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【摘 要】在高层建筑施之中，当扣件式钢管脚手架的搭设高度超过50m时，常采用分段悬挑或分段卸荷的措施进行搭设，并须进行专门设计。本文介绍分段卸荷装置的布置、设计计算要点及共应注意的一些问题，以供同行在作专门施工方案时参考。
【关键词】脚手架；卸荷；装置；设计；计算
Button up a type steel pipe scaffold cent segment the design calculation which unload a lotus to equip important point
Chen Guan-de
(Huazhou Construction engineering head office three company Huazhou Guangdong 525100)
【Abstract】In the key figures the building, be button up take of a type steel pipe scaffold to establish height over 50 m, often adoption cent segment hang to pick or cent the segment unload a lotus of the measure carry on taking to establish, and the beard carry on specialized design.This text introduction cent segment unload a lotus equip of decoration, design calculation important point and total should attention of some problem go together by provide at make specialized construction project reference.
【Key words】Scaffold;Unload a lotus;Equip;Design;Calculation
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.3.7条规定：“单管立杆脚手架的搭设高度Ｈs 不家超过50m。”第5.3.8 条又规定：“高度超过50m的脚手架，可采用双管立杆、分段悬挑或分段卸荷等有交措施，必须量行专门设计。”分段卸荷措施，主要是分段卸荷装置的设计计算问题，笔者在此谈谈自己的一些体会。
1. 分段卸荷装置的布置
分段卸荷措施，是将脚手架全高分成几个高度段，然后用钢线绳将脚手架吊拉在主体建筑物上，将脚手架上的荷载卸荷给主体建筑物。
1.1 分段高度：沿脚手架全高进行分段，一般每段高度控制在12~18m。
1.2 水手吊点的间距：以3跨为宜（即3倍立杆纵距）。
1.3 斜拉钢绦绳：斜拉钢绦绳与脚手架的连结点必须设在脚手架的主节点外（即立杆纵向水平杆、横向水平杆交点处）并绕过节点处最下一根水平杆（纵向水平杆或横向水平杆）底部兜紧；斜拉钢绦绳与主体结构的连结点常设于框架柱、框架梁或其悬挑构件的封口梁上。需要注意的是，除了连结点设于框架柱外，在其他情况下，均应根据斜拉钢绦绳施加给主体结构的荷载，复核原设计的强度与变形是否满足设计要求。
1.4 预理吊环：斜拉钢绦绳是通过预埋吊环将所受的荷载传给主体结构的。因此，对预进埋在主体结构上的吊环，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）有以下一些要求：吊环应采用HPB235级钢盘制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。
1.5 卡环：卡环（卸甲、卸扣）是用来连斜拉钢绦绝和预理吊环的构件。可根据斜拉钢绦绳的直径及其所受的拉力，按《建筑施工安全技术手册》附表3-12-7选用。
1.6 钢绦绳夹：钢绦绳夹是用来绳端固定或连接用。其所需数量使用间距，可按《建筑施工手册》第四版表14-10选用。
2. 设计计算要点
2.1 拟定脚手架的搭设方案
2.1.1 拟定脚手架的搭设尺寸：立杆纵距la、立杆横距lb、纵向水平杆步距h 及连墙件设置。
2.1.2 拟定作业层层数n1和铺板层层数n2(规范规定：自顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔12m 满铺一层脚手板)。
2.1.3 确定脚手板和档脚板所用的材料，挥规范分别查出其自重标准值δK1、δK2。
2.1.4 栏杆设置：脚手架外立面因要设置栏杆和固定安全网每部需要增加的栏杆数n3（一般取n3=2）。每米栏杆及其连接扣件的自重标准值δk3=0.0384+0.0132la(式中0.0384为每米钢管自重， 0.0132为每个直角扣件自重)。
2.1.5 安全网：脚手架的外立面需挂2000目/100cm2 以上的密目安全网，其自重标准值可近似取δk4=0.005KN/m2。
2.1.6 钢管理规格：一般取用48×3.5钢管，其自重标准值为0.0384KN/m。
2.1.7 确定脚手架的搭设高度H及分段高度H1、水平吊点的间距б。
2.2 计算脚手架全高一个跨距内总的荷载标准值。
2.2.1 结构自重标准值NG1K（可查《规范》附表A表A-1）。
2.2.1 构配件自重标准值NG2K。
