BC沈阳悬挑架专项方案.doc

方案一
1、依照现场小横杆设立较少状况，现场架体增设小横杆，小横杆按间距3.0m梅花形设立。
2、考虑到21.5钢丝绳较粗，弯曲较难，现场采用双18.5钢丝绳进行拉结承载，计算如下：
18.5#钢丝绳破断拉力为219mpa，共计438＞Tg=295.65
详细详见下图：

九 计算书
钢管脚手架计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-）。
计算脚手架为双排脚手架，搭设高度为53米，立杆采用单立杆。搭设尺寸为：立杆纵距1.50米，立杆横距1.0米，立杆步距1.50米,采用钢管类型为48×3.0，连墙件采用2步5跨，竖向间距3.5米，水平间距7.5米。装修施工均布荷载为2.0kN/㎡，施工1层，脚手板共铺设2层。本架体采用直径18..5mm钢丝绳卸载，底部采用16a号槽钢作悬挑水平钢梁，U口垂直。水平向抱于柱中，横向抱于每个框架柱
1.1、小横杆计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆上面。
按照小横杆上面脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆自重原则值 P1=0.0329kN/m
脚手板荷载原则值 P2=0.350×1.50×2/2=0.525kN/m
活荷载原则值 Q= 2.0×1.50=3 kN/m
荷载计算值 q=1.2×（0. 0329+0.525）+1.4×3=4.869kN/m
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下弯矩
计算公式如下:

M=4.869×1.0002/8=0.61kN.m
=0.61×106/4490=135.86N/mm2
小横杆计算强度不大于205.0N/mm2,满足规定!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下挠度
计算公式如下:

简支梁均布荷载作用下最大挠度
V=5.0×4.869×10004/(384×2.06×105×108000)=2.85mm
小横杆最大挠度不大于1000/150与10mm,满足规定!
1.2、大横杆计算:
本脚手架大横杆之间不另行设立小横杆，除主节点处外，大横干不承受荷载，故对大横杆不予计算。
1.3、扣件抗滑力计算:
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值；
1.荷载值计算
横杆自重原则值 P1=0.0329×1.500/2=0.025kN
脚手板荷载原则值 P2=0.35×1.000×1.500×2/2=0.525kN
活荷载原则值 Q=2.000×1.000×1.500/2=1.5kN
荷载计算值 R=1.2×0.025+1.2×0.525+1.4×1.5=3.03kN
单扣件抗滑承载力设计计算满足规定!
1.4、脚手架荷载原则值:
由于本工程钢丝绳拉结点设于每个悬挑单元一层梁上，因此第一悬挑单元需在第二个悬挑单元首层顶板浇筑后，钢丝绳具备承载受力，方可拆除第一种悬挑单元架体，因此作用于脚手架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载按53层考虑。
静荷载原则值涉及如下内容：
(1)每米立杆承受构造自重原则值(kN/m)；本例为0.14
NG1 = 0.14×53=7.42kN
(2)脚手板自重原则值(kN/m2)；本例采用木脚手板，原则值为0.35
NG2 = 0.350×2×1.500×1.0/2=0.525kN
(3)栏杆与挡脚手板自重原则值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14
NG3 = 0.140×1.500／2=0.105kN
(4)吊挂安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.01
NG4 = 0.01×1.500×53=0.795kN
经计算得到，静荷载原则值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =8.95kN。
活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。
经计算得到，活荷载原则值 NQ = 2.0×1.500×1.0/2=1.5kN
风荷载原则值应按照如下公式计算

其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-)规定采用：W0 = 0.45
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-)规定采用：Uz = 1.56
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.3φ=1.3*0.8=1.04
经计算得到，风荷载原则值Wk = 0.7×0.45×1.56×1.04 = 0.511kN/m2。
考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ
=1.2×8.95+0.85×1.4×1.5=12.525kN
风荷载设计值产生立杆段弯矩 MW计算公式
MW = 0.85×1.4Wklah2/10=0.85×1.4×0.511×1.5×1.52/10=0.205kNm
其中 Wk —— 风荷载基本风压原则值(kN/m2)；
la —— 立杆纵距 (m)；
h —— 立杆步距 (m)。
1.5、立杆稳定性计算:
按考虑风荷载时,立杆稳定性计算

