悬挑脚手架方案自修改模板.doc

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名力纺织厂及周边地块
项目B区2#、 4#、 5#、 7#楼悬挑脚手架

搭
拆
施
工
方
案

编制人:

审核人:

常州市环海搭建有限公司
8月25日

目 录

一、 工程概况 3

二、 脚手架方案概述与编制依据 3

三、 材料与机具 4

四、 悬挑式外脚手施工工艺 4

五、 脚手架搭设要求 5

六、 质量标准 8

七、 脚手架的拆除 9

八、 安全技术与管理 9

九、 悬挑脚手架的设计计算 11

名力纺织厂及周边地块项目B区
2#、 4#、 5#、 7#楼外脚手架搭设施工方案
一、 工程概况
名力纺织厂及周边地块项目B区2#、 4#、 5#、 7#楼均为剪力墙结构, 高层建筑。均为地下二层, 地上33层。
二、 脚手架方案概述与编制依据
2.1、 方案概述
为了便于施工, 确保施工安全, 在对建筑设计图纸进行深入细致的研究, 并结合现场实际施工具体情况的了解, 最终拟订本脚手架施工方案( 脚手架跨距均为1.5米, 步距均为1.8米, 工字钢间距均为1.5米,钢丝绳采用16#) ) :具体如下:
1、 2#、 4#、 5#、 7#楼均为33层, 从4层、 10层、 16层、 22层、 28层结平悬挑。采用16#钢丝绳反拉悬挑16#工字钢悬挑五道。
2、 4层以下及二层商铺采用落地脚手架搭设, 待第一道悬挑工字钢放置好后拆除, 待最后外墙装饰时再搭设1层4层落地脚手架。
3、 工字钢和立杆间距均为1.5米。步距1.8米。锚箍为三道。
4、 顶层有屋面造型时能搭在屋面的搭设在屋面上, 不能搭设在屋面的由脚手架搭设上去。
2.2、 编制依据
1、 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》( JGJ130- )
2、 《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程-脚手架工程》( DB32/303-1999)
3、 《建筑结构荷载规范》( GBJP-87)
4、 《特殊作业人员安全技术考核管理规定》( GB5306-85)
5、 建筑施工脚手架实用手册( 含垂直运输设施)
三、 材料与机具
1、 脚手架钢管采用Φ48×3.0焊接钢管, 材料应符合GB700-88Q235的技术条件。钢管统一刷黄色油漆, 剪刀撑为黄黑警戒色。严禁使用裂缝、 严重锈蚀、 有0.5mm深以上刮伤、 焊接错位、 烧伤、 结疤、 打孔等缺陷的钢管。
2、 型钢悬挑支架: 16#工字钢。
3、 扣件: 采用Φ48钢管配套的直角扣件、 转向扣件和对接扣件。扣件的质量应符合《钢管脚手架扣件》( JGJ22) 的规定, 严禁使用有裂纹、 变形、 螺杆易滑出等有缺陷的扣件。旧扣件使用前应进行检查, 出现滑丝的螺栓必须更换。
4、 竹笆: 选用清洁、 完整的竹笆, 严禁使用霉烂、 变质、 抗折强度低的竹笆。