包括脚手板自重、附加的纵向水平杆或横向水平杆及其扣件自重、档脚板自重以及全填闭安全网及栏杆的自重标准值。
2.2.2 施工荷载标准值Nak。
计算时施工均布活荷载，装修用脚手架δK=2KN/m2，结构用脚手架δK=3KN/m2。
2.3 计算脚手架全高一个跨距内总的荷载设计值N。
N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK
2.4 分段卸荷装置的计算。
脚手架的卸荷装置如图1所示。
设沿全高将脚手架分为几个卸荷段，则在竖直方向上主体结构公有（n-1）个吊点，每个吊点有两根钢绦绳，因些，在一个计算单元内（3个立杆纵距）共需钢绦绳2（n-1）根，其所受的荷载设计值合计为3N。
图1 脚手架卸荷示意图
2.4.1 每一吊点处钢绦绳录受的荷载设计值P：
P=3N2（n-1）•Kχ （1）
式中Kχ——考虑两根钢绦绳拉紧程度不一致造成受力不均而采用的“不均匀系数”，取Kχ=1.5。
2.4.2 钢绦绳的拉力计算。
2.4.2.1 外排吊点处钢绦绳的拉力TA：
TA=Psinα（2）
2.4.2.2 内排吊点处钢绦绳的拉力TB：
TB=Psinβ（3）
从公式（2）、（3）可知α和β角越大，TB和TB越小，故宜取 tgα≥5。
2.4.2.3 吊点处横向水平杆水平分为ＴAB：
TAB=Pctgα+Pctgβ=P(ctgα+ctgβ) (4)
2.4.3 钢绦绳及卡环的选择。
据（2）、（3）式的计算结果，按下式选择钢绦绳：
〔Fg〕=2FgK>TA(或TB) （5）
式中〔Fg〕—钢绦绳容许拉力（KN）；
Fg—钢绦绳的钢绦破断拉力总和（KN），可从《建筑施工工程师手册》表11-4查得；
α—考虑钢绦绳之间荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61鋼绦绳，α分别取0.85，0.82，0.80；
K——安全系数，取K=8。
卡环按上文提到的方法选择。
2.4.4 预埋吊环选择计算。
据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），每个吊环可按两个截面计算，吊环的应力不应大于50N/mm2，故吊环的截面积（mm2）按下式计算：
A=TA（或TB）2×50(6)式中TA、TB——钢绦绳的拉力（N）。
需要注意的是，公式（6）是两根钢绦绳分别设置一个吊环的计算公式；若两根钢绦绳只设置一个吊环，则应按下面方法计算出两根钢绦绳的拉力TA和TB的合力Ｔ，然后再按公式（６）选择吊环：
如图２所示，设两根钢绦绳的拉力分别为TA和TB,则共合力Ｔ为：Ｔ=TA2+TB2-2TA•TB•cos4(7)
式中：4=180+α-β。α，β见图1。
2.4.5 抗滑验算。
图2 合力T求解示意图
图3 垂直抗滑示意图
2.4.5.1 水平抗滑验算公式为
TAB <2×8=16KN （8）
式中2×8是每根横向水平杆按2个扣件计算，每个直角扣件的抗滑承载力设计值为8KN。
若不满足公式（17）的要求，可另增加横向水平杆顶住主体建筑物。
2.4.5.2 垂直抗滑验算。
按下式计算吊点处所需的抗滑扣件数n: n=P8(9)
式中P-吊点处的垂直力（KN）；
8——一个直角扣件的抗滑承载力（KN）。
一个步距内立杆已有2个扣件，所以吊点处每根立杆需要增加的扣件数为（n-2）个。
抗滑措施可在吊点步距内增设短立杆，上下与纵向水平杆顶紧，并用增加的扣件与原立杆扣紧（如图3所示）。
最后需要指出的是，为使斜拉钢绦绳各吊点之间同步受力，施工时用手动葫芦拉紧，以避免脚手架在受力后产生变形不一的现象。
［文章编号］1619-2737（2011）02-14-16
［作者简介］ 陈观德，男，籍贯：广东省化州市，单位：广东省化州市建筑工程总公司第三公司，职称：工程师。
【关键词】脚手架；卸荷；装置；设计；计算
Button up a type steel pipe scaffold cent segment the design calculation which unload a lotus to equip important point
Chen Guan-de
(Huazhou Construction engineering head office three company Huazhou Guangdong 525100)
【Abstract】In the key figures the building, be button up take of a type steel pipe scaffold to establish height over 50 m, often adoption cent segment hang to pick or cent the segment unload a lotus of the measure carry on taking to establish, and the beard carry on specialized design.This text introduction cent segment unload a lotus equip of decoration, design calculation important point and total should attention of some problem go together by provide at make specialized construction project reference.
