合肥某框剪结构高层外脚手架施工方案（落地式悬挑式）

脚手架搭设专项施工方案 第一章、 编制依据： 1、 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 2、 建筑工程施工技术交底实例应用手册 3、 施工现场设施安全设计计算手册 4、方案计算系按照2005年全国建设行业科技成果推广项目，杭州*科技 有限公司开发的*施工安全设施计算软件 第二章： 工程概况： 工程总建筑面积约17502m2，是集办公及地下停车为一体的多功能的 智能型建筑，地下1层，地上层数为22层。工程结构形式为框架剪力墙结构，建 筑最高高度为94.2米。建筑耐火等级为一级，抗震设防烈度为7度，工程为一类 建筑。 第三章、方案选择： 1、本工程脚手架方案选择，分别选用落地脚手架和悬挑脚手架两种，落地 脚手架待基坑回填夯实后，在其土面上浇筑 100 厚 C15 混凝土，立杆下采用长 2000mm，宽 200mm，厚 50mm 的松木板，木板经防腐处理后，按立杆纵向布置。 在外立杆 400mm 外做宽 200mm，深 150mm 的排水沟，沿脚手架外侧环绕贯通， 具体做法参附图（1）所示。 脚手片 内立杆 外立杆 密目网 踢脚板 小横杆 踢脚杆 1050 600420 180 扫地杆 水平拦杆 600 200 1600 18001800 大横杆 楼层结构 拉结点 H 楼层高度 200020050 松木板(纵铺) 附图（1）落地脚手架搭设剖面构造示意图 2、悬挑脚手架采用16#槽钢在楼层结构平面上悬挑，16钢丝绳斜拉保护， 槽钢悬挑长度（外伸部分）La=1350mm，搁置在楼层结构长度（后锚部分） Lb2600mm，搁置长度部分采用两只16圆钢地锚。悬挑脚手架在阳角转角处 采用整根槽钢（长度为：L=6000mm）斜向悬挑，每个阳角部为三根，均匀布置， 斜向悬挑杆上铺放12#槽钢作为立杆支承平面。在悬挑杆上按照立杆布置要求， 焊上规格20或22钢筋头，长度100mm，作为控制立杆位移。悬挑杆端部下 口焊上两只长50mm，间距50mm，规格16的钢筋栓，以防钢丝绳受力过程中产 生滑移。具体搭设构造参附图（2）、附图（3）所示： 脚手片 内立杆 外立杆 密目网 踢脚板 小横杆 踢脚杆 1050 600420 180 扫地杆 水平拦杆 600 200 1600 18001800 大横杆 楼层结构 拉结点 H 楼层高度 200020050 松木板(纵铺) 附图（2）悬挑脚手架搭设剖面构造示意图 16钢筋 16钢丝绳 15d 150 1 16 #槽钢 与校筋电焊 短钢筋 圆钢 详图 附图（3）槽钢搭设阳角构造示意图 3、搭设方案确定： 1）落地脚手架搭设剖面构造示意图构造进行，搭设层数为5层，搭设高为18.5 米。 2）悬挑脚手架搭设从6层楼面开始，每5层挑一次，第一道悬挑部位为6层楼 面，建筑相对标高为36.0m，立杆搭设高度为17.5m；第二道悬挑部位为11层楼 面，建筑相对标高为53.5m，立杆搭设高度为17.5m：第三道悬挑部位为16层楼 面，建筑相对标高为72m，立杆搭设高度为18.5m：第四道悬挑部位为21层楼面， 建筑相对标高为88.2m，立杆搭设高度（包含女儿墙）为16.2m： 第四章、材料选择： 1、钢管： 1）钢管选择48壁厚 3.50mm的焊接钢管，钢材强度等级Q235-A，钢管截 面积：A=4.89cm2；轴向抗压强度为18.55kN。钢管表面应平直光滑，不应有裂 纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用的钢管要有出厂合格证。 2）钢管表面锈蚀深度 0.5 mm。钢管弯曲变形控制在一定范围内，在长度 1.5m 范围内, 端部弯曲应5 mm ， 3mL4m ， 弯曲变形 12mm，4mL6.5m ,弯曲变形20mm 等合格钢管。 2、扣件： 1）扣件采用一字扣、十字扣、环形扣等三种，扣件材质应符合国标钢管脚 手架扣件 （GB15831-1995）的规定，一个十字扣、环形扣件抗滑承载力应达到 8.0kN。 2）扣件严禁有变形,裂缝,应做防锈处理，滑丝的螺栓应更换。扣件螺栓拧 紧力矩应40N.m，65N.m。 3、安全网、密目网： 1）安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目100cm2，做耐贯穿试验 不穿透，颜色应符合环境效果要求，选用绿色，要求阻燃。使用的安全网必须 有产品生产许可证和质量合格证，以及由合肥市建筑安全监督管理部门发放的 准用证。 2）围护的安全网、密目网进场必须具备出厂合格证，应能承受一定的冲击 荷载. 霉烂, 破损不得使用。 4、脚手片采用竹笆平编脚手片，选择按受力竹筋垂直于纵向水平杆方向铺 设的竹笆，尺寸为 1.21.0m。 5、踢脚板选择 18 厚胶合板，高为 180mm，外用黄色调和漆罩面。 6、悬挑槽钢采用16#槽钢，转角处斜杆上采用16#槽钢为连系杆件。 7、预埋件采用16圆钢加工。连墙件选用48壁厚 3.50mm的焊接钢管为 刚性连接，其材质应符合现行国家标准碳素钢结构（GB/T 700）中Q235A钢 的要求。 第五章、脚手架外观要求： 1、搭设脚手架前应将钢管进行清理、除锈，并统一涂刷油漆二度，颜色力 求均匀，外形美观。脚手架立杆、防护栏杆、扫地杆、踢脚杆统一为黄色表面， 剪力撑统一为红白相间油漆罩面。 2、踢脚板、悬挑槽钢表面采用红黑相间油漆罩面。 第六章、脚手架搭设：第六章、脚手架搭设： 1、脚手架搭设技术参数： 1）立杆纵距 La： 1.50m； 2）立杆横距 Lb： 1.05m； 3）水平杆步距 Lb： 1.80m；（如步距模数有差异时，步距应1.8m） 4）小横杆两端伸出立杆外为 100150 mm，内立杆距建筑物为 200mm 。 5） 脚手架搭设高度以檐口建筑物高度加 1.8m 为计算高度： 6）脚手板为竹笆脚手板 1.21.0m，隔层满铺。 7）连墙件布置，采用刚性按楼层逐层安装，水平方向着按 3 跨设置，转 角 1000mm 处均设连墙件。 2、外脚手架搭设顺序： 1）搭设原则：应是从下到上、分步分层搭设、分步分层固定、分步分层校 正、支撑、拦杆、防护网同步搭设、分段验收的原则。 2）搭设步骤： （1）落地脚手架搭设步骤：熟悉方案和图纸现场放线铺设木板立内排 立杆、纵向水平杆和扫地杆（3 跨）设置抛撑立外排立杆、纵横向水平杆 和扫地杆（3 跨）向两侧延伸直至交圈当搭至 2 步高或增高 2 步时用连墙 件将架体与建筑物可靠固定及时校正垂直度同步安装栏杆和安全网每增 搭高 10-13m 时分段检验达设计高度后封顶检验。 （2）悬挑脚手架搭设步骤：熟悉方案和图纸现场放线确定固定悬挑槽钢 的预埋铁件的位置铁件预埋悬挑槽钢的制作、焊接立杆套管和吊环根据 外伸尺寸安装和固定槽钢固定好斜拉钢丝绳在槽钢上安装立杆、纵横水平 杆和扫地杆、填芯杆等余下与上述同，从略。 3、外脚手架搭设技术要求： 1）纵向水平杆: （1）纵向水平杆应设置在立杆的内侧,其长度不宜小于 3 跨。 （2）纵向水平杆对接时, 对接扣件应交错布置. 两相邻纵向水平杆不宜设置 在同步同跨内。 （3）纵向水平杆在不同步或不同跨内两个相邻的接头,在水平方向错开距离 不应 500 mm。 （5）搭接长度不应 200 mm 处的立杆上。 （3）横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立杆上。 （4）当立杆基础不在同一高度上时, 必须将高处扫地杆向低处延长两跨，与立 杆固定高低差应1m，靠边坡上方的立杆轴线到边坡距离应500 mm,高低扫地 杆可重叠一跨。 （5）脚手架底层步距应1.8m。立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接。立杆 接长必须采用对接扣件连接, 顶层顶步可以采用搭接。 （6）对接和搭接, 应交错布置, 两相邻立杆接头不应设置在同步内。同步内隔 一根立杆的两个接头,在高度方向错开距离不宜 h/3.即不宜 600 mm。接头搭接长度不应 300mm , 待连墙件设置后方可拆除。 7）剪刀撑和横向斜撑: （1）剪刀撑跨越立杆数为 57 根,与地面倾角 45 60之间，不少于 4 跨, 且 6m。 （2）本工程根据规范要求脚手架可以在外侧整个立面上搭设一道自下而上的连 续的剪刀撑。剪刀撑搭接长度应 1m 。 （3）剪刀撑应用旋转扣件将之固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上。 （4）料台开口处双排脚手架端口,除设置栏杆外 ,还必须设置横向斜撑。 （5） 、横向斜撑在同一节间,由底至顶层,呈之字形连续布置。 8）脚手架搭设注意事项： （1） 、配合进度：必须配合施工进度进行搭设，确保至少超出施工作业面一步， 且一次搭设不应超过相邻连墙件以上 2 步。 （2） 、及时校正：每搭完一步脚手架后，应按规范规定及时校正步距、纵距、 横距、及立杆垂直度，以避免积重难返。 （3） 、位置要正确：底座底板应准确放在定位线上，放线要按施工方案进行， 变更要有记录。 （4） 、开始搭设：此时搭设立杆应每隔 6 跨设置一根抛撑，直至连墙件稳固后 方可椐情况拆除。 （5） 、及时设置连墙件：当架体搭至连墙件构造点时，在搭完该处立杆、纵横 向水平杆后，应即时设置连墙件，使用中严禁拆除。 （6） 、脚手架封闭交圈：同一步中纵向水平杆主尖四周交圈，应用直角扣件与 内外角固定。 （7） 、主节点：此处必须设置纵、横向水平杆各一根，用直角扣件固定立杆上， 在脚手架使用期间，主节点的纵、横向水平杆和纵、横向扫地杆严禁拆除。 （8） 、稳定措施：当架体施工作业层超过连墙体 2 步时，应采取临时时稳定措 施，直至上一层连墙体搭完后方可根据情况拆除临时时稳定措施。 （9） 、同步搭设：剪刀撑、斜撑均应随立杆纵横向水平杆同步搭设。 （10） 、加强安全管理，确保人身安全： （11）脚手架的架体内立杆距墙体净距大于 300mm，必须铺设站人片，站人片 设置平整牢固。 （12）脚手架施工层内立杆与建筑物之间应采用脚手片进行封闭。 （13）施工层以下外架每隔 3 步底部用密目网封闭。 第七章、落地脚手架计算：（双排脚手架） 扣件式钢管落地脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术 规范(JGJ130-2001)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑 结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编 制。 一、参数信息一、参数信息: : 1.1.脚手架参数脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 18.5 m，立杆采用单立管； 搭设尺寸为：立杆的横距为 1.05m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距 为1.8 m； 内排架距离墙长度为0.20m； 采用的钢管类型为 483.25； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.80； 连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接； 连墙件连接方式为双扣件； 2.2.活荷载参数活荷载参数 施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2；脚手架用途:结构脚手架； 同时施工层数:2 层； 3.3.风荷载参数风荷载参数 本工程地处安徽合肥市，基本风压0.35 kN/m2； 风荷载高度变化系数z 为0.81，风荷载体型系数s 为1.13； 脚手架计算中考虑风荷载作用； 4.4.静荷载参数静荷载参数 每米立杆承受的结构自重标准值(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):0.140； 安全设施与安全网(kN/m2):0.005； 脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板； 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.036； 脚手板铺设总层数:10； 5.5.地基参数地基参数 地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kPa):120.00； 立杆基础底面面积(m2):0.20；地基承载力调整系数:1.00。 二、大横杆的计算二、大横杆的计算: : 按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)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。 1.1.均布荷载值计算均布荷载值计算 大横杆的自重标准值:P1=0.036 kN/m ； 脚手板的自重标准值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ； 活荷载标准值: Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m； 静荷载的设计值: q1=1.20.036+1.20.105=0.169 kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.41.05=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) 2.2.强度验算强度验算 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: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1691.52+0.101.471.52 =0.361 kN.m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1691.52-0.1171.471.52 =-0.425 kN.m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.361106,0.425106)/4790=88.727 N/mm2； 大横杆的最大弯曲应力为 = 88.727 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计 值 f=205 N/mm2，满足要求！ 3.3.