三脚手架施工方案水岸连城模板.doc

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平阴水岸连城项目1#住宅楼
脚手架工程施工组织设计

一、 编制依据
1．本工程应用的主要规程、 规范
序号
类别
规范、 规程名称
编号
1
国家
工程测量规范
GB50026-93
2
国家
钢结构设计规范
GB50017-
3
行业
建筑施工安全检查标准
JGJ59-99
4
行业
高层建筑混凝土结构技术规程
JGJ3-
5
行业
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ130-
2．工程依据的主要法规:
序号
类别
法规名称
编号
1
国家
建筑法

2
国家
环境保护法

3
国家
建设工程质量管理条例

4
国家
建筑工程安全生产管理条例

5

建筑法律、 法规汇编

3．其它依据文件:
序号
类别
名称
编号
1
企业
职业健康安全程序文件
( OHSAS28001职业健康安全管理体系认证)

2
企业
济南天地元建筑安装有限公司

3
省标
建筑工程施工工艺规程DDJ14-032-

4

招标文件

5

设计图纸规定的工程建设标准、 规范

二、 脚手架设计方案
( 一) 落地双排脚手架设计方案:
1.架子类型:
采用扣件式Φ48×3.5钢管双排落地脚手架, 均刷桔黄色油漆, 剪刀撑刷红白油漆, 满挂密目安全网封闭, 脚手架下设50×200通长垫木及底座, 作业面满铺竹笆脚手板, 下挂水平安全网。
2.脚手架搭设高度:
立杆横距Lb=1.05m, 纵距Lb=1.05m, 纵距La=1.5m, 内立杆离墙面距离需要设置为0.3m, 大横杆间隔布置4根, 间距0.35m, 步距1.8m。从两端开始连续设置剪刀撑, 连墙杆每隔二步三跨设置一根。
3.材料选用:
( 1) 钢管:
本工程脚手架采用Φ48×3.5钢管, 钢管应符合现行国家标准《直缝电焊钢管》( GB/T13793) 或《低压流体输送用焊接钢管》( GB/T13092) 中规定的3号普通钢管, 其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》( GB/T700) 中Q235-A级钢的规定。每根钢管最大质量不大于25kg。钢管上严禁打孔, 变形、 弯曲、 锈蚀的钢管不得使用。
( 2) 扣件:
扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件, 其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》( GB15831) 的规定;采用其它材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。
脚手架采用的扣件, 在螺栓拧紧扭力矩达65N.m时不得发生破坏。
( 3) 脚手板:
本工程采用由毛竹或楠竹制作的竹笆脚手板, 每块质量不大于30kg。
( 4) 连墙件:
连墙杆采用Φ48×3.5钢管,材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》( GB/T700) 中Q235-A级钢的规定。
4.落地钢管脚手架搭设
( 1) 搭设顺序:
扣件式钢管脚手架的搭设顺序为平整夯实→垫板( 50mm*200mm*4000mm) →
摆放底座→设纵横向扫地杆→逐根竖立立杆并随即与扫地杆扣紧→安第一步小横杆与各立杆扣紧→安第一步大横杆( 四道) →连墙件→兜网→安第二步小横杆→安第二步大横杆→铺设竹笆→安第三小横杆和大横杆→连墙件→接立杆→加设剪刀撑→挂密目网
( 2) 技术要点:
1) 底座、 垫板:
外脚手架内外立杆全坐落于地下室基底土层上, 底座、 垫板均应准确地放在每条立杆管内定位线上, 且必须铺放平稳, 不得悬空; 垫板采用50*200的长木架板, 不能漏设以确保满足承载能力要求。
2) 施工要求:
必须使用合格材料, 对于有变形和不合格的扣件均不得使用。在外脚架搭设过程中, 必须严格按规定的构造方案和尺寸进行搭设, 并及时与结构拉结或采用临时支顶, 确保搭设过程的安全。
必须按规范规定设置连墙杆。应随架体搭设进度, 及时跟进做好安全网等安全防护措施的张挂。脚手架外侧采用安全网全封闭; 围网设于靠外侧立杆的内侧, 与立杆、 横杆绑扎牢固, 绑点间距30cm, 绑扎牢固, 不得漏设。
在铺设竹笆的操作层上必须设防护栏杆和踢脚板, 踢脚板高度180mm。护栏两道, 每道高度0.6m。
小断面处设置之字撑。
在外脚手架搭设过程中脚手架里、 外两排立杆均要竖直, 特别不得向外倾斜, 搭设过程中应随时校正杆件垂直度和水平偏差; 避免累积偏差过大。搭设时必须在垂直方向, 水平方向按50cm错开接头, 所有立杆必须落地, 不得在水平杆上加悬空立杆。搭设第一节立杆时应选用长短不一的钢管, 确保错开立杆接头位置; 小横杆的搭设应与大横杆垂直, 小横杆两端应伸出大横杆外10cm以上。连接大横杆的对接扣件, 开口应朝架子内侧, 螺栓向上, 十字形扣件不得使开口朝下, 螺栓应适度拧紧。

