住宅工程外脚手架施工方案-型钢悬挑脚手架计算书.doc

外排综合脚手架工程施工方案

工程名称： XX商住小区

工程地点： XX县XXXX地块

施工单位： XX县XX建筑安装工程有限公司

编制单位：XX县XX建筑工程有限限公司
XX小区项目经理部
编 制 人：
编制日期： 2012 年 10 月 16 日
审批单位： XX县XX建筑安装工程有限公司
审批负责人：
审批日期： 年 月 日

目 录

第一章 工程概况 1
第一节 概况 1
第二节 编制依据 2
第三节 施工总平面图 2
第二章 脚手架设计 3
第一节 材料的选用 3
一、 钢管 3
二、 扣件 3
三、 钢丝绳 3
四、 连墙件 3
五、 脚手板 4
六、 安全网 4
七、 标志板 4
八、 花篮螺丝 4
第二节 脚手架的搭设 4
一、 平面布置 4
二、 立面布置 4
三、 斜道搭设 5
四、 纵向水平杆的构造 6
五、 横向水平杆的构造 6
六、 立杆的构造 6
七、 连接、对接，应符合有关规定 7
第三节 节点构造 7
一、 连接杆 7
二、 吊环 7
三、 脚手架安全防护装置 8
四、 脚手架防雷措施 9
第三章 落地外排架设计计算 9
第一节 建筑物全高处外排脚手架设计计算 9
一、 大横杆的计算: 9
二、 小横杆的计算: 11
三、 扣件抗滑力的计算: 12
四、 脚手架荷载标准值: 13
五、 立杆的稳定性计算: 15
六、 连墙件的计算: 16
七、 立杆的地基承载力计算: 18
第二节 塔楼外排脚手架设计计算 19
一、 大横杆的计算: 20
二、 小横杆的计算: 21
三、 扣件抗滑力的计算: 23
四、 脚手架荷载标准值: 24
五、 立杆的稳定性计算: 26
六、 连墙件的计算: 27
七、 立杆的地基承载力计算: 28
第三节 群楼外排脚手架设计计算 29
一、 大横杆的计算: 30
二、 小横杆的计算: 31
三、 扣件抗滑力的计算: 33
四、 脚手架荷载标准值: 34
五、 立杆的稳定性计算: 36
六、 连墙件的计算: 37
七、 立杆的地基承载力计算: 38
第四节 型钢悬挑脚手架计算书 43
一、型钢悬挑架的构造要求: 44
二、 小横杆的计算: 44
三、 大横杆的计算: 45
四、 扣件抗滑力的计算: 47
五、 脚手架荷载标准值: 47
六、 立杆的稳定性计算: 49
七、 连墙杆的计算: 50
八、 悬挑梁的受力计算: 51
九、 悬挑梁的整体稳定性计算: 53
十、 拉杆的受力计算: 53
十一、拉杆的强度计算: 53
十二、锚固段与楼板连接计算 54
第四章 施工组织与管理 57
第一节 组织机构及人员结构 57
一、 组织架构 57
二、 主要人数安排 58
三、 作业人员的有关规定 58
第二节 脚手架安装、拆除规定 58
第三节 搭设规定 59
第四节 拆卸规定 60
第五节 脚手架使用与保护 61
第六节 安全防护棚 61
第七节 安全措施 61
第八节 应急预案 62
第五章 脚手架验收 63

型钢悬挑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）。

悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.20m。拉杆采用钢管100.0×10.0mm。
一、型钢悬挑脚手架构造要求
1）水平悬挑梁
水平悬挑梁必须保证有足够的锚固强度和截面抗屈曲能力，水平悬挑梁的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同，立杆直接支承在悬挑梁上。上部脚手架立杆与挑梁支承结构应有可靠的定位连接措施，以确保上部架体的稳定。采用在挑梁上焊接200mm、外径Ф25钢筋，立杆套座其外，并同时在立杆下部设置扫地杆。见下图

2）

3）钢筋拉环、Ω型压环与型钢间隙用木楔楔紧。

4）钢筋拉环、Ω型压环预埋位置宜为悬挑工字钢尾端向里30㎝处。钢筋预埋至砼板、砼梁底部，每侧平直段不小于0.15米，Ω型压环预埋至砼板、砼梁底部，2根1.5米长直径18二级钢筋放置U型筋上部。
（5）悬挑梁支承位置宜设置在结构梁上。悬挑端应按悬挑跨度起拱1％。
（6）

压环钢筋1

压环钢筋2
二、工程参数

三、横向水平杆（小横杆）验算
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定:
“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是：脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆，如图：

横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
（一）抗弯强度计算
1、

2、作用横向水平杆线荷载设计值：
q=1.4×QK×S+1.2×QP1×S=1.4×2×1.5+1.2×0.3×1.5=4.74 kN/m
3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载），最大弯矩：
Mmax=
qlb2
=
4.74×1.052
=
0.653kN·m
8
8
4、钢管载面模量W=5.26cm3
5、Q235钢抗弯强度设计值，f=205N/mm2
6、计算抗弯强度

7、结论：满足要求
（二）变形计算
1、钢材弹性模量E＝2.06×105N/mm2
2、钢管惯性矩I＝12.71cm4
3、容许挠度 [ν]=l/150与10mm
4、验算挠度
ν=
5qklb4
=
5×3.45×10504
=
2.1mm
〈
1050
＝7与10mm
384EI
384×2.06×105×12.71×104
150
5、结论：满足要求
四、纵向水平杆(大横杆)验算
双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图：