挠度验算挠度验算: : 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： 其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.036+0.105=0.141 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.14115004/(1002.06105)+0.9901.0515004/(1002.06 105) = 2.425 mm； 大横杆的最大挠度 2.425 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm 与10 mm，满足要求！ 三、小横杆的计算三、小横杆的计算: : 根据JGJ130-2001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。 1.1.荷载值计算荷载值计算 大横杆的自重标准值：p1= 0.0361.5 = 0.054 kN； 脚手板的自重标准值：P2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN； 活荷载标准值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN； 集中荷载的设计值: P=1.2(0.054+0.158)+1.4 1.575 = 2.459 kN； 小横杆计算简图 2.2.强度验算强度验算 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 = 1.20.0361.052/8 = 0.006 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 2.4591.05/3 = 0.861 kN.m ； 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.866 kN.m； 最大应力计算值 = M / W = 0.866106/4790=180.888 N/mm2 ； 小横杆的最大弯曲应力 =180.888 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计 值 205 N/mm2，满足要求！ 3.3.挠度验算挠度验算 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: qmax=50.03610504/(3842.06105) = 0.024 mm ； 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.054+0.158+1.575 = 1.786 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: pmax = 1786.351050(310502-410502/9 ) /(722.06105) = 3.098 mm； 最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+3.098 = 3.122 mm； 小横杆的最大挠度为 3.122 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，按照扣件抗滑承 载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。 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 Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 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 = 0.0361.52/2=0.054 kN； 小横杆的自重标准值: P2 = 0.0361.05/2=0.019 kN； 脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN； 活荷载标准值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN； 荷载的设计值: R=1.2(0.054+0.019+0.236)+1.42.362=3.678 kN； R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载计算五、脚手架立杆荷载计算: : 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+(1.502/2)0.036/1.8018.50 = 2.862kN； (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= 0.3101.5(1.05+0.2)/2 = 2.812 kN； (3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为 0.14kN/m NG3 = 0.14101.5/2 = 1.05 kN； (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.518.5 = 0.139 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.864 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= 31.051.52/2 = 4.725 kN； 风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009- 2001)的规定采用： Wo = 0.35 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009- 2001)的规定采用： Uz= 0.81 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.128； 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.350.811.128 = 0.224 kN/m2； 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= 1.26.864+ 1.44.725= 14.851 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.26.864+ 0.851.44.725= 13.859 kN； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.2241.5 1.82/10 = 0.129 kN.m； 六、立杆的稳定性计算六、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为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 14.851 kN； 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扣件式规范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算 