3) 立杆施工要求:
每根立杆底部应设置底座或垫板。脚手架底座上必须设置纵、 横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在靠纵向扫地杆下方的立杆上。
立杆上的对接扣件应交错布置, 两个相邻立拄接头不能在同一步距内, 且相邻立拄接头在高度方向错开的距离不小于一个步距, 各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
顶层搭接长度不应小于1m, 应采用不少于2个旋转扣件固定, 端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应少于100mm。
4) 水平杆施工要求:
横向水平杆设于纵向杆之下, 并采用直角扣件与立杆扣紧。
纵向水平杆接长一般采用对接扣件连接, 也可采用搭接。相邻纵向水平杆对接接头应交错布置, 不应设在同步、 同跨内, 相邻接头水平距离不应小于500mm, 并应等距设置不小于3个旋转扣件固定, 端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨。
连接大横杆的对接扣件, 开口应朝架子内侧, 螺栓向上, 避免开口朝上, 以防雨水进入, 螺栓应适度拧紧。
扫地杆必须按要求进行搭设, 水平杆必须扣接在立杆上, 不得相互扣接。
扣件螺帽一定要拧紧。立杆竖接和水平杆横接一定要采用直角扣件, 保证竖向
传力和水平观感。
5) 连墙件施工要求
施工时按竖向间距不大于二步距, 水平间距不大于三跨, 必须设置一道牢固的连结点。拟在每层边梁进行预埋钢管, 并经过水平杆与外架立杆进行连接, 将架体附着到主体框架梁上。
6) 剪刀撑的设置要求
必须在外侧立面的整个长度和高度上连续设置剪刀撑。剪刀撑斜杆与地面夹角在45º～60º之间, 每组剪刀撑跨越立杆根数不少于5根。每道剪刀撑宽度为4跨, 6m。剪刀撑斜杆应与立杆进行连接, 底部斜杆的下端应置于固定物上, 严禁悬空。剪刀撑斜杆的连接均采用搭接, 搭接长度不应小于1.0m, 设置3个旋转扣件, 端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应大于150mm。
7) 脚手板设置要求
采用竹笆片作为脚手板, 四角采用11#铁丝与横杆绑扎牢固;
施工作业层, 拆模层均必须满铺脚手板, 非操作层应间隔一层设置一层满铺脚手板;
雨天后上架施工必须采取防滑措施。
8) 安全通道
为保证施工人员进出施工现场时安全, 防止高处坠物伤人, 特在建筑物首层入口及电梯井架出入口设置安全通道。安全通道采用钢管架支撑, 上部满铺木板两层及立面防护以防止坠物, 安全通道防护棚搭出约7m。
5.施工安全要求:
( 1) 安全保证措施:
各级管理人员要对职工生命负责的态度去严格要求, 严格管理, 认真抓好安全工作, 搞好安全设施。
( 2) 人员要求:
1) 操作人员必须持证上岗。
2) 必须服从管理人员的安排。遵守项目各项安全管理规定和制度。进入施工现场的人员必须戴安全帽, 系好安全带, 作好防护设施。不得穿拖鞋等, 必须穿防滑鞋上班。严禁向下抛扔杂物, 不得酒后作业, 严禁嬉闹。
3) 积极配合外架搭设完毕后的工作。