5、 密目网: 选用清洁、 无破损的密目网。每100cm2的面积上不少于 目。
6、 机具: 扳手、 起重绳索、 力矩扳手等。
四、 悬挑式外脚手施工工艺
4.1、 工艺流程
安装悬挑工字钢支架→锚环加固→穿水平横杆→拉钢丝绳→内立杆安装→外立杆安装→小横杆安装→剪刀撑、 连墙件安装→栏杆、 踢脚板安装→铺竹笆→安全网悬挂
4.2、 构造设计
悬挑外脚手由16#工字钢横梁、 Φ16钢丝绳反拉组成三角形承力架, 见脚手架构造图所示, 其中主要受力杆件为Φ16钢丝绳和水平悬挑16#工字钢。水平工字钢与楼面的锚固采用预埋Φ16带帽螺栓或Φ12圆钢焊接的方式, 做法见附图。
4.3、 预埋件安装
1、 浇筑16#工字钢悬挑层结平混凝土之前, 根据施工现场的工字钢平面布置图中工字钢横梁的位置安放锚环。
2、 锚环应在现场翻样, 统一制作成型; 该钢筋必须做拉伸、 弯曲试验。
3、 锚环的锚固弯钩必须安置在板底筋或梁主筋下面。
4.4、 工字钢支架安装
1、 工字钢安装须根据内立杆与建筑物外侧之间的距离保持300mm拉线安装, 要求整齐统一。
2、 工字钢安装遇剪力墙位置, 在浇筑剪力墙砼前预埋200×200泡沫, 在模板拆除后, 挖除泡沫穿型钢挑梁。在工字钢上一层框架梁对应位置预埋Φ16圆钢环, 采用Φ16钢丝绳反拉工字钢, 钢丝绳与工字钢拉结点采用专用夹具夹牢。钢丝绳每端的固定绳卡不得少于3个。
3、 靠外侧结平层垫50mm厚木方( L=300mm) , 距结平层外边缘50mm。
4、 型钢横梁拉线校正后, 在锚环处顶紧。
5、 型钢上下立杆在同一直线上。
6、 型钢间距1.5m。
7、 夹弄部位预埋16#工字钢, 工字钢安放在采光井两侧剪力墙内。在此部位遇挑工字钢时应用电焊把挑工字钢焊在夹弄部位的预埋16#工字钢上。
8、 型钢安装遇电梯井、 楼梯位置时, 方便通道畅通, 在电梯井、 楼梯剪力墙工字钢排放位置预埋150*150*10铁板, 安装时工字钢与铁板两边满焊。
4.5、 悬挑架搭设
1、 型钢支架安装结束后经项目部及监理验收合格, 可开始搭设悬挑脚手架, 立杆间距为1.5m, 立杆排距为1.05m, 内立杆离外墙面300mm, 步距1.8m, 其它搭设要点参见脚手架搭设要求。
2、 阁楼层脚手架搭设有屋面板处直接搭设在屋面上; 无屋面板处由悬挑脚手架搭设上去。
五、 脚手架搭设要求
5.1、 施工流程
1、 必须按照施工方案的要求搭设, 施工流程如下:
竖立杆并同时安放扫地杆→搭设水平杆→搭设剪刀撑和连墙杆→栏杆、 踢脚板安装→铺竹笆→张拉密目安全网→搭设安全防护→验收
5.2、 操作工艺
1、 按要求搭设。
2、 脚手架必须配合施工进度搭设, 脚手架必须高出操作层1.5m, 立杆顶部应高出屋面1.5m。
3、 铁板均应放在定位线上, 底座应拉线调直。
4、 搭设立杆应符合下列要求:
外径不同的钢管不应混合使用。
立杆间距1.5m, 横距1.05m, 步距1.8米, 里立杆距外墙面300mm。
立杆必须按施工方案规定的纵距和横距搭设。