杆件长细比时，取块1.0； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.5 ； 计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m； 长细比 Lo/i = 196 ； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.188 ； 立杆净截面面积 ： A = 4.57 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.79 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 14851/(0.188457)=172.857 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 172.857 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N = 13.859 kN； 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扣件式规范表5.3.3得 ： k = 1.155 ； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 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,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188 立杆净截面面积 ： A = 4.57 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.79 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 13858.96/(0.188457)+.334/4790 = 188.336 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 188.336 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 七、最大搭设高度的计算七、最大搭设高度的计算: : 按规范5.3.6条不考虑风荷载时,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： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为： NG2K = NG2+NG3+NG4 = 4.001 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 4.725 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m； Hs =0.1884.5710-4205103-(1.24.001 +1.44.725)/(1.20.125)=41.375 m； 按规范5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且 不超过50米： H = 41.375 /(1+0.00141.375)=39.731 m； H= 39.731 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =39.731 m。 脚手架单立杆搭设高度为18.5m，小于H，满足要求！ 按规范5.3.6条考虑风荷载时,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： 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为： NG2K = NG2+NG3+NG4 = 4.001 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 4.725 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.125 kN/m； 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.129 /(1.4 0.85) = 0.109 kN.m； Hs =( 0.1884.5710-4205103- (1.24.001+0.851.4(4.725+0.1884.571000.109/4.79)/(1.20.1 25)=32.495 m； 按规范5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且 不超过50米： H = 32.495 /(1+0.00132.495)=31.472 m； H= 31.472 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =31.472 m。 脚手架单立杆搭设高度为18.5m，小于H，满足要求！ 八、连墙件的稳定性计算八、连墙件的稳定性计算: : 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0 风荷载标准值 Wk = 0.224 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； 按规范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 = 1.4WkAw = 5.077 kN； 连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 10.077 kN； 连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af 其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l/i = 200/15.9的结果查表得到 =0.966，l为内排 架距离墙的长度； 又： A = 4.57 cm2；f=205 N/mm2； 连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9664.5710-4205103 = 90.5 kN； Nl = 10.077 Nf = 90.5,连墙件的设计计算满足要求！ 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到 Nl = 10.077小于双扣件的抗滑力 12.8 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图 九、立杆的地基承载力计算九、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 地基承载力设计值: fg = fgkkc = 120 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 120 kPa ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =74.256 kPa ； 其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 14.851 kN； 基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。 