4) 必须负责搭设前和搭设后的日常检查和维修。
5) 听从管理人员安排积极配合项目安全员日常检查, 发现问题及时整改。
( 3) 搭设阶段安全要求:
1) 钢管脚手架立杆应稳放在制作品底座上;
2) 立杆间距、 大横杆间距、 小横杆间距符合方案要求;
3) 钢管立杆大横杆接头应错开, 要用扣件连接拧紧螺栓, 不准用铁丝绑扎;
4) 脚手架负荷量每平方米不能超过2.7KN
5) 翻脚手架应两人由里往外按顺序进行, 在铺第一块或翻到最外一块脚手板时必须挂安全带;
6) 脚手架外侧平台要设0.6m、 1.2M高的防护栏和钉18cm高的竹胶板挡脚板及防护立网;
7) 设置安全通道, 必须用双层木板铺钉;
8) 安全网挂设用专用尼龙绳或符合要求的其它材料绑扎严密、 牢固;
9) 搭设完毕后, 必须经验收合格后, 方可投入使用。
( 4) 使用阶段安全要求
1) 操作层上的施工荷载应符合设计要求, 不得超载, 不得将模板支撑, 混凝土的输送管道等固定在脚手架上, 严禁任意悬挂起重设备。外墙装饰施工时应严格控制施工荷载不得超过2KN/m2;
2) 结构施工时严禁将外架做支模架, 不得在外架上堆放钢筋、 木方、 电缆等材料;
3) 六级及六级以上大风和雨天应停止脚手架作业, 雨后上架操作应有防滑措施;
4) 应设专人负责对脚手架进行经常检查和维修, 在六级大风与大雨后停用超过一个月后复工前必须经检查后方可上架操作;
5) 主节点处杆件的安装, 连墙件, 支撑等的构造是否符合施工组织设计要求, 扣件螺栓是否松动, 脚手架立拄的沉降与垂直度允许偏差是否符合规定要求;
6) 在脚手架使用期间, 严禁任意拆除下列杆件:
a.主节点处的纵、 横向水平杆;
b.连墙件;
c.支撑;
d.栏杆, 踢脚板;
e.安全防护设施。
( 5) 拆除阶段安全要求
1) 拆除脚手架前, 班组成员要明确分工, 统一指挥, 操作过程中精力要集中, 工具不用时要放入工具袋内。
2) 正确穿戴好个人防护用品, 脚应穿软底鞋。拆除挑架等危险部位要挂安全带。
3) 拆除脚手架, 周围应设围栏或警戒标志, 并设专人看管, 严禁入内, 拆除应按顺序由上而下, 一步一清, 不准上下同时作业;
4) 拆除脚手架大横杆, 剪刀撑, 应先拆中间扣, 再拆两头扣, 由中间操作人往下顺杆子, 不得往下乱扔, 在拆除过程中, 凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走, 避免误扶和误靠已松脱连接的杆件;
5) 拆除的脚手杆, 脚手板 钢管, 扣件, 钢丝绳等材料, 应向下传递或用绳吊下, 禁止往下乱扔;
6) 拆除的脚手架杆、 脚手板、 钢管、 扣件等材料应往入传递或用绳索吊下, 不得往下投扔, 以免伤人和不必要的损失;
7) 拆除过程中最好不要中途换人, 如必须换人时, 应将拆除情况交代清楚;
8) 拆除过程中最好不要中断, 如确需中断应将拆除部分处理清楚告一段落, 并检查是否会倒塌, 确认安全后方可停歇;
9) 脚手架拆除完后应将架料分类堆放, 堆放地点要平坦, 下设支垫排水良好。钢类最好放置室内, 堆放在室外应加以遮盖。对扣件、 螺栓等零星小构件应用柴油清洗干净装箱、 袋分类存放室内以备再用;

