扣件式钢管脚手架风荷载标准值计算

扣件式钢管脚手架风荷载标准值计算

在编制扣件式钢管脚手架安全施工组织设计时，作用于脚手架的水平风荷载，往往是计算的难点之一。我们依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）（以下简称《脚手架规范》）和国家现行《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）（以下简称《荷载规范》）的有关规定，对风荷载的计算参数进行分析，找出规律性的内涵，以便准确地计算，确保施工安全。

脚手架规范第4.2.3条规定：作用于脚手架的水平风荷载标准值，应按下式计算：

ωk=0.7μzμsω0

式中ωk——风荷载标准值（kN/m2）

μz——风压高度变化系数；

μs——脚手架风荷载体型系数

·ω0——基本风压（kN/m2）。

计算风荷载标准值除修正系数外，还有三个参数，现分析归纳如下：

一、基本风压ω0及修正系数

基本风压ω0应按荷载规范“全国基本风压分布图”的规定采用。

荷载规范规定：风荷载标准值ωk=βzμzμsω0，即风荷载标准值中还应乘以风振系数βz，以考虑风压脉动对高层建筑结构的影响。脚手架规范编制时，考虑到脚手架附着在主体结构上，故取βz=1。

荷载规范规定的基本风压是根据重现期为30年确定的，而脚手架使用期较短，遇到强劲风的概率相对要小得多，基本风压ω0乘以0.7修正系数是参考英国脚手架标准计算确定的。

二、风压高度变化系数μz

荷载规范规定：风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》采用。

地面粗糙度可分为A、B、C三类

A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

B类指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较烯疏的中、小城镇和大城市郊区

C类指有密集建筑群的在城市市区。

选用风压高度变化系数，应注意以下两种情况：

1．立杆稳定计算，应取离地面5m高度计算风压高度变化系数。经计算，风荷载虽然在脚手架顶部最大，但此处脚手架结构所产生的轴压力很小，综合计算值最小；5m高度处组合风荷载产生计算值虽较小，但脚手架自重产生的轴压力接近最大，综合计算值最大。根据以上分析，立杆稳定性计算部位为底部。

2．连墙件计算，应取脚手架上部计算风压高度变化系数。连墙件的轴向力设计值与风压高度变化系数成正比函数关系，即架体升高，风压高度变化系数增大，连墙作轴向力设计值随之增大，架体顶部达到最大。连墙件稳定承载力及扣件抗滑承载力验算，应取连墙件最大轴向力设计值。

三、风荷载体型系数μs

风荷载体型系数按《脚手架规范》4.2.4规定计算。

脚手架的风荷载体型系数μs表1

背靠建筑物的状态

全封闭墙

敞开、框架和开洞墙

脚手架状态

全封闭、半封闭

1.01.3

敞开

μstw

1．密目式安全立网全封闭及半封闭单、双排脚手架风荷载体型系数

哈尔滨建筑工程学院编的《建筑施工专职安全人员继续教育培训班培训资料》，对密目式安全立网全封闭脚手架挡风系数计算如下：根据国标《密目式安全网》（GB16909-1997）5.2.1条规定：网目密度不应低于800目/100cm2。设100cm2网目，目数为N＞800目，经计算，其挡风面积与迎风面积比值即An/Aw=0.54（含脚手架钢管挡风面积），挡风系数=1.2×0.54=0.648。

背靠建筑物为全封闭墙：μs=1.0=0.648；

背靠建筑物为敞开、框架和开洞墙：

μs=1.3=0.8424；

密目式安全立网半封闭脚手架的风荷载体型系数同全封闭脚手架。

目前建筑工地使用的密目式安全立网，是建设部规定的网目密度不低于2000目/100cm2的立网，应按此规定执行。

2．敞开式单、双排脚手架风荷载体型系数

按脚手架规范表4.2.4规定采用

根据上述规定，敞开式脚手架风荷载体型系数计算公式为：

单排脚手架（单榀桁架）μs=μs

双排脚手架（n榀桁架，n=2）

（1）挡风系数值计算μs=μs[（1－η2）/(1－η)]

1）直接按脚手架规范附录A表A-3查表采用。

2）按脚手架规范条文说明规定的计算公式计算

=（1.2An）/（la·h）

（2）桁架构件的体型系数μs值计算

按荷载规范表6.3.1第36项（b）规定计算：

“全国基本风压分布图”中，基本风压最大地区

ω0=0.75kN/m2，故φ48mm（φ51mm）钢管脚手架整体计算时，桁架构件的体型系数μs=1.2。

（3）双排脚手架系数η值计算

η值按荷载规范表6.3.1第32项查表选用。采用扣件式双排钢管脚手架施工，钢管规格为φ48×3.5mm，脚手架搭设高度50m，搭设尺寸，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.2m，步距h=1.8m，连墙杆设置为二步三跨。要求计算：1．脚手架用密目安全立网（网目密度不低于2000目/100cm2）全封闭；2．脚手架敞开式，两种情况，离地面5m 及50m高度风荷载标准值。

1．全封闭脚手架

查“全国基本风压分布图”，济南地区基本风压

ω0=0.35kN/m2。

查荷载规范表6.2.1，大城市郊区，地面粗糙度B类，离地面5m 高度μz=0.8，50m高度μz=1.67。

背靠建筑物为框架结构，偏于安全计算，取挡风系数=1.0，

μs=1.3=1.3

离地面5m高度，ωk=0.7×0.8×1.3×0.35=0.2548kN/m2

离地面50m高度，ωk=0.7×1.67×1.3×0.35=0.5319kN/m2。

2．敞开式脚手架

基本风压及风压高度变化系数同全封闭脚手架。

由脚手架规范附录A表A—3查挡风系数=0.089（或由公式计算，=1.2An/l0·h=0.089）。

凡塔载规范表6.3.1第32项查表，n=2（双排），lb/h=1.2/1.8＜1，＜0.1，η=1。

查荷载规范表6.3.1第36项ω0d2=0.35×0.0482=0.0008＜

0.002，桁架杆件的体型系数μs=1.2。

μs=μstw=μs[（1－η2）/(1－η)]=μs（1+η）

=0.089×1.2×（1+1）=0.2136

离地面5m高度，ωk=0.7×0.8×0.2136×0.35=0.0419kN/m2；

离地面50m高度，

ωk=0.7×0.167×0.2136×0.35=0.0874kN/m2。

综上所述，为准确、快速地计算扣件式钢管脚手架风荷载标准值，本文将有关规范条文、计算公式、表格及数据归纳综合，以供读者参考。(牛广文)