p=74.256 fg=120 kPa 。地基承载力满足要求！ 第八章、悬挑脚手架计算： 型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全 技术规范(JGJ130-2001)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结 构设计规范(GB 50017-2003)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99)、 建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。 一、参数信息一、参数信息: : 1.1.脚手架参数脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 18.5 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0.20 m； 采用的钢管类型为 483.25（未考虑钢管的负差，计算中取该类型钢 管） 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数 0.80； 连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5 m，采用扣件连 接； 连墙件连接方式为双扣件； 2.2.活荷载参数活荷载参数 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； 3.3.风荷载参数风荷载参数 本工程地处安徽合肥市，查荷载规范基本风压为0.350kN/m2，风荷载高度 变化系数z为0.810，风荷载体型系数s为1.128； 计算中考虑风荷载作用； 4.4.静荷载参数静荷载参数 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:10 层； 脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板； 5.5.水平悬挑支撑梁水平悬挑支撑梁 悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.35m，建筑物内 锚固段长度 3 m。 与楼板连接的螺栓直径(mm):16.00； 楼板混凝土标号:C35； 6.6.拉绳与支杆参数拉绳与支杆参数 钢丝绳安全系数为:8.000； 钢丝绳与墙距离为(m):3.000； 悬挑水平钢梁采用选择619钢丝绳,钢 丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径17mm钢 丝绳与建筑物拉结，最里面钢丝绳距离建 筑物 1.2 m。 二、大横杆的计算二、大横杆的计算: : 按照扣件式钢管脚手架安 全技术规范(JGJ130-2001)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。 1.1.均布荷载值计算均布荷载值计算 大横杆的自重标准值:P1=0.036 kN/m ； 脚手板的自重标准值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ； 活荷载标准值: Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m； 静荷载的设计值: q1=1.20.036+1.20.105=0.169 kN/m； 活荷载的设计值: q2=1.41.05=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) 2.2.强度验算强度验算 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: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1691.52+0.101.471.52 =0.361 kN.m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1691.52-0.1171.471.52 =-0.425 kN.m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.361106,0.425106)/4790=88.727 N/mm2； 大横杆的最大弯曲应力为 = 88.727 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计 值 f=205 N/mm2，满足要求！ 3.3.挠度验算挠度验算: : 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： 其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.036+0.105=0.141 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.14115004/(1002.06105)+0.9901.0515004/(1002.06 105) = 2.425 mm； 大横杆的最大挠度 2.425 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm 与10 mm，满足要求！ 三、小横杆的计算三、小横杆的计算: : 根据JGJ130-2001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。 1.1.荷载值计算荷载值计算 大横杆的自重标准值：p1= 0.0361.5 = 0.054 kN； 脚手板的自重标准值：P2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN； 活荷载标准值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN； 集中荷载的设计值: P=1.2(0.054+0.158)+1.4 1.575 = 2.459 kN； 小横杆计算简图 2.2.强度验算强度验算 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 = 1.20.0361.052/8 = 0.006 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 2.4591.05/3 = 0.861 kN.m ； 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.866 kN.m； 最大应力计算值 = M / W = 0.866106/4790=180.888 N/mm2 ； 小横杆的最大弯曲应力 =180.888 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计 值 205 N/mm2，满足要求！ 