其中 N —— 立杆轴心压力设计值，N=12. 525 kN；
　 —— 轴心受压立杆稳定系数,由长细比 l0/i 成果查表得到0.265，
　i —— 计算立杆截面回转半径，i=1.594cm；
　l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 拟定，l0=1.3；
　k —— 计算长度附加系数，取1.155；
　u —— 计算长度系数，由脚手架高度拟定；u = 1.50
　A —— 立杆净截面面积，A=4.239cm2；
　W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=4.49cm3；
　MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生弯矩，MW = 0.205kN.m；
　 —— 钢管立杆受压强度计算值；经计算得到 =12.525×103/0.265×4.239×102+0.205×106/4.49×103=160N/mm2
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205N/mm2；
考虑风荷载时，立杆稳定性计算 < [f],满足规定!
1.6、连墙件计算:
连墙件轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：
Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压原则值，wk = 0.511kN/m2；
Aw —— 每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧迎风面积，Aw = 3.50×7.5 = 26.25m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生轴向力(kN)；No = 5.0经计算得到 Nlw = 18.78kN，连墙件轴向力计算值 Nl =23.78kN
连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中 —— 轴心受压连墙件稳定系数,由长细l/i=1300/15.94成果查表得到=0.713；
A = 4.239cm2；[f] = 205.00N/mm2。
通过计算得到 Nf = 0.713×423.9×205=62kN
Nf>Nl，连墙件设计计算满足规定!
连墙件采用扣件与墙体连接。
通过计算得到 Nl = 23.78kN不大于扣件抗滑力8*3=24kN（连墙件连接内、外立杆为3扣件），满足规定!
1.7、悬挑架受力计算:
本工程中，脚手架排距为1000mm，内侧脚手架距离墙体300mm，钢丝绳支点梁内，间距1.5m，拉结点设立于每个悬挑单元第一层，钢丝绳间距1.5m，悬挑钢梁为16a#槽钢，间距1.5m，U口垂直，承载力按53m。
1.7.1、悬挑梁普通部位计算
1.7.1.1、悬挑梁受力计算:
悬挑脚手架水平钢梁按照简支梁计算。
本工程中，脚手架排距为1000mm，内侧脚手架距离墙体300mm，槽钢悬挑长度为1.3m。水平支撑梁截面惯性矩I = 866cm4截面抵抗矩W =108 cm3，截面积A =21.962 cm2。
(1)每米立杆承受构造自重原则值(kN/m)；本例为0.14
NG1 = 0.14×53=7.42kN
(2)脚手板自重原则值(kN/m2)；本例采用木脚手板，按2层考虑，原则值为0.35
NG2 = 0.350×2×1.500×1.0/2=0.525kN
(3)栏杆与挡脚手板自重原则值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，按1层考虑，准值为0.14
NG3 = 0.140×1.500/2=0.105kN
(4)吊挂安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.01
NG4 = 0.01×1.500×53=0.795kN
经计算得到，静荷载原则值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =8.845kN。
活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。
经计算得到，活荷载原则值 NQ = 2.0×1.500×1.0/2=1.5kN
不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ
=1.2×8.845+1.4×1.5=12.714kN
受脚手架集中荷载 P1=P2=N=12.714kN
水平钢梁自重荷载 q=0.169 kN/m
a=0.3m； b=1m；L=1.3m

悬挑脚手架计算简图
各支座对支撑梁支撑反力自左至右为
MA=RBL+P1L+P2a+qLL/2= -RB×1.3＋12.714×1.3＋12.714×0.3+
0.169×1.3×1.3/2=0
RB=15.76kN
最大弯矩 Mmax=0.125ql2+Pab/l=0.125×0.169×1.32+12.714×0.3×1/1.3=2.96kN.m
抗弯计算强度 f=M/1.0W+N/A =2.96×106/(1.0×108000)+ 12.714×103/21.962×102 =33.20N/mm2
水平支撑梁抗弯计算强度不大于215.0N/mm2,满足规定!
钢丝绳拉力为16.756kN。
1.7.1.2、悬挑梁整体稳定性计算:
1.水平钢梁采用[16a号槽钢U口垂直,计算公式如下

