脚手架施工设计方案.docx

脚手架施工设计方案
双排落地脚手架采用048钢管按照建筑物外形搭设，上铺设50nini厚脚手板o脚手架30. Om以下采用双管立杆，30. Om以上采用单管立杆。立杆横距Lb=12mm ,纵距LL=15 mm ,大横杆步距Lh=18mm ,根据不同部位搭设高度为高于结构层2m ;内排立杆与结构间距为5颇。脚手架与建筑物必须有刚性拉接，外排立杆内侧面满挂密目网，满设连续剪刀撑到顶。脚手架基础下铺垫2颇 厚3: 7灰土，用lOOmm 厚C15混凝土垫层硬化，脚手架立杆底部垫通长脚手板。脚手架搭设场地设置排水沟。
装修脚手架示意图如下图所示。

'结构边线
'大横杆 \
^杆~
O

Q\小横杆Q装修脚手架平面图

A
栏杆
密目安全网

作业层

立杆
连墙杆件

剪刀撑
横向支撑

纵向水平杆
横向水平杆
结

横向扫地杆
横向扫地杆
构

距步
横距
A-A剖面
夕卜
墙
4根立杆间距
纵距
A
2
脚手架立面示意图

连墙件构造示意图

单、双立杆连接节点构造图
双排外脚手架计算书
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》(JGJ1 30-21 )。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度幼.0m，采用双管立杆。
搭设尺寸为：立杆的纵距50m ,立杆的横距1. 20m ,立杆的步距1.80m。
采用的钢管类型为①48x3.5,连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60m ,水平间距4. 50m。
施工均布荷载为2. OkN/m 2,同时施工2层，脚手板共铺设4层。
1)小横杆的计算：
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
(1)均布荷载值计算
小横杆的自重标准值Pl = 0. 038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0. 150 xl. 5/3=0. 075kN/m
活荷载标准值 Q=2. 0 xl. 5/3=1. OOOkN/m
荷载的计算值 q=l. 2 x0. 038+1. 2 xQ. 075+1. 4 xl. 0=1. 536kN/m

小横杆计算简图
(2 )抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下：
M =qL 2/8
M=l. 536 xl. 22/8=0. 276kN.m
#=0.276 X106/5080. 0=54. 428N/mm2
小横杆的计算强度小于205. ON/mm 2,满足要求！
(3 )挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下：
Vqmax =5qL 4/384EL
荷载标准值q=0. 038+0. 075+1. 0=1. 113kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5. 0 xl. 113 X12. 04/(384 x2. 06 xl05 X1219. 0)=1. 197mm
小横杆的最大挠度小于12. 0/150与10mm,满足要求！
2 )大横杆的计算：
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
(1)荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=O. 038 xl. 2=0. 046kN
脚手板的荷载标准值 P2=0. 150 xl. 2 xl. 5/3=0. 090kN
活荷载标准值 Q=2. 0 xl. 2 xl. 5/3=1. 2kN
荷载的计算值 P=(l. 2 xQ. 046+1. 2 xQ. 090+1. 4 xl. 2)/2=0. 922kN
P P P P P P

l . l
11

大横杆计算简图
(2 )抗弯强度计算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下
M 时=0. 08qL 2
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
=0.267pL
pmax

o=0.377 x106/5080.0=74.294N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm 2,满足要求！
(3 )挠度计算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下
Vmax=0.677qL 4/1EL
集中荷载最大挠度计算公式如下：
Vpmax =1.883 x(PL3/1EL)
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V 1=0.677 x0.038 x15.4/(1 x2.060 x105 x1219.0)=0.05mm
集中荷载标准值 P=(0.046+0.090+1.2)/2=0.668kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V 1=1883 x 668.040 x 15.3/(1 x 2.060 x 105 x
1219.0)=1.69mm
最大挠度和
V=V 1+V 2=1. 743mm
大横杆的最大挠度小于15.0/150与10mm,满足要求！
3 )扣件抗滑力的计算：
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规范
5.2.5):
R < R
c
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的竖向作用力设计值；
荷载值计算
横杆的自重标准值 P1=0.038 x1.5=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.150 x1.2 x1.5/2=0.135kN
活荷载标准值 Q=2.0 xl.2 x1.5/2=1.8kN
荷载的计算值 R=1.2 x0.058+1.2 x0.135+1.4 x1.8=2.751kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN。
4 )脚手架荷载标准值：
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m立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1248
NG1 = 0.125 x49.8=6.215kN
(2) 脚手板的自重标准值(kN/m 2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15
NG2 = 0.150 x4 x1.5 x(1.2+0.5)/2=0.765kN
⑶栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
N G3 = 0.150 x1.5 x4/2=0.450kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m 2)； 0.5
NG4 = 0.5 x1.5 x49.8=0.373kN
经计算得到，静荷载标准值NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.804kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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 = 2.0 x2 x1.5 x1.2/2=3.6kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
W x=0.7U zU sW o
其中 W 0 基本风压(kN/m 2),按照《建筑结构荷载规范》(GB509-21)附录表 D.4 的规定采用：W 0 = 0.450
Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB509-21)
附录表的规定采用：U = 1.250z
U s风荷载体型系数：Us = 0.6
经计算得到，风荷载标准值W k = 0.7x0.450 X1.250 X0.6 = 0.236kN/m 2。
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85 X1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2 X 7.804+0.85 x 1.4 x3.6=13.648kN
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1.4NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2 x 7.804+1.4 x3.6=14.404kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
M W = 0.85x1.4Wkl ah2/10
其中W风荷载标准值(kN/m 2)；
k
la——立杆的纵距(m);
h立杆的步距(m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩Mw=0.85x1.4 x0.236 x1.5 x1.8 x