底部立杆必须采用不同长度的钢管, 立杆的连接必须交错布置, 相临立杆的连接不在一高度上, 其错开高差不得少于500mm, 并布置于不同的楼层。
立杆接头除顶层可采用搭设连接外, 其余接头必须采用对接扣件连接。搭接连接长度于不小1m, 不少于2个旋转扣件固定。
周边脚手架应从一个角开始向两边延伸交圈搭设, ”一”字 型脚手架应从一个端开始向另一端搭设。在设置第一排连墙杆前, 每六跨应暂设一根抛撑, 与屋面的夹角呈45°~60°, 直杆件搭设后方可视其情况拆除。
5、 搭设纵向水平杆应符合下列要求 :
纵向水平杆应水平设置, 钢管的长度不宜小于三跨。
纵向水平杆步高均为每1.8m一道。
接头采用对接扣件连接, 内外两根相临纵向水平杆的接头, 不宜在同步跨内, 上下两个相临接头应错开一跨, 其错开的水平距离不应小于500mm, 各接头中心距立杆轴心距离应小于纵距的1/3。
纵向水平杆与立杆相交处必须用直角扣件与立杆固定。
沿建筑物周围搭设的脚手架应采用闭合形式, 脚手架的同一步纵向水平杆必须四周交圈。沿建筑物四周搭设的脚手架应闭合, 从封闭层起采用木板封闭, 以上每10m一道。
6、 搭设横向水平杆应符合下列要求:
水平杆设在纵向水平的下方, 凡立杆与纵向水平杆相交处必须设置一根横向水平杆, 严禁任意拆除。
7、 搭设纵横向扫地杆应符合下列要求:
每根立杆的底座向上200mm处应设置纵横向扫地杆, 用直角扣件与立杆固定。
当立杆底不在同一水平高度时, 必须将高处的纵向扫地杆低处延伸两跨, 并与低跨立杆固定。
8、 搭设剪刀撑应符合下列要求:
剪刀撑的布置应均匀, 剪刀撑钢管应拉线搭设, 与外立杆交接处均用旋转扣件与立杆连接。
剪刀撑设置在脚手架立杆外侧, 杆件接头采用搭接连接, 其搭接长度为1000mm, 3个悬转扣件固定, 固定间距800mm。
每付剪刀撑跨越立杆应为4~6根, 与纵向水平杆呈45°~60°夹角。
9、 连墙杆件安装应符合下列要求:
连墙杆件采用预埋Φ12带帽螺栓或者在楼面上预埋短钢管连接拉锚杆与内立杆固定。
连墙杆垂直方向每层布置, 水平间距3跨, 脚手架上部未设置连墙杆的自由高度不大于4m。
连墙件应均匀布置, 并采取梅花形布置; 连墙件应靠近主接点设置, 偏离主接点不应大于300mm。
连墙件必须从底层第一根纵向水平杆开始设置, 当该处设置有困难, 应采取其它可靠措施固定。
连墙杆与脚手架搭设同步设置。脚手架的最上部, 因承受较大风力, 拉撑连杆应加密设置。
10、 搭设防护栏杆应符合下列要求:
上栏杆的高度1.2米, 下栏杆高度0.25米。
挡脚板采用多夹板制成, 并加以黄黑油漆分色, 高度0.18米。
上栏杆、 下栏杆、 挡脚板均设在外立杆的内侧。
11、 铺竹笆:
每片竹笆必须四周固定, 内外大横杆间必须加两道颈杆后再铺竹笆。竹笆隔层满铺。在拐角、 斜道平台处的脚手竹笆, 应与横向水平杆可靠连接。
六、 质量标准
落地脚手架和悬挑脚手架搭设质量必须符合JGJ130- 中”脚手架搭设的技术要求、 允许偏差与检验方法”的要求, 具体见下表:
项次
项目
技术要求
允许偏差( mm)
检查方法
1
立杆垂直度