其中 b —— 均匀弯曲受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

通过计算得到 b=570×10×63×235/(1300×160.0×235.0)=1.726 由于b不不大于0.6，按照《钢构造设计规范》(GB50017-)附录B其值用b，查表得到其值为0.902
通过计算得到强度 =2.96×106/(0.902×108000)=30.86N/mm2；
水平钢梁稳定性计算 < [f],满足规定!
2.挠度计算
Vc=Pa2b2/3EIL
普通部位挠度计算：
V=12.714×103×3002×10002/3×2.06×105×866×104×1300=1.64mm
≤[v]=1300/500=2.6mm,满足规定。
1.7.1.3拉绳和吊环强度计算：
1、拉绳受力计算：
钢丝绳
Tg= k1×RB×csci =1.5×15.76×（1.32+3.62）1/2/3.6=25.13kN
k1 —— 钢丝绳拉紧限度不一而引起附加力系数，取值为1.5；
1.3m ——为外钢丝绳距锚环支点水平距离；
3.6——为外钢丝绳距锚环支点垂直距离；
2、钢丝绳容许拉力计算：
[Tg]= K×Tg /
其中[Tg] —— 钢丝绳容许拉力(kN)；
Tg —— 钢丝绳钢丝破断拉力总和(25.13kN)；
—— 钢丝绳之间荷载不均匀系数，取0.85
K —— 钢丝绳使用安全系数，取7.3。
外侧钢丝绳选取
选取拉钢丝绳破断拉力Tg要不不大于7.3×25.13/0.85=215kN。
现场选用6×19，直径18.5mm钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度324MPa， Tg=215≤219kN，满足规定。
2吊环直径计算
吊环强度计算：

As=25.13*103/100=251.3mm2
其中 [f] 为吊环抗拉强度，取[f] = 50 N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；
所需要钢丝拉绳吊环最小直径 D=[251.3/0.785]1/2=17.9mm，选取Ф20钢筋做吊环。
吊环锚固长度

1、La—吊环锚固长度
2、a—0.16
3、fy—210N/m2
4、ft—1.57N/m2
5、d—锚筋直径（20）

方案二
1、 依照现场小横杆设立较少状况，现场架体增设小横杆，小横杆按间距3.0m梅花形设立。
2、 架体设立
第一步拉结为原有承载构造，设立于3层，采用18.5#钢丝绳，配合槽钢承载，此做法不变，再运用7层锚环，采用12.5#钢丝绳里、外拉结，进行卸载，间距1.5m，锚环局限性，进行植筋设立，锚环为Φ18，植筋锚固深度150mm，锚环设立于梁内，详细详见下图：

1、 节点作法
本脚手架第二步拉结设立于7层，采用11#钢丝绳里、外拉结间距1.5m，为保证钢丝绳受力后架体不变形，在节点2即钢丝绳拉结点部位设立一根小横杆与框架梁顶死，并且设立一根斜杆，将架体受力点部位变为受力稳定三角形，间距均为1.5m(同钢丝绳间距)，用以保证架体受力时受力点不变形；节点3为架体里侧抗滑移办法，经计算架体里侧设立3卡扣，节点4为架体外侧抗滑移办法设立2卡扣（加内侧立杆抗滑移卡扣里、外均为抗滑移3个扣件），拉结点设立于框架柱，每颗框柱、每层必抱（本工程框柱间距8m、6m，层高3.6m,每柱必抱满足拉结点水平间距7.5m，竖向间距3.5m规定）；节点5为钢丝绳8层拉结点，将Ф18钢筋，采用化学植筋办法，设立于梁内，选取专业植筋公司进行植筋，植筋深度270mm，锚环间距1.5m,详细详见下图：

2 计算书
钢管脚手架计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-）。
计算脚手架为双排脚手架，搭设高度为53米，立杆采用单立杆。搭设尺寸为：立杆纵距1.50米，立杆横距1.0米，立杆步距1.50米,采用钢管类型为48×3.0，连墙件采用2步5跨，竖向间距3.5米，水平间距7.5米。装修施工均布荷载为2.0kN/㎡，施工1层，脚手板共铺设2层。本架体分两次卸载，第一次卸载设立于三层，采用直径18.5mm钢丝绳卸载，底部采用16a号槽钢作悬挑水平钢梁，U口垂直，第一次卸载在7层设立11mm钢丝绳卸载，里、外脚手架均拉。水平向抱于柱中，横向抱于每个框架柱。
2.1、第一步卸载计算
本工程中，脚手架排距为1000mm，内侧脚手架距离墙体300mm，钢丝绳间距1.5m，悬挑钢梁为16a#槽钢，间距1.5m，U口垂直，承载力为35m，由于风荷载、稳定性、抗滑移计算已在方案1中计算过，并且满足规定，故本计算仅考虑如下计算：
2.1.1、悬挑梁受力计算:
悬挑脚手架水平钢梁按照简支梁计算。
本工程中，脚手架排距为1000mm，内侧脚手架距离墙体300mm，槽钢悬挑长度为1.3m。水平支撑梁截面惯性矩I = 866cm4截面抵抗矩W =108 cm3，截面积A =21.962 cm2。
(1)每米立杆承受构造自重原则值(kN/m)；本例为0.14
NG1 = 0.14×35=4.9kN
(2)脚手板自重原则值(kN/m2)；本例采用木脚手板，按2层考虑，原则值为0.35
NG2 = 0.350×2×1.500×1.0/2=0.525kN
(3)栏杆与挡脚手板自重原则值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，按1层考虑，准值为0.14
NG3 = 0.140×1.500/2=0.105kN
(4)吊挂安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.01
NG4 = 0.01×1.500×35=0.525kN
经计算得到，静荷载原则值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =61kN。
活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。
经计算得到，活荷载原则值 NQ = 2.0×1.500×1.0/2=1.5kN
不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ
=1.2×6.1+1.4×1.5=9.42kN
受脚手架集中荷载 P1=P2=N=9.42kN
水平钢梁自重荷载 q=0.169 kN/m
a=0.3m； b=1m；L=1.3m