10) 弯曲变形的钢构件应调直, 损坏的及时修复并刷漆以备再用, 不能修复的应集中报废处理。
( 6) 安全防护措施
1) 严格按照施工组织设计和技术交底要求组织施工。
2) 重点加强施工作业人员安全劳动意识;
3) 安全网必须用符合安全部门规定的防火安全网;
4) 在作业层下必须搭设水平网一道, 水平网要求牢固、 严密;
5) 必须配备足够的灭火安全器材, 成立义务消防队。
( 7) 防雷雨、 台风措施
1) 外架用的预埋件必须用一根细钢筋与墙体中的主钢筋搭焊, 以便于架体避雷。
2) 雷雨天气和六级以上大风应停止架上作业。
3) 大风过后要对架上的脚手板、 安全网等认真检查一次。

落地架基础图

6.落地架计算书:
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－ ) 。
计算的脚手架为双排脚手架, 因上部悬挑脚手架的钢管双排架部分搭设与落地部分相同, 因此统一按上部悬挑脚手架的钢管双排架最高高度28.5m计算, 祥见悬挑脚手架计算。
( 二) 悬挑脚手架方案
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- ) 。
立杆采用单立管。搭设尺寸为: 立杆的纵距1.5m, 立杆的横距1.05m, 立杆的步距1.80m。采用的钢管类型为48×3.5, 连墙件采用2步3跨, 竖向间距3.6m, 水平间距4.5m。施工均布荷载为3.0kN/m2, 同时施工2层, 竹笆共铺设6层。悬挑水平钢梁采用16号工字钢, 其中建筑物外悬挑段长度1.50m, 建筑物内锚固段长度3.0m。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结。
1.悬挑脚手架搭设:
(1) 外挑脚手架设置形式见下图所示:

悬挑梁采用热轧18＃工字钢, 长度为3300mm, 外侧端头焊Φ20A3钢吊环, 槽钢上面按搭设脚手架要求焊二根间距为1050, Φ25长200插筋, 作为立杆搭设起点。浇筑楼板混凝土时预埋三根φ20钢筋固定槽钢。在楼板结构混凝土中埋置预埋件。斜拉索用一根用配套线夹拉紧固定, 组装后成为一档拉杆一榀梁的工具式的”斜拉式悬挑脚手架”。
(4) 搭设顺序:
预埋φ20钢筋环→18#工字钢就位→竖立杆→设纵横向扫地杆→兜网→铺
设竹笆→安第一步小横杆与各立杆扣紧→安第一步大横杆( 四道) →连墙件→安第二步小横杆→安第二步大横杆( 四道) →铺设竹笆→斜拉钢丝绳( 6*19类优质钢丝绳) →竖立杆→安第三小横杆和大横杆( 四道) →连墙件→加设剪刀撑→立密目网( 密目网) →每10m设一道兜网→……避雷。
2.设计计算:
( 1) 计算的脚手架为双排脚手架, 悬挑脚手架的钢管双排架按最高高度28.5m计算, 立杆采用单立管。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－ ) 。
搭设尺寸为: 立杆的纵距La=1.5m, 立杆的横距Lb=1.05m, 立杆的步距1.80m。内立杆离墙面距离考虑外墙造型设置为0.3m, 大横杆间隔布置4根, 间距0.35m, 步距1.8m。两端需设置剪力撑, 中间每隔6m设一道。连墙杆每隔二步三跨设置一根。
采用的钢管类型为48×3.5, 连墙件采用2步3跨, 竖向间距3.6m, 水平间距4.5m。施工均布荷载为3.0kN/m2, 同时施工2层, 脚手板采用竹笆, 共铺设6层。
( 1) 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, 大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.35*1.05/3=0.1225kN/m
活荷载标准值Q=3.000*1.05/3=1.05kN/m
静荷载的计算值q1=1.2*0.038+1.2*0.1225=0.1926kN/m
活荷载的计算值q2=1.4*1.05=1.47kN/m

大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2) 强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08q1l2+0.10q2l2
跨中最大弯矩为:
M1=(0.08*0.1926+0.10*1.47)*1.52=0.3654kN·m
支座最大弯矩计算公式如下:
M1max=-0.10q1l2-0.117q2l2
支座最大弯矩为:
M2=-(0.10*0.1926+0.117*1.47)*1.52=-0.43kN·m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=0.43*106/5080.0=84.65N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3) 挠度计算
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:
Vmax=
静荷载标准值q1=0.038+0.1225=0.1605kN/m
活荷载标准值q2=1.47kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度:
V=(0.677*0.1605+0.990*1.47)*15004/(100*2.06*105*121900.0)=3.153mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
( 2) 小横杆的计算
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, 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=0.038*1.5=0.057kN
脚手板的荷载标准值P2=0.350*1.05*1.5/3=0.184kN
活荷载标准值Q=3.000*1.05*1.5/3=1.575kN
荷载的计算值P=1.2*0.057+1.2*0.184+1.4*1.575=2.494kN