【Key words】Scaffold;Unload a lotus;Equip;Design;Calculation
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.3.7条规定：“单管立杆脚手架的搭设高度Ｈs 不家超过50m。”第5.3.8 条又规定：“高度超过50m的脚手架，可采用双管立杆、分段悬挑或分段卸荷等有交措施，必须量行专门设计。”分段卸荷措施，主要是分段卸荷装置的设计计算问题，笔者在此谈谈自己的一些体会。
1. 分段卸荷装置的布置
分段卸荷措施，是将脚手架全高分成几个高度段，然后用钢线绳将脚手架吊拉在主体建筑物上，将脚手架上的荷载卸荷给主体建筑物。
1.1 分段高度：沿脚手架全高进行分段，一般每段高度控制在12~18m。
1.2 水手吊点的间距：以3跨为宜（即3倍立杆纵距）。
1.3 斜拉钢绦绳：斜拉钢绦绳与脚手架的连结点必须设在脚手架的主节点外（即立杆纵向水平杆、横向水平杆交点处）并绕过节点处最下一根水平杆（纵向水平杆或横向水平杆）底部兜紧；斜拉钢绦绳与主体结构的连结点常设于框架柱、框架梁或其悬挑构件的封口梁上。需要注意的是，除了连结点设于框架柱外，在其他情况下，均应根据斜拉钢绦绳施加给主体结构的荷载，复核原设计的强度与变形是否满足设计要求。
1.4 预理吊环：斜拉钢绦绳是通过预埋吊环将所受的荷载传给主体结构的。因此，对预进埋在主体结构上的吊环，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）有以下一些要求：吊环应采用HPB235级钢盘制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。
1.5 卡环：卡环（卸甲、卸扣）是用来连斜拉钢绦绝和预理吊环的构件。可根据斜拉钢绦绳的直径及其所受的拉力，按《建筑施工安全技术手册》附表3-12-7选用。
1.6 钢绦绳夹：钢绦绳夹是用来绳端固定或连接用。其所需数量使用间距，可按《建筑施工手册》第四版表14-10选用。
2. 设计计算要点
2.1 拟定脚手架的搭设方案
2.1.1 拟定脚手架的搭设尺寸：立杆纵距la、立杆横距lb、纵向水平杆步距h 及连墙件设置。
2.1.2 拟定作业层层数n1和铺板层层数n2(规范规定：自顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔12m 满铺一层脚手板)。
2.1.3 确定脚手板和档脚板所用的材料，挥规范分别查出其自重标准值δK1、δK2。
2.1.4 栏杆设置：脚手架外立面因要设置栏杆和固定安全网每部需要增加的栏杆数n3（一般取n3=2）。每米栏杆及其连接扣件的自重标准值δk3=0.0384+0.0132la(式中0.0384为每米钢管自重， 0.0132为每个直角扣件自重)。
2.1.5 安全网：脚手架的外立面需挂2000目/100cm2 以上的密目安全网，其自重标准值可近似取δk4=0.005KN/m2。
2.1.6 钢管理规格：一般取用48×3.5钢管，其自重标准值为0.0384KN/m。
2.1.7 确定脚手架的搭设高度H及分段高度H1、水平吊点的间距б。
2.2 计算脚手架全高一个跨距内总的荷载标准值。
2.2.1 结构自重标准值NG1K（可查《规范》附表A表A-1）。
2.2.1 构配件自重标准值NG2K。
包括脚手板自重、附加的纵向水平杆或横向水平杆及其扣件自重、档脚板自重以及全填闭安全网及栏杆的自重标准值。
2.2.2 施工荷载标准值Nak。