悬挑脚手架计算简图
各支座对支撑梁支撑反力自左至右为
MA=RBL+P1L+P2a+qLL/2= -RB×1.3＋9.42×1.3＋9.42×0.3+
0.169×1.3×1.3/2=0
RB=11.71kN
2.1.2、拉绳受力计算:
1、钢丝绳受力计算
Tg= k1×RB×csci =1.5×11.71×（1.32+3.62）1/2/3.6=18.619kN
k1 —— 钢丝绳拉紧限度不一而引起附加力系数，取值为1.5；
1.3m ——为外钢丝绳距锚环支点水平距离；
3.6——为外钢丝绳距锚环支点垂直距离；
2、钢丝绳容许拉力计算：
[Tg]= K×Tg /
其中[Tg] —— 钢丝绳容许拉力(kN)；
Tg —— 钢丝绳钢丝破断拉力总和(18.619kN)；
—— 钢丝绳之间荷载不均匀系数，取0.85
K —— 钢丝绳使用安全系数，取10。
外侧钢丝绳选取
选取拉钢丝绳破断拉力Tg要不不大于10×18.619/0.85=219kN。
现场选用6×19，直径18.5mm钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度219MPa， Tg=219=219kN，满足规定。
2.2 钢丝绳卸载受力计算
钢管脚手架计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-）。
计算脚手架为双排脚手架，承载力为18米，立杆采用单立杆。搭设尺寸为：立杆纵距1.50米，立杆横距1.0米，立杆步距1.50米,采用钢管类型为48×3.0，连墙件采用2步5跨，竖向间距3.5米，水平间距7.5米。装修施工均布荷载为2.0kN/㎡。采用直径11mm钢丝绳卸载，里、外杆均垃。
2.2.1、脚手架荷载原则值:
由于本工程原脚手架采用槽钢、18.5#钢丝绳综合受力，安全系数达到7倍，为满足10倍安全系数，我单位在7层设立钢丝绳进行卸载，以保证架体10倍安全系数，其中脚手板荷载、挡脚板荷载、风荷载、活荷载已在第一次卸载中考虑，故该计算不在考虑。
荷载原则值涉及如下内容：

(1)每米立杆承受构造自重原则值(kN/m)；本例为0.14
NG1 = 0.14×18=2.52kN
(4)吊挂安全设施荷载，涉及安全网(kN/m2)；0.01
NG2 = 0.01×1.500×18=0.27kN
经计算得到，静荷载原则值 NG = NG1+NG2 =2.79kN。
N = 1.2NG
=1.2×2.79=3.348kN
受脚手架集中荷载 P1=P2=N=3.348kN
2.2.2、拉绳和吊环强度计算：
1、拉绳受力计算：
钢丝绳
Tg= k1×N×csci =1.5×3.348×（1.32+3.62）1/2/3.6=5.34kN
k1 —— 钢丝绳拉紧限度不一而引起附加力系数，取值为1.5；
1.3m ——为外钢丝绳距锚环支点水平距离；
3.6——为外钢丝绳距锚环支点垂直距离；
2、钢丝绳容许拉力计算：
[Tg]= K×Tg /
其中[Tg] —— 钢丝绳容许拉力(kN)；
Tg —— 钢丝绳钢丝破断拉力总和(5.34kN)；
—— 钢丝绳之间荷载不均匀系数，取0.85
K —— 钢丝绳使用安全系数，取10。
钢丝绳选取
选取拉钢丝绳破断拉力Tg要不不大于10×5.34/0.85=62.8kN。
现场选用6×19，直径11mm钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度67.9MPa， Tg=62.8＜67.9kN，满足规定。
2吊环直径计算
吊环强度计算：

As=5.34*103/100=53.4mm2
其中 [f] 为吊环抗拉强度，取[f] = 50 N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；
所需要钢丝拉绳吊环最小直径 D=[53.4/0.785]1/2=8.3mm，考虑两根钢丝绳，锚环采用8.3×2，现场选用选取Ф18钢筋做锚环。