小横杆计算简图
2) 强度计算
最大弯矩考虑为小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:
Mqmax=ql2/8
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=ql/3
M=(1.2*0.038)*1.052/8+2.494*1.05/3=0.8792kN·m

σ=0.8792×106/5080.0=173.071N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3) 挠度计算
最大挠度考虑为小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:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
V1=5.0*0.038*1050.004/(384*2.060*105*121900.000)=0.024mm
集中荷载标准值P=0.057+0.184+1.575=1.816kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
V2=1816*1050.0*(3*1050.02-4*1050.02/9)/(72*2.06*105*121900.0)=2.971mm
最大挠度和:
V=V1+V2=2.995的最大挠度小于1050/150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:
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*1.05=0.0399kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300*1.05*1.500/2=0.2363kN
活荷载标准值Q3.000*1.05*1.500/2=2.363kN
荷载的计算值R=1.2*0.0399+1.2*0.2363+1.4*2.363=3.64kN
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)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m); 本工程为0.1248
NG1=0.1248*30=3.744kN
2)脚手板的自重标准值(kN/m2); 本例采用竹笆, 标准值为0.35
NG2=0.350*6*1.5*1.05/2=1.65kN
3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m); 本例采用栏杆、 竹胶板挡板, 标准值为0.15kN
NG3=0.150×1.500×6/2=0.675kN
4)吊挂的安全设施荷载, 包括安全网(kN/m2); 0.005
NG4=0.005×1.500×30=0.225kN
经计算得到, 静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.294kN。
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=3.000*2*1.5*1.05/2=4.725kN
5) 风荷载:
风荷载标准值应按照以下公式计算
Wk=0.7Uz*Us*W0
其中W0──基本风压(kN/m2), 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009- )的规定采用: W0=0.450
Uz──同时考虑上部悬挑部分的计算, 按离地面60m处考虑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:
Uz=1.77
Us──风荷载体型系数: Us=0.814
经计算得到:
风荷载标准值Wk=0.7*0.450*1.77*0.814=0.454kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2*6.294+0.85*1.4*4.725=13.18kN
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=1.2*6.294+1.4*4.725=14.17kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10=0.85*1.4*0.454*1.5*1.82/10=0.263kN·m
风荷载标准值产生的立杆段弯矩Mwk=0.454*1.5*1.82/10=0.221kN·m
其中Wk──风荷载基本风压值(kN/m2);
la──立杆的纵距(m);
h──立杆的步距(m)。
( 5) 立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=
其中N──立杆的轴心压力设计值, N=14.17kN;
──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.185;
i──计算立杆的截面回转半径, i=1.58cm;
l0──计算长度(m),由公式l0=kul0=1.155*1.50*1.8=3.12m确定, l0=3.12m;
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=1.50;
A──立杆净截面面积, A=4.89cm2;
W──立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
σ──钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); 经计算得到
σ=156.635N/mm2
[f]──钢管立杆抗压强度设计值, [f]=205.00N/mm2;
不考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ===197.46N/mm2
其中N──立杆的轴心压力设计值, N=13.18kN;
──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.179;
i──计算立杆的截面回转半径, i=1.58cm;
l0──计算长度(m),由公式l0=kuh确定, l0=3.18m;
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=1.53
A──立杆净截面面积, A=4.89cm2;
W──立杆净截面模量(抵抗矩), W=5.08cm3;
MW──计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩, MW=0.263kN·m;
σ──钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); 经计算得到σ=197.46N/mm2
[f]──钢管立杆抗压强度设计值, [f]=205.00N/mm2;
考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算σ<[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:
=59.23m
其中NG2K──构配件自重标准值产生的轴向力, NG2K=2.55kN;
NQ──活荷载标准值, NQ=4.725kN;
gk──每m立杆承受的结构自重标准值, gk=0.1248kN/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=59.23m。
[H]=Hs/(1+0.001Hs)=55.92m
经计算得到, 不考虑风荷载时, 脚手架搭设高度限值[H]=55.92m。
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:

