宁波建工脚手架专项施工方案.doc

江北湾头启动区3#-3地块工程一标段
悬
挑
脚
手
架
专
项
补
充
施
工
方
案

编制人： 职务（称）： 日期：
审核人： 职务（称）： 日期：
审批人： 职务（称）： 日期：
批准部门（章）
宁波建工股份有限公司
2015年12月
由宁波江湾房地产开发有限公司开发建设的江北湾头启动区3#-3地块一标段项目目前正处于主体施工阶段，最高楼层已施工至九层楼面，最低楼层已施工至六层楼面，外架采用传统的悬挑脚手架，四层面开始悬挑，共悬挑三挑，悬挑层分别为：四层（楼面开始）、十层、十六层，由于传统的悬挑施工，主梁必须伸入楼层内，且本工程楼层结构外围多数为阳台，厨房，卫生间，为确保主梁受力安全性，主梁必须伸入楼层内，此传统施工工艺影响了后续二次结构施工，且对以后渗漏隐患较大，为此我项目部决定8#楼、10#楼十层、十六层楼面开始取消传统悬挑架施工方法，采用新型悬挂式悬挑脚手架。该新型施工工艺具体施工方案如下：
一、材料选择：
{1}、型钢水平悬挑梁采用16号工字钢，所有挑梁尾端采用螺栓锚固或钢板焊接，挑梁均采用Φ20的拉杆斜拉，斜拉上锚固点为框架梁或剪力墙板。转角处斜拉杆采用双拉杆。
{2}、悬挑梁与拉杆、拉杆与建筑物采用高强Φ24销栓连接。型钢连接钢板与建筑物，采用高强Φ28螺栓连接。转角处型钢与预埋钢板焊接。
二、此脚手架方案的优点
{1}、用此方法悬挑，不影响悬挑层的外墙砌体施工，外墙无需开洞，可大大减少因修补洞口而引起外墙渗漏的隐患。
{2}、本方案拉杆用花篮套筒紧固拉杆，比钢丝绳更容易保证其受力状态，且拉杆上端预埋铁套筒，无需在模板上开洞。
{3}、本方案与传统的悬挑型钢固定方式比较，可大大减少型钢用量，而且各构件可定型化制作，可周转次数多，既节省成本，又美观实用。
第一节、悬挑梁验算
一、基本参数
主梁离地高度(m)
20
悬挑方式
普通主梁悬挑
主梁间距(mm)
1500
主梁与建筑物连接方式
锚固螺栓连接
主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)
1250
主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)
0
梁/楼板混凝土强度等级
C30
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁外锚固点水平距离(mm)
支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)
支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)
是否参与计算
1
上拉
1100
2800
1100
是

作用点号
各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)
各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)
各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
1
7.42
9.26
300
1500
2
7.42
9.26
1100
1500
附图如下：

平面图

立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)
125
主梁弹性模量E(N/mm2)
206000
主梁允许挠度[ν](mm)
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.205=0.205kN/m
第1排：F'1=F1'/nz=7.42/1=7.42kN
第2排：F'2=F2'/nz=7.42/1=7.42kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m
第1排：F1=F1/nz=9.26/1=9.26kN
第2排：F2=F2/nz=9.26/1=9.26kN

1、强度验算

弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=2.051×106/141000=14.545N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=6.867×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=8.115N/mm2
τmax=8.115N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求
3、挠度验算
νmax=0.53mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=6.867kN,R2=11.966kN
四、上拉杆件验算
上拉杆材料类型
钢筋
上拉杆截面类型
20
上拉杆截面积A(cm2)
3.801
上拉杆截面惯性矩I(cm4)
245
上拉杆截面抵抗矩W(cm3)
49
上拉杆材料抗拉强度设计值f(N/mm2)
205
上拉杆弹性模量E(N/mm2)
206000
对接焊缝抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185
焊缝厚度he(mm)
0.7
焊缝长度lw(mm)
120
角焊缝强度设计值ftw(N/mm2)
160
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan(2800/1100)=68.552°
上拉杆件支座力：
RS2=nzR2=1×11.966=11.966kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=11.966/tan（90°-68.552°）=4.701kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=11.966/sin68.552°=12.853kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=12.85kN
轴心受拉稳定性计算：σ =NS/A=12.85×103/380.1=33.81N/mm2≤210N/mm2
符合要求！
角焊缝验算：
σf=NS/(he×lw)=12.85×103/(0.707×120)=7.14N/mm2 ≤βfftw=1.22×160=192.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求！
对接焊缝验算：
σ=NS/(lwt)=12.85×103/A=7.378×103/380.1=33.81N/mm2≤ftw=185N/mm2
符合要求！
五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[(NSZ1)]/nz=[(4.701)]/1=4.701kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=2.051×106/(1.05×141×103)+4.701×103/2610=15.65N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ=1.05
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=2.051×106/(0.929×141×103)=15.657N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、型钢与连接钢板的焊缝计算
主梁与连接钢板连接方式
焊接
梁/楼板混凝土强度等级
C30
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185

