一、 工程简介：

温州发电厂三期工程主厂房除氧煤仓间为现浇钢筋砼双框架结构，纵向总长22.400m，横向全长约145.8 m，共设0 m层、6.3 m层、12.7 m层、20 m层、27.8 m层、36.4 m层、44.3 m层7个楼，屋面高度44m，局部高度54.5 m。

业主单位是温州发电厂三期开发有限责任公司；监理单位由中国电力建设工程咨询公司和浙江省电力监理有限公司联合组成；结构设计单位是浙江省电力设计院；土建施工单位是浙江省二建建设集团有限公司，施工用脚手架方案自行设计。

　　二、外脚手架的设计与计算

1.材料采用φ48×3.5钢管，截面积A＝4.89×102mm²，惯性矩I＝12.19×104 mm⁴，抵抗矩W＝5.08×103 mm³，回转半径i＝15.8mm，重量3.8kg/m，扣件采用普通直角扣件，脚手片1.5m×1m为竹制，安全网为密目式阻燃安全网。

2.外架为双排脚手架，搭设高度54.5m，25m以下采用双立杆加固，搭设尺寸为：立杆步距１.8m，立杆的纵距１.5m立杆的横距１.4m；连墙件采用2步3跨布置，施工均布荷载为3.0kN/m²，操作层5层满铺脚手片，同时施工2层，整片外架外侧拉设密目式安全网，剪刀撑按每10m连续设置一道。

　　三、计算

　　1.纵向水平杆（大横杆）的计算（见图1）：

　　

　　图1　大横杆计算简图

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

按照大横杆上面的脚手片和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

　　（1）均布荷载值计算

　　大横杆的自重标准值

　　P₁=0.038kN/m

　　脚手片的荷载标准值

　　P₂=0.35×1.5/3＝0.175kN/m

　　活荷载标准值

　　Q=3.0×1.5/3＝1.50kN/m

　　静荷载计算值

　　q₁=1.2×0.038＋0.2×0.175＝0.256kN/m

　　活荷载计算值

　　q₂=1.4×1.5＝2.10kN/m

　　（2）强度计算

　　最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

　　跨中最大弯矩

　　

　　选择支座弯矩和跨中弯矩最大值进行强度验算：

　　σ＝M/W＝0.878×10³/5.08

　　　＝172.8N/mm²<F＝205N>2

　　强度满足要求。

　　（3）挠度计算

　　静荷载标准值

　　q₁=0.038＋0.175＝0.213kN/m

　　活荷载计算值

　　q₂=1.5kN/m

　　υ_max＝0.677·q₁L⁴/100EI＋0.990·q₂ L⁴/100EI

　　＝（0.677×0.213＋0.99×1.5）×1800⁴/（100×2.06×10 ⁵×121900）

　　＝6.84mm

　　大横杆的最大挠度小于1800/150与10mm，满足要求。

　　2.横向水平杆（小横杆）的计算：

　　小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

　　用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

　　（1）荷载值计算：

　　大横杆的自重标准值

　　P₁=0.038×1.5＝0.057kN

　　脚手片的荷载标准值

　　P₂=0.35×1.5×1.4/3＝0.245kN

　　活荷载标准值

　　Q=3.0×1.5×1.4/3＝1.4kN/m

　　荷载计算值P＝1.2×（0.057＋0.24）＋1.4×1.4＝2.316kN

　　

　　图2　小横杆计算简图

　　（2）强度计算：

　　最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。

　　

　　满足要求。

（3）挠度计算：

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和。自重均布荷载下最大挠度

　　

　　最大挠度和

　　υ_max＝0.07＋6.6＝6.67mm

　　小横杆的最大挠度和小于1400/150与10mm，满足要求。

　　3.扣件抗滑力的计算

　　根据《规范》5.25要求R≤R_c

　　其中R_c——扣件抗滑承载力设计取8.0kN；

　　R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

　　荷载值的计算

　　横杆自重标准值

　　P₁=0.038×1.4＝0.05kN

　　脚手片的荷载标准值

　　P₂=0.2×1.4×1.5/2＝0.21kN

　　活荷载标准值

　　Q=3.5×1.4×1.5/2＝3.67kN

　　荷载计算值

　　R＝1.2×（P₁＋P₂）＋1.4×Q＝5.45kN

　　单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

　　4.立杆的稳定性计算

　　作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

　　（1）静荷载标准值

　　立杆承受的结构自重

　　N_G1=0.1248×54.5＝6.427kN

　　脚手片的自重

　　N_G2=0.35×5×1.4×1.5/2＝1.837kN

　　栏杆、挡脚手板自重

　　N_G3=0.14×5×1.4×1.4/2＝0.49kN

　　吊挂的安全设施荷载（包括安全网）

　　N_G4=0.009×1.4×1.5/2＝0.009kN

　　静荷载标准值

　　N_G＝N_G1＋N_G2＋N_G3＋N_G4＝8.763kN

　　（2）活荷载标准值

　　活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

　　活荷载标准值

　　N_Q＝2×2×1.5×1.4/2

　　＝4.2kN

　　（3）风荷载标准值

　　w_K=0.7×U_z·U_s·w_o

　　＝0.7×1.36×0.116×0.4

　　＝0.044kN/m²

　　其中U_z——风荷载高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定，取1.360；

　　U_s——风荷载体型系数，按《规范》取0.116；

　　w_o——基本风压，按《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定，取0.40；

　　（4）立杆的稳定性

　　考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：

　　

　　其中N——立杆的轴心压力设计值，

　　N＝1.2N_G+0.85×1.4 N_Q＝15.5kN；

　　

　　A——立杆净截面面积，A＝4.89cm³；

　　

　　M_w——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，

　　M_w＝0.85×1.4W²Lah²/10

　　＝0.