其中NG2K──构配件自重标准值产生的轴向力, NG2K=2.55kN;
NQ──活荷载标准值, NQ=4.725kN;
gk──每m立杆承受的结构自重标准值, gk=0.1248kN/m;
Mwk──计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩, Mwk=0.221kN·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=34.58m。
[H]=Hs/(1+0.001Hs)=33.42m＞24m, 满足要求。
本工程搭设高度24M。
( 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Nlw──风荷载产生的连墙件轴向力设计值kN), 应按照下式计算:
Nlw=1.4×Wk×Aw
Wk──风荷载基本风压值, Wk=0.454kN/m2;
Aw──每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, Aw=3.6×4.5=16.2m2;
No──连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN); No=5.000
经计算得到Nlw=10.30kN, 连墙件轴向力计算值Nl=15.30kN
连墙件轴向力设计值Nf=A[f]
其中──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30/1.58的结果查表得到=0.95;
A=4.89cm2; [f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=95.41kN
Nf>Nl, 连墙件的设计计算满足要求!

连墙件示意图
( 2) 悬挑梁的受力计算
I18截面特性:截面高度H=180mm; 截面宽度B=94mm; 翼缘厚度tf=10.7mm;
腹板厚度tw=6.5mm; 截面面积A=3074mm2; 惯性矩Ix=16690000mm4; 惯性矩Iy=1229000mm4; 截面模量Wx=185444mm3; 截面模量Wy=26149mm3; 回转半径ix=73.7mm; 回转半径iy=20mm; 单位重量:24.131Kg/m;
γx----截面发展系数, 对I形截面, 查表得: γx=1.05;
Wx----对x轴的净截面抵抗矩 查表得: Wx=185×103mm3;
f----型钢的抗弯强度设计值, Q235钢, 取f=215N/mm2。
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。
l=1.6m,m=1.5m,m1=0.3m,m2=1.35m,m3=0.1m
受脚手架作用集中强度计算荷载:
N=1.2NG+1.4NQ=1.2*6.294+1.4*4.725=14.17KN
水平钢梁自重强度计算荷载: q=1.2*.24=0.288KN.M
不考虑钢丝绳的拉力, 作为附加安全保险。
MA=-N(m2+m1)-qm2/214.17*(1.35+0.3)-1.2*0.24*1.52/2=-23.705KN.M
截面应力σ=Mmax/( γx×Wx) =23705×1000/(1.05×185444)=121.74N/mm2＜f=205N/mm2, 安全。
( 3) 钢丝绳验算:
根据MA=23.705KN.M
F*3.9*(m2+m3)/=23.705KN.M
F=17.442KN
设6*19类优质钢丝绳一根, 最少破断力为138.5KN, 钢丝绳容许拉力即抗拉力为:
[FG]＝αF0GGC
式中: [FG]——钢丝绳破断力总和138.5KN;
α——换算系数, 0.85;
G——表面现象拉力降低系数0.75;
GC——桃形环端部连接强度降低25％;
代入公式:
[FG]＝138.5×0.85×0.75×( 100-25) %=66.22KN=54458N
K=[FG]/F=66.22÷17.442=3.80>[K]＝3.5( 满足安全)
( 4) 整体稳定验算:
σ=Mmax/φbW=23.705*106/(0.974*18544)=131.24N/mm2＜f=205N/mm2,
安全。
( 5)抗剪计算:
VA=14.17*(2+K1+K2)+0.24*1.6*(1+0.93752)/2=43.311KN
τ=VS/Itw=43.311*2.7383*105/(16690000*6.5)
=109.32N/mm2≯fv=115N/mm2
( 6)锚固段与楼板连接的计算
1) 拉环受力计算:
R=-14.17*(K1+K2)+0.24*1.6*(1-0.93752)/2=14.38kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度, 按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[14380×4/(3.1416×50×2)]1/2=13.53mm≯20mm
2) 锚固深度计算公式:

其中N──锚固力, 即作用于楼板螺栓的轴向拉力, N=14.38kN;
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1.5N/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14380/(3.1416×20×1.5)=152.58mm。
3) 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=131.6kN
其中N──锚固力, 即作用于楼板螺栓的轴向拉力, N=14.38kN;
d──楼板螺栓的直径, d=20mm;
b──楼板内的螺栓锚板边长, b=5d=100mm;
fcc──混凝土的局部挤压强度设计值, 计算中取0.95fcc=13.59N/mm2;
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
3.卸荷措施:
根据计算悬挑脚手架的允许搭设高度33.42m,本工程搭设最高高度为28.5m,为保证脚手架稳定、 安全, 本工程分别在五层、 十二、 十九层、 二十七层位置采取卸荷措施, 如下图:

