張武民

(北京誠(chéng)通新新建設(shè)有限公司，北京 100141)

1 工程概況

大興區(qū)影劇院工程是大興區(qū)重要的文化活動(dòng)中心，市大興區(qū)重點(diǎn)工程，建筑面積為18 000 m2，其中中心舞臺(tái)長(zhǎng)為36 m，寬為24 m，中間為半徑8.65 m的升降舞臺(tái)，舞臺(tái)底標(biāo)高為－14.1 m，中空到頂，全高為 52 m，四周設(shè)頂板，分別為 －10.9 m，－3.7 m，－0.1 m處。屋蓋為坡度1∶4鋼桁架屋面。

2 中心舞臺(tái)腳手架搭設(shè)方案的選擇

2.1 方案的選擇

由于中心舞臺(tái)高度較高，腳手架高度為52 m，為高大型腳手架，故采用滿堂紅扣件式腳手架。

2.2 立桿、橫桿的搭設(shè)要求

此滿堂紅腳手架總高度為52 m，30 m以下立桿為雙立桿，30 m以上為單立桿，立桿間距1.2 m，橫向水平桿步距1.5 m，內(nèi)每隔3排立桿設(shè)剪刀撐，由底到頂，防止架體失穩(wěn)。四周每層與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行的拉結(jié)、支頂，每一層的拉結(jié)點(diǎn)不少于18點(diǎn)(東西兩面各4個(gè)支頂拉結(jié)點(diǎn)，南北兩側(cè)各5個(gè)拉結(jié)點(diǎn))，拉結(jié)支頂牢固。

立柱上對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置，兩個(gè)相鄰立柱接頭不應(yīng)設(shè)在同步同跨內(nèi)，兩相鄰立柱接頭在高度方向錯(cuò)開(kāi)的距離不應(yīng)小于500 mm，各接頭中心距主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于步距的1/3。

橫桿采用對(duì)接扣件連接，對(duì)接接頭應(yīng)交錯(cuò)布置，不應(yīng)設(shè)在同步、同跨內(nèi)，相鄰接頭水平距離不應(yīng)小于500 mm，并應(yīng)避免設(shè)在縱向水平桿的跨中。

2.3 剪刀撐的搭設(shè)要求

本腳手架剪刀撐沿架高通長(zhǎng)布置，每道剪刀撐跨越立柱的根數(shù)宜在5根～7根之間，每道剪刀撐寬度6跨，斜桿與地面的傾角宜在45°斜桿扣在立柱上，兩端分別用旋轉(zhuǎn)扣件固定，在其中間增加2個(gè)～4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。所有固定點(diǎn)距主節(jié)點(diǎn)距離不大于15 cm，最下部的斜桿與立桿的連接點(diǎn)距地面控制在30 cm內(nèi)。

2.4 安全網(wǎng)的支搭

每隔4 m設(shè)一層水平安全網(wǎng)，封網(wǎng)要求將網(wǎng)封嚴(yán)，不準(zhǔn)有縫隙，作業(yè)層下一步架設(shè)一層隨層安全網(wǎng)，隨作業(yè)層增加而增加。臺(tái)倉(cāng)－3.7 m以上，在腳手架四周平臺(tái)處，搭設(shè)雙道護(hù)1.2 m高身欄桿，用密目網(wǎng)封嚴(yán)，防止非操作人員進(jìn)入滿堂紅腳手架區(qū)內(nèi)。

2.5 腳手板鋪設(shè)

作業(yè)層的腳手板鋪設(shè)，采用5 cm厚，20 cm寬，4 m長(zhǎng)的木板鋪嚴(yán)，在兩端處用直徑1.2 mm的鍍鋅鐵絲箍繞2圈～3圈固定。腳手板應(yīng)平鋪、鋪滿、鋪穩(wěn)，靠墻一側(cè)離墻面距離不應(yīng)大于150 mm;在拐角、斜道平臺(tái)口處的腳手板，應(yīng)與橫向水平桿可靠連接，以防滑動(dòng);作業(yè)層端部腳手板探頭長(zhǎng)度應(yīng)取150 mm。不準(zhǔn)有飛跳板或探頭板，作業(yè)層設(shè)擋腳板。

2.6 卸荷

因架子總高度超過(guò)50 m，屬于高大架子，考慮到施工需要及相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)腳手架進(jìn)行卸荷措施，本腳手架采用兩組卸荷措施，在30 m雙立桿處設(shè)一組，在40 m處設(shè)一組。在梁上預(yù)埋直徑20 cm圓鋼環(huán)拉結(jié)件，每組卸荷預(yù)埋點(diǎn)不少于18點(diǎn)(東西兩面各4個(gè)預(yù)埋點(diǎn)，南北兩側(cè)各5個(gè)預(yù)埋點(diǎn))。每組卸荷采用18根鋼絲繩。

每一點(diǎn)用一根直徑12.5 cm的鋼絲繩卸荷，用相應(yīng)的鋼絲繩卡卡緊，用調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)整，對(duì)架體進(jìn)行卸荷，卸去架子自重及架子承受的部分荷載。

鋼絲繩上端與埋件連接，下端與架子相連，中間用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整，下端套在縱橫水平桿下方，縱橫水平桿上方設(shè)兩個(gè)空卡子增大摩擦力。

3 滿堂紅腳手架支撐計(jì)算書(shū)

3.1 荷載計(jì)算

3.1.1 腳手架結(jié)構(gòu)自重

腳手架結(jié)構(gòu)自重計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1，相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 腳手架相關(guān)參數(shù)