<H/500
用经纬仪或吊线与尺量检查
2
搭设中立杆垂直度
H<20m时

<50
同上
H<50m时

<75
3
间距
步距

+20
用尺量检查
立杆纵距

+50
立杆横距

+20
4
纵向水平杆高差
杆两端

20
用水平仪或水平尺与尺量检查
同跨同一横截面的高差

10
5
脚手架横向水平杆外伸长度

用尺量检查
6
扣件螺栓拧紧力矩

0.25~0.5m

力矩扳手检查
七、 脚手架的拆除
1、 脚手架的构配件质量与搭设质量应按规定验收合格后方准使用。脚手架拆除前应由项目工程师召集有关人员对工程进行全面检查与签证, 确认建筑物已施工完毕, 确已不需要脚手架时, 方可拆除。
2、 拆脚手架时, 地面应设围栏和警戒标志, 并派专人看守, 严禁非操作人员入内。
3、 拆架前全面检查脚手架, 重点检查扣件连接固定、 支撑体系, 拆除本段拉锚前必须经过横杆及室内别杆与建筑物作可靠连接。拆除脚手架前, 应将脚手架上的存留材料、 杂物等清理干净, 按自上而下, 先搭者后拆, 后搭者先拆的原则进行。
4、 脚手架拆除顺序一般为: 脚手笆→栏杆→剪刀撑→横杆→立杆, 自上而下逐步拆除, 一步一清, 不得采用踏步式拆法, 不准上下同时作业, 脚手架分段拆除时高差不应大于2步。
5、 拆下的杆件与零配件, 应分堆 ( 零配件装入塑料袋中) , 严禁高空抛掷。
6、 吊运竹笆及脚手架钢管等须专用的保险吊钩, 钢管严禁单点起吊, 要堆放平稳, 并严格控制脚手架上的施工荷载。
7、 固定件随脚手架逐层拆除, 当拆除至最后一节立柱时, 应搭设临时支撑加固后, 方可拆除固定件与支撑件。
八、 安全技术与管理
8.1、 安全技术
1、 架子工上岗操作必须符合下列条件:
架子工必须经过培训合格, 并取得架子工上岗操作证方可上岗操作;
架子工应每年体检, 凡有高血压、 心脏病、 癫痫病、 年老体弱, 不适合于高处作业的人, 禁止从事架子工作业;
架子工生病未愈或酒后不得上架子操作;
架子工上岗应将袖口扎紧, 不得穿硬底鞋及其它易滑鞋;
架子工操作时必须戴安全帽, 系安全带。
2、 架子工操作时必须注意下列事项:
安全带应高挂低用;
工具及小零件必须放在工具袋内;
脚手架上人员不得过分集中, 严禁打闹跑跳;
六极以上大风、 大雾、 暴雨、 雷击天气或夜间照明不足时, 严禁在架子上操作;
脚手架搭拆过程中, 若杆件尚未扣紧或扣件已拆除或松动时, 严禁中途停止作业;
不得单人进行搭设较重配件和其它易发生失衡脱手、 碰撞、 滑跌等不安全物作业;
搭设中不得随意改变构架尺寸和减少数量, 当需要对构件作调整时, 应经过项目工程师批准。
3、 防雷击措施:
钢管脚手架每50m设一处接地装置。如果最远点到接地装置脚手架上的过渡电阻超过相应缩小地装置的间距;
接地件采用1.8m钢管打入地下1.3m,接地线采用钢筋与接地钢管焊接;
接地线与脚手架用两道螺栓连接, 接触面不小于1000mm2, 连接时应将接触表面的漆清除干净, 并涂以中性凡士林, 要有振动的地方, 螺栓上应弹簧垫圈;
防雷措施施工完毕后应测量接地电阻, 合格后方可正常使用。
4、 安全网设置:
本工程主体阶段脚手架采用外脚手全封闭;
所有外脚手第一排起向上均用密目网全封闭;
人行斜道周围采用立网封闭;
悬挑脚手起步层与建筑物间的间隙必须采用木板内封闭, 以上每隔10m设置一道;
在工字钢挑梁上部4.5m部位设置大挑网。大挑网的内外口应由边绳与支杆绑牢, 外口应高出里口600mm以上, 其夹角以15度为宜, 里口应与脚手上设置的横杆绑牢, 不得留有空隙。网与网之间必须搭接牢靠, 不得留空隙, 网的转角部位必须搭牢、 绑紧。挑网有杂物应及时清除。
8.2、 安全管理
1、 作业层上的施工荷载应符合设计要求, 不得超载。不得将模板支架、 缆风绳等固定在脚手架上; 严禁悬挂起重设备。
2、 脚手架使用中, 应定期检查杆件的设置的连接, 连墙件、 支撑等的构造是否符合要求, 地基是否有积水, 底座是否有松动, 立杆是否悬空, 扣件是否松动, 脚手架的垂直度偏差, 安全防护措施是否符合要求, 是否超载。
3、 在脚手架的使用期间严禁拆除主节点处的纵、 横向水平杆、 扫地杆及连墙件。
4、 不得在脚手架基础及相邻处挖掘作业, 否则应采取安全措施。
5、 在脚手架上进行电、 气焊作业时, 必须有防火措施和专人看守。
6、 搭拆脚手架时, 地面应设围栏和警戒标志, 并派专人看守, 严禁非操作人员入内。

九、 悬挑脚手架的设计计算
一、 参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 17.7 m, 立杆采用单立杆;
搭设尺寸为: 立杆的纵距为 1.5m, 立杆的横距为1.05m, 立杆的步距为1.8 m;
内排架距离墙长度为0.30 m;
大横杆在上, 搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根;
采用的钢管类型为 Φ48×3.0;
横杆与立杆连接方式为单扣件;
连墙件布置取两步三跨, 竖向间距 3.6 m, 水平间距4.5 m, 采用焊缝连接;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):3.000; 脚手架用途:结构脚手架;
同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处江苏常州市, 基本风压0.4 kN/m2;
风荷载高度变化系数μz, 计算连墙件强度时取0.92, 计算立杆稳定性时取0.74, 风荷载体型系数μs 为0.214;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300; 栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150;
安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005; 脚手板铺设层数:4 层;
脚手板类别:竹笆片脚手板; 栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16a号槽钢, 其中建筑物外悬挑段长度1.5m, 建筑物内锚固段长度 2.3 m。
锚固压点螺栓直径(mm):20.00;
楼板混凝土标号:C35;
6.拉绳与支杆参数