不需要计算抗弯强度和挠度。
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：

由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值
Fk=0.5qklb(1+
a1
)2=0.5×3.45×1.05(1+
0.15
)2
=2.37kN
lb
1.05
五、扣件抗滑承载力验算

六、计算立杆段轴向力设计值N
立杆稳定性计算部位取脚手架底部。
1、脚手架结构自重标准值产生的轴向力
NG1K=Hsgk=18×0.1295=2.33kN
Hs——脚手架高度gk——每米立杆承受的结构自重
2、构配件自重标准值产生的轴向力
NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×(1.05+0.15)×1.5×3×0.3+0.17×1.5×3+1.5×18×0.01=1.845kN

N=1.2(NG1K+NG2K)+0.9×1.4∑NQk=1.2×(2.33+1.845)+0.9×1.4×3.60=9.55kN
5、不组合风荷载时立杆轴向力设计值N
N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4∑NQk=1.2×(2.33+1.845)+1.4×3.60=10.05kN
七、立杆的稳定性计算
组合风荷载时，由下式计算立杆稳定性
N
+
Mw
≤f
jA
W

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Mw=0.9×1.4Mwk=
0.9×1.4ωklah2
10
其中，la——立杆纵距；h——步距；
风荷载标准值ωk=0.7µz·µs·ω0
ω0——基本风压，取广东河源50年一遇值，ω0=0.35kN/m2
µz——

µs——脚手架风荷载体型系数,µs=1.3f=1.3×0.8=1.040 ，值大于1.0时，取1.0。
风荷载产生的弯曲压应力：
σw=
Mw
=
0.9×1.4×0.7µzµsω0lah2
W
10W

σw=
0.9×1.4×0.7× 1.79×1.0×0.35×1.5×1.82×106
=51.1 N/mm2
10×5.26×103
计算长细比λ：

l0——计算长度，l0=kµh；i——截面回转半径；k——计算长度附加系数，其值取1.155；
µ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范表5.2.8采用；立杆横距lb=1.05m，连墙件布置二步二跨，查规范表5.2.8得µ=1.5.h——步距,1.8m

根据λ的值，查规范得轴心受压构件的稳定系数j=0.188。
组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.2.6-2验算：

N
+
Mw
=
9.55×103
+51.1=151.491N/mm2 <f=205N/mm2
jA
W
0.188×506
结论:满足要求!
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.2.6-1验算:

结论:满足要求!
八、连墙件计算
（一）脚手架上水平风荷载标准值ωk

（二）求连墙件轴向力设计值N
每个连墙件作用面积Aw=2×1.8×2×1.5=10.80m2
N=Nlw+N0=1.4wkAw+3=1.4×0.46×10.80+3=9.96kN
Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值；
N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架N0=3kN；
（三）连墙件稳定计算

连墙杆采用钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lH=0.3m，因此长细比
λ=
lH
=
30.0
=19 <[λ]=150
i
1.59
根据λ值，查规范附录表C，

满足要求!。
抗滑承载力计算
连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力取12kN。
Nl=9.96kN< 12kN

连墙件扣件抗滑承载力满足要求!
九、悬挑梁计算

单跨外伸梁计算简图
上图中，m =1.5m，l = 2.3m，m1 =0.3m，m2 =1.35m；
悬挑水平梁采用16号工字钢，截面惯性矩I = 1130.0cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141.0cm3，截面积A=26.1cm2；

C点最大挠度计算公式
其中 k=m/l=1.5/2.3=0.652，kl=ml/l=0.3/2.3=0.13，k2=m2/l=1.35/2.3=0.587
经计算，支座反力 RA = 28.078kN，支座反力 RB = -7.043kN，最大弯矩 Mmax = 16.859kN.m

（一）悬挑梁抗弯强度计算
σ
Mmax
=
16.859×106
=113.874 < 205 N/mm2
1.05×W
1.05×141.0×103
结论：抗弯强度满足要求!
（二）悬挑梁挠度计算——钢管脚手架

结论：因已在悬挑梁端头设置了钢丝绳，故挠度视为满足要求！
十、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用：16号工字钢
（一）求均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数jb
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录表B.2，jb＝2.0
当jb >0.6的时候，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B.1－2式
jb =1.07－
0.282
=0.929
jb
最终取jb＝0.929
（二）整体稳定验算

十一、悬挑梁钢丝绳计算
(一)钢丝绳的轴力计算
将钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件，其计算简图如下：

计算简图(kN)

弯矩图(kN.m)

剪力图(kN)
经计算,从左到右各支座力分别为：
Ra=11.315kN，Rb=9.88kN，Rc=-0.16kN
钢丝绳的轴力按下式计算：
sina==3/3.31=0.906

（二）选择钢丝绳

（三）钢丝绳的拉环强度计算
钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N，为12.489KN。
钢丝绳拉环的强度计算公式为

其中， [f]为吊环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》9.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。钢丝绳拉环最小直径

钢丝绳拉环最小直径为11mm, 按构造要求直径不低于20mm。
十二、悬挑梁锚固段与楼板连接计算
悬挑梁与楼板锚固处作法如下图：

（一）预埋件强度计算
计算悬挑梁与楼板锚固件强度时，钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件，经计算RC=7.043kN；

按照《混凝土结构设计规范GB50010-2010》9.7.6条规定，吊环应采用HPB300级钢筋制作，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。锚固拉钢筋直径18mm，强度计算如下：
σ=

N
＝

N
=

7043.000
=13.84 <［f］=65N/mm2

A
2πd2
2×3.142×182
4
4
满足要求!
（二）预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算

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