3.3.挠度验算挠度验算 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: qmax=50.03610504/(3842.06105) = 0.024 mm ； 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.054+0.158+1.575 = 1.786 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: pmax = 1786.351050(310502-410502/9 ) /(722.06105) = 3.098 mm； 最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+3.098 = 3.122 mm； 小横杆的最大挠度为 3.122 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，按照扣件抗滑承 载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。 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 Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 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 = 0.0361.52/2=0.054 kN； 小横杆的自重标准值: P2 = 0.0361.05/2=0.019 kN； 脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN； 活荷载标准值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN； 荷载的设计值: R=1.2(0.054+0.019+0.236)+1.42.362=3.678 kN； R 6.40 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+(1.502/2)0.036/1.8018.50 = 2.862kN； (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= 0.3101.5(1.05+0.2)/2 = 2.812 kN； (3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值 为0.15kN/m NG3 = 0.15101.5/2 = 1.125 kN； (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.518.5 = 0.139 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.939 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= 31.051.52/2 = 4.725 kN； 风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009- 2001)的规定采用： Wo = 0.35 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009- 2001)的规定采用： Uz= 0.81 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.128； 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.350.811.128 = 0.224 kN/m2； 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= 1.26.939+ 1.44.725= 14.941 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.26.939+ 0.851.44.725= 13.949 kN； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.2241.5 1.82/10 = 0.129 kN.m； 六、立杆的稳定性计算六、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为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 14.941 kN； 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扣件式规范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算 杆件长细比时，取块1.0； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.5 ； 计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.118 m； 长细比 Lo/i = 196 ； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.188 ； 立杆净截面面积 ： A = 4.57 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.79 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 14941/(0.188457)=173.905 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 173.905 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N = 13.949 kN； 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扣件式规范表5.3.3得 ： k = 1.155 ； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 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,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188 立杆净截面面积 ： A = 4.57 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.79 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 13948.96/(0.188457)+.334/4790 = 189.383 N/