、指正。一、工程概况本工程位于河南省南阳市张衡路，南阳房地产大厦幕墙用扣件式钢管脚手架。地上十六层，幕墙最高标高 66.800m，底层室内外高差 1.100m,搭设高度为 69.000 m。 本工程的特点在于主楼及幕墙垂直剖面为一外凸圆弧，如图 1 所示，其最大矢高为 4.360m，脚手

2、架既要满足位于圆弧上部的施工操作又要满足下部的操作要求。该异型脚手架位于外侧的为主架，内侧为副架，副架为方便装饰操作，与主架连接成一体，如图 2 所示。主架标高 30.000m以下为双立杆；剪刀撑与地面夹角 45 度，在主架外侧四周沿高度和宽度方向连续设置。如图 3 所示。二、施工准备1、室外散水回填土须严格分层夯实，铺设 200 厚 C15 素砼，距外立杆 1.5m 以外设一砖砌排水沟。2、 钢管：采用 48mm3.5mm，其质量应满足现行规范要求，且应进行防锈处理；扣件必须满足现行规范要求，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，且新旧扣件均应进行防锈处理。3、 安全网：采用立网和

3、平网两种，立网必须满足规范 GB16909 图 1 异型幕墙外观 的有关要求，本工程选用 2400 目/100cm 2，平网必须满足规范 GB5725 的有关要求。4、垫板：采用 20#槽钢平行于墙面放置。5、竹脚手板:使用宽度不小于 60mm 的竹片和直径 5 10mm 间距不大于 600mm 拼接螺栓制造,。竹跳板与外架钢管的连接采用 14铁丝绑扎牢固。每块质量不大于 30kg。三、方案设计计算（一）方案设计参数由图 2 可知，此脚手架主要计算主架即可满足方案要求。立杆横距为 b=1050mm，立杆纵距 L=1500 mm；内立杆距 11 层外墙皮最远处距离b1=400mm, 取 a1=3

4、00mm；脚手架步距为 h=1800 mm；考虑便于施工，铺设 8 层竹跳板；采用密目网为 2400 目/100cm 2，每目透风面积 1.5mm2,网自重 0.002KN/m2；南阳地域风荷载为WO0.350KN/m 2；连墙杆按二步三跨设置，垂直距离为 H1=2h=3600 mm，水平距离为L1=3L=4500m；在主体外侧四周立面搭设剪刀撑，由底部到顶部随脚手架的搭设连续设置。为增加脚手架横向平面的刚度，在脚手架拐角处，在东西立面内加设斜撑杆，使之成为“之”字形。架体最高 69m。（二） 、横向水平杆计算：荷载、抗弯强度、变形计算（略）横向水平杆的抗弯强度，变形符合要求（三） 、纵向水平

5、杆计算：荷载、抗弯强度、变形计算（略）纵向水平杆的抗弯强度，变形,扣件抗滑承载力符合要求1土 0.屋 面16层5层14层3层12层层10层9层8层7层6层5层4层3层2层1层 -2主 架副 架副 架装 饰 面主 体图 2 脚手架剖面2土 0.-1 安 全出 入 口30.图 3 脚手架外立面（四） 、密目网全封脚手架立杆计算：采用密目网为 2400 目/100cm 2，每目透风面积 1.5mm2,网自重 0.002KN/m2计算立杆轴压力设计值：标高 30 米以下采用双立杆（1）脚手架自重标准值产生的轴力NG1K0.124869+0.053 3010.2KN（0.1248 由 h1.8，L a1

6、.5 查规范附录 A 表 A-1）3（2）构配件自重产生的轴力：NG2K0.35（1.05+0.3 ）1.51/28+0.141.58+0.0021.5694.722KN（3）施工荷载标准值产生的轴力：N QK4（1.05+0.3 ）1.51/24.05KNa.不组合风荷载时立杆轴压力设计值：N1.2（10.2+4.722 ）+1.44.0523.57KNb.组合风荷载时立杆轴压力设计值：N1.2（10.2+4.722 ）+0.851.44.0522.726KN密目网全封闭时风荷载体型系数： 架 0.089（由规范附录 A 表 A3 查得） 网 0.64 网 1 0.6405.2密目网全封闭时