主梁焊接支座处的剪力值：V=6.867kN
承载部分面积对中和轴的面积矩：S1=b×t×(h-t)/2=88×9.9×(160-9.9)/2=65383.56mm3
腹板与翼缘板交接处焊缝正应力：
τ=V×S1/(I×d)=6.867×103×65383.56/(1130×104×6)=6.58N/mm2≤fvw=125N/mm2
七、对连接钢板强度验算
竖向应力
σ=V/A=6.87×1000/250×12-30×12×2=3.01N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
八、预埋螺栓强度验算
焊接钢板与建筑物采用2个高强Φ28螺栓连接
销栓的抗剪承载力 ：
N=3.1416×(28/2)^2×120×2=147.8kN 远大于支座反力R=6.87kN 满足要求
九、 拉杆偏心作用影响验算
由于拉杆拉结点在型钢侧边，拉杆拉力对型钢中心有扭矩。在设置拉杆时，相邻型钢的拉杆设置方向相反。
16#工字钢翼缘板宽度88mm，连接钢板厚度12mm
拉杆对型钢中心轴的扭矩：

结构中通过扫地杆顶住立杆抵消其扭矩，扫地杆高度200mm

扫地杆采用单扣件，满足要求！
在施工过程中，要保证扫地杆顶紧立杆，扣件扣在扫地杆下端。

第二节 有飘窗部位悬挑2.05米 计算书
本工程部分位置设计有飘窗，飘窗挑出0.8米，飘窗部位悬挑长度2.05米，内力杆离开墙面1.1米。

计算简图（型钢伸出外立杆15公分忽略）

内外立杆对型钢的荷载设计值N1=N2=9.26kN,型钢自重荷载设计值q=0.25kN/m
通过力学求解器可得：
一、强度验算

弯矩图(kN·m)

轴力图
σmax=Mmax/W+N/A=4.4×106/141000+10.08×103/2610=35.06N/mm2≤[f]=210N/mm2
F拉杆=17.96kN
拉杆为直径22的钢筋用45号花篮连接套筒连接（具体做法详见附图）
拉杆受力计算，拉杆：σ =F/A=17.96×103/380=47.26N/mm2 ≤[f]=210N/mm2
符合要求！
二、抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=5.4×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=6.45N/mm2
τmax=6.45N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
三、挠度验算

变形图(mm)
νmax=0.96mm≤[ν]=2×lx/250=2×1900/250=15.2mm
符合要求！
四、 支座反力
型钢锚固处 R1=10.90kN （R水平=1008kN ,R竖向=4.136kN)
R拉杆=17.96kN (R水平=-10.08kN,R竖向=14.859 kN)

五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[(NSZ1)]/nz=[(10.08)]/1=10.08kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=4.40×106/(1.05×141×103)+10.08×103/2610=33.57N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ=1.05
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=4.4×106/(0.929×141×103)=33.59N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、型钢与连接钢板的焊缝计算
主梁与连接钢板连接方式
焊接
梁/楼板混凝土强度等级
C30
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185

主梁焊接支座处的剪力值：V=10.90kN
承载部分面积对中和轴的面积矩：S1=b×t×(h-t)/2=88×9.9×(160-9.9)/2=65383.56mm3
腹板与翼缘板交接处焊缝正应力：
τ=V×S1/(I×d)=10.90×103×65383.56/(1130×104×6)=10.44N/mm2≤fvw=125N/mm2
七、对连接钢板强度验算
竖向应力
σ=V/A=10.90×1000/250×12-30×12×2=4.78N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
八、预埋螺栓强度验算
焊接钢板与建筑物采用2个高强Φ28螺栓连接
螺栓的抗剪承载力 ：
N=3.1416×(28/2)^2×120×2=147.8kN 远大于支座反力R=10.90kN 满足要求
第三节 最不利转角（带连梁）
东北角转角处悬挑主梁所受荷载最大

验算主梁一
悬挑主梁悬挑长度2.05米。
计算简图为（计算时型钢伸出外立杆15公分部分忽略）：

悬挑主梁为16#工字钢，自重荷载设计值0.25kN/m,连梁为14#工字钢，自重荷载设计值
0.2kN/m。

q=0.25kN/mm2
通过力学求解器得到：

弯矩图

轴力图
σmax=Mmax/W+N/A=6.68×106/141000+15.57×103/2610=53.33N/mm2≤[f]=210N/mm2
F拉杆=27.74kN
拉杆为直径22的钢筋用45号花篮连接套筒连接（具体做法详见附图）
该位置采用双拉杆，计算时，一根立杆参与计算
拉杆受力计算，拉杆：σ =F/A=27.74×103/380=73N/mm2 ≤[f]=210N/mm2
符合要求！
二、 抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=12.94×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=15.46N/mm2
τmax=15.46N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
三、挠度验算