钢丝绳安全系数为:6.000;
钢丝绳与墙距离为(m):3.300;
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结, 最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。
二、 大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130- )第5.2.4条规定, 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。将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.033 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ;
活荷载标准值: Q=3×1.05/(2+1)=1.05 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166 kN/m;
活荷载的设计值: q2=1.4×1.05=1.47 kN/m;

图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、 图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.166×1.52+0.10×1.47×1.52 =0.361 kN·m;
支座最大弯距计算公式如下:
M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.166×1.52-0.117×1.47×1.52 =-0.424 kN·m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ =Max(0.361×106,0.424×106)/4490=94.432 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ = 94.432 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2, 满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。
计算公式如下:
νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中: 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.138 kN/m;
活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m;
最大挠度计算值为: ν = 0.677×0.138×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×107800) = 2.583 mm;
大横杆的最大挠度 2.583 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm, 满足要求!
三、 小横杆的计算
根据JGJ130- 第5.2.4条规定, 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作为小横杆集中荷载, 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= 0.033×1.5 = 0.05 kN;
脚手板的自重标准值: P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158 kN;
活荷载标准值: Q=3×1.05×1.5/(2+1) =1.575 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.05+0.158)+1.4 ×1.575 = 2.454 kN;

小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax = ql2/8
Mqmax = 1.2×0.033×1.052/8 = 0.006 kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax = Pl/3
Mpmax = 2.454×1.05/3 = 0.859 kN·m ;
最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.864 kN·m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.864×106/4490=192.514 N/mm2 ;
小横杆的最大弯曲应力 σ =192.514 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/mm2, 满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
νqmax = 5ql4/384EI
νqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800) = 0.024 mm ;
大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.158+1.575 = 1.782 kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
νpmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI
νpmax = 1782.45×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 3.298 mm;
最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.024+3.298 = 3.322 mm;
小横杆的最大挠度为 3.322 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求!
四、 扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、 旋转单扣件承载力取值为8.00kN, 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时, 扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
大横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.5×2/2=0.05 kN;
小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.05/2=0.017 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN;
活荷载标准值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.05+0.017+0.236)+1.4×2.362=3.672 kN;
R < 8.00 kN, 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、 脚手架立杆荷载的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、 活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值, 为0.1248kN/m
NG1 = [0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×17.70 = 2.700kN;
(2)脚手板的自重标准值; 采用竹笆片脚手板, 标准值为0.3kN/m2
NG2= 0.3×4×1.5×(1.05+0.3)/2 = 1.26 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值; 采用竹笆片脚手板挡板, 标准值为0.15kN/m
NG3 = 0.15×4×1.5/2 = 0.45 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载, 包括安全网:0.005 kN/m2
NG4 = 0.005×1.5×17.7 = 0.133 kN;
经计算得到, 静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.543 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和, 立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到, 活荷载标准值
NQ = 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.543+ 0.85×1.4×4.725= 11.074 kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.543+1.4×4.725=12.066kN;
六、 立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2), 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009- )的规定采用: ω0 = 0.4 kN/m2;
μz -- 风荷载高度变化系数, 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009- )的规定采用: μz= 0.74;
μs -- 风荷载体型系数: 取值为0.214;
经计算得到, 风荷载标准值为:
Wk = 0.7 ×0.4×0.74×0.214 = 0.044 kN/m2;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.044×1.5×1.82/10 = 0.026 kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 : N = 11.074 kN;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 : N = N'= 12.066kN;
计算立杆的截面回转半径 : i = 1.59 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130- )表5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130- )表5.3.3得 : μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定: l0 = 3.118 m;
长细比: L0/i = 196 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 : φ= 0.188
立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) : W = 4.49 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 : [f] =205 N/mm2;
考虑风荷载时
σ = 11074.212/(0.188×424)+25644.058/4490 = 144.639 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 144.639 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2, 满足要求!
不考虑风荷载时
σ = 12066.462/(0.188×424)=151.376 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 151.376 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2, 满足要求!
七、 连墙件的计算
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl = Nlw + N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92, μs＝0.214, ω0＝0.4,
Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.4 = 0.055 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130- )5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN), 按照下式计算:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 1.25 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.25 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l/i = 350/15.9的结果查表得到 φ=0.941, l为内排架距离墙的长度;
A = 4.24 cm2; [f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.941×4.24×10-4×205×103 = 81.792 kN;
Nl = 6.25 < Nf = 81.792,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用焊接方式与墙体连接, 对接焊缝强度计算公式如下
σ = N/lwt ≤ fc 或 ft
其中 N为连墙件的轴向拉力, N=6.25 kN;
lw为连墙件的长度, 取Lw=10×d=120 mm;
t为连墙件钢管的厚度, t=3 mm;
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度, 取185.0 N/mm2;
经过焊缝抗拉强度 σ=6250.267 /( 120×3)= 17.36 N/mm2;
经过焊缝抗拉强度σ= 17.36 < ft =185; 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