5 )立杆的稳定性计算：
卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。
(1)不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
o=N/ ©A <[]
其中N ——立杆的轴心压力设计值，N=14.404kN ;
i ——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm;
k ——计算长度附加系数，取1.155;
u ——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.550 ;
10 —— 计算长度(m)，由公式10 = kuh 确定，10=1.155 x 1.550 x18=3.222m ;
A —— 立杆净截面面积，A=4.890cm 2；
W —— 立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.080cm 3；
入一一由长细比，为3222/16=204 ;
巾一一轴心受压立杆的稳定系数，由长细比10/i的结果查表得到0.175;
a——钢管立杆受压强度计算值（N/mm 2）；经计算得到#=14404/（0.18x489）=168. 3N/mm2；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.N/mm 2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算< [f]满足要求！
（2）考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
o=N/ 巾A+M N/W <[]
其中N ——立杆的轴心压力设计值，N=13.648kN ;
i ——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm;
k ——计算长度附加系数，取1.155;
u ——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.550 ;
10 —— 计算长度（m），由公式10 = kuh 确定，10=1.155 X 1.550 x1.8=3.222m ;
A —— 立杆净截面面积，A=4.890cm 2;
W —— 立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.080cm 3;
入一一由长细比，为3222/16=204 ;
巾一一轴心受压立杆的稳定系数，由长细比10/i的结果查表得到0.175;
M W—— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，;
a——钢管立杆受压强度计算值（N/mm 2）；经计算得到#=13648/（0.18x489）+1370/5080=186. 082N/mm2；
[]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.N/mm 2;
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算* [f]满足要求！
6 ）最大搭设高度的计算：
不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

Hs=[*Ao-(1.2NG2k+N Qk)]/1.2g
其中NG2k ——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K = 1.589kN ;
Nq —— 活荷载标准值，Nq = 3.6kN；
gk每m立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.125kN/m ；
经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs = 70.981m
。
脚手架搭设高度Hs等于或大于26m，按照下式调整且不超过50m :
[H]=H s/(1+0.1H s)
经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H] = 50.0m。
考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
H s= A o-[1.2NG2k+0.85 x1.4(Ngk+6AM wk /W)]/1.2gk
其中NG2k ——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K 1.589kN ;
Nq —— 活荷载标准值，NQ = 3.6kN ;
gk每m立杆承受的结构自重标准值，gk = 0.125kN/m ;
M wk —— 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，M wk = 0.115kN.m;
经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs = 60.631m。
脚手架搭设高度Hs等于或大于26m，按照下式调整且不超过50m :
[H]=H s/(1+0.1H s)
经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H] = 50.0m。
7 )连墙件的计算：
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中Niw ——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算
N iw = 1.4 xW k x Aw
W k—— 风荷载标准值，wk = 0.236kN/m 2;
Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw = 3.60 x
4. 50 = 16. 2m 2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN); No = 5. 0
经计算得到Nlw = 5. 358kN ,连墙件轴向力计算值N1 = 10. 358kN连墙件轴向力设计值Nf = QA [f]
其中4)——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l/i=50. /1. 5勃结果查表得到步0. 92 ;
A = 4. 89cm 2； [f] = 205. N/mm 2。
经过计算得到Nf = 91. 702kN
Nf>Nl ,连墙件的设计计算满足要求！
连墙件采用普通螺栓连接，普通螺栓计算参见《施工计算手册》钢结构部分
连接头4渣杆
J螺母
L墙厚〔
连墙件普通螺栓连接示意图
8 )立杆的地基承载力计算：
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
P < fg
其中P —— 立杆基础底面的平均压力(kN/m 2), p = N/A ; p = 57. 62
N ——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN); N = 14. 40
A 基础底面面积(m 2)； A = 0. 25
f地基承载力设计值(kN/m 2)； f = 68.
地基承载力设计值应按下式计算
《=匕x fgk
其中kc ——脚手架地基承载力调整系数；、=0.40
fgk —— 地基承载力标准值；fgk = 170.
地基承载力的计算满足要求！