计算时施工均布活荷载，装修用脚手架δK=2KN/m2，结构用脚手架δK=3KN/m2。
2.3 计算脚手架全高一个跨距内总的荷载设计值N。
N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK
2.4 分段卸荷装置的计算。
脚手架的卸荷装置如图1所示。
设沿全高将脚手架分为几个卸荷段，则在竖直方向上主体结构公有（n-1）个吊点，每个吊点有两根钢绦绳，因些，在一个计算单元内（3个立杆纵距）共需钢绦绳2（n-1）根，其所受的荷载设计值合计为3N。
图1 脚手架卸荷示意图
2.4.1 每一吊点处钢绦绳录受的荷载设计值P：
P=3N2（n-1）•Kχ （1）
式中Kχ——考虑两根钢绦绳拉紧程度不一致造成受力不均而采用的“不均匀系数”，取Kχ=1.5。
2.4.2 钢绦绳的拉力计算。
2.4.2.1 外排吊点处钢绦绳的拉力TA：
TA=Psinα（2）
2.4.2.2 内排吊点处钢绦绳的拉力TB：
TB=Psinβ（3）
从公式（2）、（3）可知α和β角越大，TB和TB越小，故宜取 tgα≥5。
2.4.2.3 吊点处横向水平杆水平分为ＴAB：
TAB=Pctgα+Pctgβ=P(ctgα+ctgβ) (4)
2.4.3 钢绦绳及卡环的选择。
据（2）、（3）式的计算结果，按下式选择钢绦绳：
〔Fg〕=2FgK>TA(或TB) （5）
式中〔Fg〕—钢绦绳容许拉力（KN）；
Fg—钢绦绳的钢绦破断拉力总和（KN），可从《建筑施工工程师手册》表11-4查得；
α—考虑钢绦绳之间荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61鋼绦绳，α分别取0.85，0.82，0.80；
K——安全系数，取K=8。
卡环按上文提到的方法选择。
2.4.4 预埋吊环选择计算。
据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），每个吊环可按两个截面计算，吊环的应力不应大于50N/mm2，故吊环的截面积（mm2）按下式计算：
A=TA（或TB）2×50(6)式中TA、TB——钢绦绳的拉力（N）。
需要注意的是，公式（6）是两根钢绦绳分别设置一个吊环的计算公式；若两根钢绦绳只设置一个吊环，则应按下面方法计算出两根钢绦绳的拉力TA和TB的合力Ｔ，然后再按公式（６）选择吊环：
如图２所示，设两根钢绦绳的拉力分别为TA和TB,则共合力Ｔ为：Ｔ=TA2+TB2-2TA•TB•cos4(7)
式中：4=180+α-β。α，β见图1。
2.4.5 抗滑验算。
图2 合力T求解示意图
图3 垂直抗滑示意图
2.4.5.1 水平抗滑验算公式为
TAB <2×8=16KN （8）
式中2×8是每根横向水平杆按2个扣件计算，每个直角扣件的抗滑承载力设计值为8KN。
若不满足公式（17）的要求，可另增加横向水平杆顶住主体建筑物。
2.4.5.2 垂直抗滑验算。
按下式计算吊点处所需的抗滑扣件数n: n=P8(9)
式中P-吊点处的垂直力（KN）；
8——一个直角扣件的抗滑承载力（KN）。
一个步距内立杆已有2个扣件，所以吊点处每根立杆需要增加的扣件数为（n-2）个。
抗滑措施可在吊点步距内增设短立杆，上下与纵向水平杆顶紧，并用增加的扣件与原立杆扣紧（如图3所示）。
最后需要指出的是，为使斜拉钢绦绳各吊点之间同步受力，施工时用手动葫芦拉紧，以避免脚手架在受力后产生变形不一的现象。
［文章编号］1619-2737（2011）02-14-16
［作者简介］ 陈观德，男，籍贯：广东省化州市，单位：广东省化州市建筑工程总公司第三公司，职称：工程师。