( 三) 卸料平台:
本工程采用悬挂式卸料平台, 平台计算依据《建筑施工安全检查标准》( JGJ59-99) 和《钢结构设计规范》( GB50017- ) 。
悬挂式卸料平台水平钢梁( 主梁) 的悬挑长度3.0m,悬挑水平钢梁间距( 平台宽度) 3.0m。次梁采用[12.6号槽钢(U口水平), 主梁采用[16号槽钢(U口水平), 次梁间距1.0m。采用木脚手板。
施工人员等活荷载2.00KN/m2,最大堆放材料荷载20KN。

1.次梁计算:
次梁[12.6号槽钢( U口水平) 截面特性为:
截面高度H=126mm; 截面宽度B=53mm; 翼缘厚度tf=9mm; 腹板厚度tw=5.5mm;
中和轴距离z0=15.9mm; 截面面积A=1569mm2; 惯性矩Ix=3885000mm4; 惯性矩Iy=380000mm4; 截面模量Wx=61667mm3; 截面模量Wy=20485mm3; 回转半径ix=49.8mm; 回转半径iy=15.6mm; 单位重量:12.317Kg/m;
( 1) 荷载计算
1) 脚手板的自重标准值: 本工程采用木脚手板, 标准值为0.35KN/m2:
Q1=0.3*1.0=0.35KN/m
2) 最大堆放材料荷载为20KN。转化为线荷载:
Q2=20/3/3*1.0=2.22KN/m
3) 槽钢自重荷载: Q3=0.123KN/m
经计算:净荷载计算值q=1.2*(Q1+Q2+Q3)=1.2*(0.35+2.22+0.123)=3.232KN/m
活荷载计算值P=1.4*2.0*1.0=2.80KN/m
( 2) 内力计算:
内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算, 计算简图如下:

最大弯矩M的计算公式为:
M=ql2/8+Pl/4
M=3.232*3*3/8+2.8*3/4=5.736KN.m
( 3) 抗弯强度计算:
σ=M/(γx*Wx)≤[f]
γx:截面塑性发展系数, 取1.05
[f]:钢材抗压强度设计值, [f]=205N/mm2
经计算: σ=5.736*106/( 1.05*61667) =88.59N/mm2<[f]=205N/mm2, 满足要求。
( 4) 整体稳定性计算:
σ=M/(φb*Wx)≤[f]
φb:均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数, 按下式计算:
φb=
经计算: φb=570*9*53*235/(3000*126*235)=0.72
由于φb>0.6, 根据《钢结构设计规范》(GB50017- )附录B其值用φb’公式φb’=1.07-0.282/φb计算, 其值为: 0.678
经计算强度为: σ=5.736*106/( 0.678*61667) =137.19N/mm2<[f]=205N/mm2, 满足要求。
2.主梁计算:
卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力计算。
主梁选择[16号槽钢(U口水平), 截面特性为:
截面高度H=160mm; 截面宽度B=65mm; 翼缘厚度tf=10mm; 腹板厚度tw=8.5mm;
中和轴距离z0=17.5mm; 截面面积A=2515mm2; 惯性矩Ix=9345000mm4;
惯性矩Iy=834000mm4; 截面模量Wx=116813mm3; 截面模量Wy=35116mm3;
回转半径ix=61mm; 回转半径iy=18.2mm; 单位重量:19.743Kg/m
( 1) 荷载计算:
1) 栏杆与挡脚手板自重标准值: 本例采用竹胶板, 标准值为: 0.15KN/m
Q1=0.15KN/m
2) 槽钢自重荷载
Q2=0.20KN/m
经计算静荷载计算值: q=1.2*(Q1+Q2)=1.20.15+0.20)=0.42KN/m
经计算次梁集中荷载取次梁支座力: P=(3.232*3.0+2.8)/2=6.248KN
( 2) 内力计算:
卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的梁计算。

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图

悬挑水平钢梁支撑梁轴力图
( 3) 抗弯强度计算:
σ=M/(γx*Wx)+N/A≤[f]
γx:截面塑性发展系数, 取1.05
[f]:钢材抗压强度设计值, [f]=205N/mm2
N=10.10KN
σ=M/(γx*Wx)+N/A=1.75*106/(1.05*116813)+10.10