变形图(mm)
νmax=1.82mm≤[ν]=2×lx/250=2×1900/250=15.2mm
符合要求！
四、支座反力
型钢锚固处 R1=20.25kN （R水平=15.57kN ,R竖向=12.95kN)
R拉杆=27.74kN (R水平=-15.57kN,R竖向=22.95kN)

五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[(NSZ1)]/nz=[(15.57)]/1=15.57kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=6.68×106/(1.05×141×103)+15.57×103/2610=51.08N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ=1.05
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=6.68×106/(0.929×141×103)=50.94N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、型钢与连接钢板的焊缝计算
主梁与连接钢板连接方式
焊接
梁/楼板混凝土强度等级
C30
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185

主梁焊接支座处的剪力值：V=20.25kN
承载部分面积对中和轴的面积矩：S1=b×t×(h-t)/2=88×9.9×(160-9.9)/2=65383.56mm3
腹板与翼缘板交接处焊缝正应力：
τ=V×S1/(I×d)=20.25×103×65383.56/(1130×104×6)=19.39N/mm2≤fvw=125N/mm2
七、对连接钢板强度验算
竖向应力
σ=V/A=20.25×1000/(250×12-30×12×2)=8.88N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
八、预埋螺栓强度验算
焊接钢板与建筑物采用普通2个高强Φ28销栓连接
螺栓的抗剪承载力 ：
N=3.1416×(28/2)^2×120×2=147.8kN 远大于支座反力R=20.25kN 满足要求！
验算主梁二

主梁二计算简图
主梁二悬挑长度2.45米。
计算简图（忽略型钢伸出外立杆15公分部位）

悬挑主梁为16#工字钢，自重荷载设计值0.25kN/m,连梁为14#工字钢，自重荷载设计值
0.2kN/m。

q=0.25kN/mm2
通过力学求解器得到：

弯矩图

轴力图
σmax=Mmax/W+N/A=4.62×106/141000+15.16×103/2610=38.58N/mm2≤[f]=210N/mm2
F拉杆=23.88kN
拉杆为直径22的钢筋用45号花篮连接套筒连接（具体做法详见附图）
该位置采用双拉杆，计算时，一根立杆参与计算
拉杆受力计算，拉杆：σ =F/A=23.88×103/380=62.84N/mm2 ≤[f]=210N/mm2
符合要求！
三、 抗剪验算

剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=6.09×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=7.28N/mm2
τmax=7.28N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
三、挠度验算

变形图(mm)
νmax=1.80mm≤[ν]=2×lx/250=2×2300/250=18.4mm
符合要求！
四、支座反力
型钢锚固处 R1=16.34kN （R水平=15.16kN ,R竖向=6.09kN)
R拉杆=23.88kN (R水平=-15.16kN,R竖向=18.45kN)

五、悬挑主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[(NSZ1)]/nz=[(15.57)]/1=15.16kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=4.62×106/(1.05×141×103)+15.16×103/2610=37.02N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ=1.05
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=4.62×106/(0.929×141×103)=35.23N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、型钢与连接钢板的焊缝计算
主梁与连接钢板连接方式
焊接
梁/楼板混凝土强度等级
C30
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185

主梁焊接支座处的剪力值：V=16.34kN
承载部分面积对中和轴的面积矩：S1=b×t×(h-t)/2=88×9.9×(160-9.9)/2=65383.56mm3
腹板与翼缘板交接处焊缝正应力：
τ=V×S1/(I×d)=16.34×103×65383.56/(1130×104×6)=15.55N/mm2≤fvw=125N/mm2
七、对连接钢板强度验算
竖向应力
σ=V/A=16.34×1000/(250×12-30×12×2)=7.17N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
八、预埋螺栓强度验算
焊接钢板与建筑物采用普通2个高强Φ28螺栓连接
螺栓的抗剪承载力 ：
N=3.1416×(28/2)^2×120×2=147.8kN 远大于支座反力R=16.34kN 满足要求！

第四节 搁置主梁验算

搁置主梁采用16号工字钢
计算简图为

一、 强度验算：

σmax=Mmax/W=14.28×106/141000=101.28N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！

2 抗剪验算：

τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=19.36×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8××6)=22.88N/mm2
τmax=22.88N/mm2≤[τ]=125N/mm2
3 挠度验算