1)立桿:(52 ×0.038 4)+(30 ×0.038 4)=1.996 8+1.152=3.148 8 kN;2)水平桿:需要的水平桿數(shù)為:52/1.5=34 根;1.2 ×2 ×0.038 4 ×34=3.134 8 kN;3)剪刀撐:1.7 ×4=6.8 m，6.8 ×0.038 4=0.261 12 kN;4)直角扣件:(1+1) ×34 ×0.013 5=0.918 kN;5)對(duì)接扣件:需要的個(gè)數(shù)為:52/6=8 個(gè)，8 ×0.018 5=0.148 kN。

3.1.2 舞臺(tái)頂板荷載

鋼筋混凝土的荷載標(biāo)準(zhǔn)值:25 kN/m3。

頂板的坡度形式見(jiàn)圖2。

頂板的面積:25.357 ×33.6=851.995 2 m2。

頂板的荷載:851.995 2×0.12×25=2 556 kN。

板在每平方米的荷載為:2 556/(25.357 ×33.6)=3.0 kN/m2。

3.1.3 頂板所有梁的荷載

56.9 ×25=1 422.5 kN。

梁在每平方米的荷載為:

1 422.5/(25.357 ×33.6)=1.669 6 kN/m2。

木模板:0.5 kN/m2。

3.1.4 施工均布荷載

查《建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表4.2.2得:

3.2 對(duì)滿堂紅腳手架按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算立柱穩(wěn)定性

其中，N為所計(jì)算立柱范圍內(nèi)的軸心壓力設(shè)計(jì)值，N=1.2NGK+1.4∑NQK;fc為鋼材的抗壓設(shè)計(jì)值，fc=205 N/mm2;NGK為腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的軸心壓力標(biāo)準(zhǔn)值和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的荷載;∑NQK為施工荷載產(chǎn)生的軸心壓力標(biāo)準(zhǔn)值總和;1.2，1.4分別為永久荷載與可變荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù);φ為軸心壓桿的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)所計(jì)算立柱段的長(zhǎng)細(xì)比，由規(guī)范查取，k取1.155，h 為所計(jì)算立柱段的腳手架步距，h=1.2 m，i為立柱截面的回轉(zhuǎn)半徑，由《建筑工程扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》查得1.58 cm，μ為計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，由于滿堂紅腳手架，取值為1。

N=1.2NGK+1.4∑NQK=[1.2 × (5.285+5.169 6)+1.4 ×3.0]×1.22=24.113 5 kN。

查附錄表 C，φ =0.516。

查表 B，A=489 mm2。

4 卸荷計(jì)算

卸荷點(diǎn)柱距取橫向5 m，縱向取6 m，與結(jié)構(gòu)外皮間距0.5 m，卸荷能力按其承載力的一半分配上部荷載，且不超過(guò)上部荷載的1/3，腳手架(架高30 m～52 m)的一個(gè)縱距內(nèi)全部荷載設(shè)計(jì)值。

4.1 管架及材料自重計(jì)算

查表得:扣件鋼管架構(gòu)件自重計(jì)算基數(shù):gk1=0.128 kN/m。

作業(yè)層面材料自重:gk2=0.348 4 kN/m。

整體拉結(jié)和防護(hù)材料自重:gk3=0.061 4 kN/m。

N=1.2 ×[22 ×(0.121 8+0.061 4)+2 ×1.2 ×0.348 4]+1.4 ×2 ×1.2 ×1.8=11.887 9 kN/m。

A 點(diǎn):P1=0.5 ×(N ×6/1.2×1/3)=9.906 6 kN。

B 點(diǎn):P2=0.5 ×(N ×6/1.2 ×1/3)=1.2 ×2 ×1.2 ×0.348 4 ×0.5/1.2 × 6/1.2+1.4 × 2 × 1.2 × 1.8 × 0.5/1.2 × 6 × 1.2=23.641 5 kN/m。

4.2 鋼絲繩的受力計(jì)算

鋼絲繩受力計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。

sinα =0.9，cosα =0.49，sinβ =0.986，cosβ =0.164。

TOA=P1/sinα =9.906 6/0.9=11.007 3 kN/m。

TOB=P2/sinβ =23.641 5/0.986=23.977 2 kN/m。

TAB=TOAcosα +TOBcosβ =11.007 3 ×0.49+23.977 2 ×0.164=5 395+3.932 3=9.33 kN，TOB最大，因此 Tmax=23.977 kN。

4.3 吊點(diǎn)處抗滑承載

鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù) α=0.85(6×19，φ15.5鋼絲繩)。

鋼絲繩使用安全系數(shù)K1=3.5。

Pg≥TmaxK1/α =23.977 ×3.5/0.85=98.73 kN。

則選用 6 ×19，φ15.5 mm 鋼絲繩，其中 Pg=1 250 kN。

每個(gè)扣件的抗滑承載力8 kN，而本結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)處，水平方向分力最大值9.33 kN，需兩個(gè)扣件就可以滿足，吊點(diǎn)有兩個(gè)吊件，可以滿足要求。垂直方向分力為P2=23.645需扣件數(shù)P2/8取3個(gè)，吊點(diǎn)有兩個(gè)扣件，需增加兩個(gè)扣件，以保證安全。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)詳細(xì)計(jì)算和科學(xué)規(guī)劃，本方案順利通過(guò)專家論證，并安全地完成施工任務(wù)。

[1] 《建筑施工手冊(cè)》編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)[M].第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 北京土木建筑學(xué)會(huì).建筑施工腳手架構(gòu)造與計(jì)算手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2001.

[3] 余孫文.淺談滿堂支架施工技術(shù)要點(diǎn)[J].山西建筑，2011，37(2):95-96.