7、脚手架挡风系数：0.089+0.640.729由规范表 4.2.4， S1.31.30.7290.948WK0.7 Z SWO0.71.8550.9480.350.431KN/m 2MW KN/m249.0108.543.85.2立杆容许长细比及稳定系数：根据 Lb1.05m，连墙件二步三跨设置，由规范表 5.3.3 查得，立杆计算长度系数 1.5验算立杆容许长细比： 210865.120iuhk验算立杆稳定的长细比： 9.i查规范附表 C 得立杆稳定系数 0.595立杆稳定性验算：a.不组合风荷载时： 2/205.402895.0173mNfANb.组合风荷载时： 236/05.2108.5

8、92459.0173fWM立杆稳定性满足要求。（五） 、连墙件计算由南阳基本风压 0.35KN/m2，迎风面积 3.64.5 = 16.2 m2作用在脚手架上水平风荷载标准值：Wk=0.7 z sWo=0.71.8551.30.0890.35=0.053 KN/m2（规范附表 A-3 查得：脚手架挡风系数为 0.083）4每一根连墙杆作用面积为：Aw3.6 4.516.2m 2由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值：NLw1.4w kAw=1.40.05316.2=1.2KN连墙件轴向力设计值为：NLN Lw+N0由于架体采用双排架，故 N0 = 5 KN所以连墙件轴向力 NL= 1.2+5 =

9、6.2 KN6.2 KN 8 KN N/ A= 6.2103/(4.89102)= 1.2710N/mm2 =2.06105 N/mm2故连墙件安全。（六） 、地基承载力验算上部结构传至基础顶面的轴向力由:立杆自重值轴向力和施工操作等传来的荷载，按架体同时有八个操作工作面考虑。（1） 、脚手架自重产生的标准值：NG1K0.124869+0.0533010.2KN（0.1248 由规范附录 A 表 A1 查得）（2） 、构配件自重标准值产生的轴力：NG2K0.35（1.05+0.3）1.51/2 8+0.141.58+0.0021.5694.722KN （3） 、施工荷载标准值产生的轴力：N Q

10、K5（1.05+0.3 ）1.5 0.55.063KN（4） 、不组合风荷载时立杆轴压力设计值：N1.2（N G1K+ NG2K）+1.4N QK=1.2（10.2+4.722）+1.44.0523.57KN（5） 、组合风荷载时立杆轴压力设计值：N1.2（N G1K+ NG2K）+0.851.4N QK1.2（10.2+4.722）+0.85 1.44.0522.726KN因施工时，钢管脚手架下设 200mm 厚 C15 素砼基础，立杆沿纵向下垫 20#槽钢，取底面积S1.50.20.30 m 2。a.不组合风荷载时立杆对地基产生的应力设计值为：P = 23.57/0.30=78.57KN/

11、m2b.组合风荷载时立杆对地基产生的应力设计值为：P = 22.726/0.30=75.77KN/m2由规范 5.5.3 条取 KC = 1.0， fgk = 115 KN/m2 。5fg = 1 115 = 115KN/m2。不组合风荷载时 P1= 78.57 g = 115KN/m2组合风荷载时 P2=75.77 g = 115KN/m2故地基承载力验算结果安全。四、结束语脚手架的搭投方案设计是建立在科学的计算基础上的，而计算是以现行规范 JGJ130-2001 为准则的。所以，认真领会理解规范是非常重要的。在方案的实施过程中，要有针对性的可操作性强的施工组织措施，对施工作业的控制、检查、验收至关重要，是方案实施成败的关键。本方案在实施前，得到了业主、安全监督部门、监理、主体施工单位和装饰施工单位的多次会审与提出宝贵的意见，保证了方案的安全和可行性，确保了脚手架的安全使用。图 4 脚手架外观