νmax=9.43mm≤[ν]=l/250=3750/250=15mm
4、支座反力计算
R1=19.539kN， R2=18.618
5、主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：N =[0]/nz=[0]/1=0kN
压弯构件强度：σmax=Mmax/(γW)+N/A=14.28×106/(105×141×103)+0×103/2610=96.45N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)得，φb=2
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到 φb值为0.93。
σ = Mmax/(φbWx)=14.28×106/(0.93×141×103)=108.90N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！

第五节 拉杆拉力对阳台悬挑梁的验算

1、悬挑边梁校核
1.1、荷载计算
悬挑边梁截面尺寸为200mm×500mm,拉杆对结构的竖向荷载比型钢对结构的竖向荷载大，所以计算时计算拉杆对阳台边梁的影响。
通过力学求解器得普通部位拉杆对结构的竖向荷载为11.97kN。边上带连梁型钢上的拉杆竖向荷载为15.23kN，右边转角处拉杆为24.32kN，右边悬挑短梁上的型钢荷载为16.99kN。
1.1.1 恒载标准值的计算
板的恒载标准值计算： 0.5×1.6×0.11×25=2.2kN/m
梁的恒载标准值计算：0.2×0.5×25=2.5kN/m
1.1.2活载标准值计算： 0.5×1.6×3=2.4kN/m
荷载设计值的计算
1.35×(2.2+2.5)+1.4×2.4=9.7kN/m
边梁计算简图

阳台边梁计算简图
边梁结构计算

弯矩图

剪力图
由结构力学求解器得：
Mmax=59.46kN.m ,Vmax=43.72kN
抗弯验算：

实配218，满足抗弯要求。
2、纵向悬挑梁校核
荷载计算
短梁截面尺寸为200mm×550mm
梁的恒载标准值计算：0.2×0.5×25=2.5kN/m
梁的恒载设计值： 1.2×2.5=3kN/m
梁端集中力为： 43.72+24.32=68.04kN
离开梁锚固点三分之一处集中力 F=16.99kN
悬挑短梁计算简图：

结构计算：

弯矩图

剪力图
配筋校核
由剪力图可知，最大的剪力为Vmax=90.43kN，最大的弯矩值为M=137.53KN·m

配筋验算：

实配320，
满足要求！
第六节 对阳台结构悬挑梁的验算
#8号楼阳台悬挑梁钢筋配筋上部3根16，下部2根14，上部面积603mm2,下部面积308 mm2，计算面积603mm2。

计算如下：h=460，b=200，h0=420，α1=1，fc=11.9，fy=360，l=1.3

用混凝土公式反推：As=ξ*α1*fc*b*h0/fy=603 可得ξ=0.217
ξ=1-sqrt(1-2*αs)=0.217 可得αs=0.193
αs＝M/(α1*fc*b*h0^2)= 0.193 可得M=81.2KN·m

假设楼板恒载4.5 KN/ m2；活载2.5 KN/ m2。
恒载=4.5*1.6=7.2 KN/ m；活载=2.5*16=4 KN/ m。1.4活载+1.2恒载=15KN/ m
假设梁上墙线荷载10KN/m
q=15+10=25KN/ m
楼板和梁总弯矩 KN·m
假设阳台栏杆线荷载3 KN/m，栏杆弯矩：3*1.6*1.3=6.5 KN·m
因此悬挑梁现有梁上总弯矩22+6.5=28.5KN·m

所以富余荷载为81.2-28.5=52KN·m， KN，约为4吨。

#8号楼空调板悬挑梁钢筋配筋，上部3根14，下部2根14，上部面积462 mm2，下部面积308 mm2，计算面积462mm2。

计算如下：h=460，b=200，h0=420，α1=1，fc=11.9，fy=360，l=0.6

用混凝土公式反推：As=ξ*α1*fc*b*h0/fy=462 可得ξ=0.166
ξ=1-sqrt(1-2*αs)=0.166 可得αs=0.1525
αs＝M/(α1*fc*b*h0^2)= 0.1525 可得M=64KN·m

假设楼板恒载4.5 KN/ m2；活载2.5 KN/ m2。
恒载=4.5*1.35=6KN/ m；活载=2.5*1.35=3.5KN/ m。1.4活载+1.2恒载=13KN/ m
假设梁上墙重10KN/m
q=13+10=23 KN/ m
楼板和梁总弯矩 KN·m
假设阳台栏杆线荷载3 KN/m，栏杆弯矩：3*1.35*0.6=2.5KN·m
因此悬挑梁现有梁上总弯矩4+2.5=7KN·m

所以富余荷载为64-7=57KN·m， KN，约为9吨。
第七节 附图：
第八节 参考资料：