八、 悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分受脚手架荷载N的作用, 里端B为与楼板的锚固点, A为墙支点。
本方案中, 脚手架排距为1050mm, 内排脚手架距离墙体300mm, 支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.2 cm4, 截面抵抗矩W = 108.3 cm3, 截面积A = 21.95 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×4.543 +1.4×4.725 = 12.066 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.95×0.0001×78.5 = 0.207 kN/m;

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:
R[1] = 17.326 kN;
R[2] = 7.6 kN;
R[3] = -0.007 kN。
最大弯矩 Mmax= 2.424 kN·m;
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 2.424×106 /( 1.05 ×108300 )+ 9.45×103 / 2195 = 25.619 N/mm2;
水平支撑梁的最大应力计算值 25.619 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
九、 悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用16a号槽钢,计算公式如下
σ = M/φbWx ≤ [f]
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数, 按照下式计算:
φb = (570tb/lh)×(235/fy)
经过计算得到最大应力φb = (570tb/lh)×(235/fy)=570 ×10×63× 235 /( 3000×160×235) = 0.75
由于φb大于0.6, 根据《钢结构设计规范》(GB50017- )附表B, 得到 φb值为0.69。
经过计算得到最大应力 σ = 2.424×106 /( 0.69×108300 )= 32.291 N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算 σ = 32.291 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
十、 拉绳的受力计算
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
RAH = ΣRUicosθi
其中RUicosθi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=18.436 kN;
十一、 拉绳的强度计算
钢丝拉绳(支杆)的内力计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算, 为
RU=18.436 kN
选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa, 直径14mm。
[Fg] = aFg/K
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN), 查表得Fg＝123KN;
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数, 对6×19、 6×37、 6×61钢丝绳分别取0.85、 0.82和0.8。α＝0.85;
K -- 钢丝绳使用安全系数。K＝6。
得到: [Fg]=17.425KN<Ru＝18.436KN。
经计算, 选此型号钢丝绳不能满足要求。
建议取6×19钢丝绳, 最小直径为: 15.5mm。
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N, 为
N=RU=18.436kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
σ = N/A ≤ [f]
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度, 按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(18436×4/(3.142×50×2)) 1/2 =15.3mm;
实际拉环选用直径D=16mm 的HPB235的钢筋制作即可。
十二、 锚固段与楼板连接的计算
1.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓, 螺栓粘结力锚固强度计算如下
锚固深度计算公式:
h ≥ N/πd[fb]
其中 N -- 锚固力, 即作用于楼板螺栓的轴向拉力, N = 0.007kN;
d -- 楼板螺栓的直径, d = 20mm;
[fb] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度, 计算中取1.57N/mm2;
[f]-- 钢材强度设计值,取215N/mm2;
h -- 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度, 经过计算得到 h 要大于
7/(3.142×20×1.57)=0.071mm。
螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4×3.14×202×215×10-3=67.51kN
螺栓的轴向拉力N=0.007kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.51kN, 满足要求!
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓, 混凝土局部承压计算如下
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:
N ≤ (b2-πd2/4)fcc
其中 N -- 锚固力, 即作用于楼板螺栓的轴向压力, N = 7.6kN;
d -- 楼板螺栓的直径, d = 20mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长, b=5×d=100mm;
fcc -- 混凝土的局部挤压强度设计值, 计算中取0.95fc=16.7N/mm2;
(b2-πd2/4)fcc=(1002-