普通型钢悬挑脚手架发方案

1、长江师范学院李渡校区综合教学楼建设工程普通型钢悬挑脚手架专项方案一、工程概况建设单位：长江师范学院设计单位：后勤工程学院建筑设计研究院监理单位：重庆恒佳工程技术咨询有限公司施工单位：贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司质量监督单位：涪陵区建设工程质量监督站质量目标：合格工程合同工期：A、B、C栋240天，学生活动中心300天。本工程建设用地面积40000m,包括教学楼和活动中心，其中，教学楼A、B、C栋用连廊相互连通，总建筑面积39780.66m2,最大建筑高度35.1M，其中，教学楼为4-5层，建筑高度为15.6-19.5M；钟塔建筑高度35.1M。本工程采用旋挖桩基础，结构形式为框架结构，

2、安全等级为一级，抗震设防烈度为6度，建筑耐火等级为一级，设计合理使用年限为50年。本工程设计范围为土建、给排水、电气、暖通、防雷设计。室内精装修、室外景观设计等不在本次设计范围内。本工程人防为异地人防。搭设位置在C栋钟楼。二、设计依据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(JGJ130-2011)、建筑结构荷载规范(GB50009-2010)、钢结构设计规范(GB50017-2008)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-2011)、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。三、设计参数信息1. 脚手架参数单排脚手架搭设高度为13m

3、，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m，立杆与墙中距离为1.05m，立杆的步距为1.8m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为48M.5;横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2. 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. 风荷载参数本工程地处浙江杭州市，基本风压0.45kN/m2；风荷载高度变化系数Wz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数ws为0.214;4. 静荷载参数每米立杆承

4、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:4层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5. 水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号梢钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度2.3m。锚固压点螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；6. 拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为6000;钢丝绳与墙距离为（m）:3.300;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物四、大横杆的

5、计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)第5.2.4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 .均布荷载值计算大横杆的自重标准值：Pi=0.038kN/m;脚手板的自重标准值：P2=0.3Xl.05/(2+1)=0.105kN/m;活荷载标准值：Q=3M.05/(2+1)=1.05kN/m;静荷载的设计值:qi=1.2>0.038+1.2>0.105=0.172kN/m;活荷载的设计值:q2=1.4M.05=1.47kN/m;q工q：q：111门1"

6、门111门！U"111口门二>4t-4*#-¥-Jr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)生q=>-P-+>-1-Jt图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2 .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:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为Mimax=0.08X0.172X1.52+0.10X1.47X1.52=0.362kNm;支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max=-0.10X0.172X1.52-0.117X1.

7、47X1.52=-0.426kNm;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：(T=Max(0.362X106,0.426X106)/5080=83.858N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为(T=83.858N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值f=205N/mm2，满足要求！3 .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：wax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.05kN/m；最大挠度计算值为：、=0.677>0.143X15004

8、/(100X2.06X105X121900)+0.990M.05X15004/(100X2.06X105M21900)=2.291mm;1500/150mm与10mm,满足要求！五、小横杆的计算根据JGJ130-2011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 .荷载值计算大横杆的自重标准值：p尸0.038X1.5=0.058kN;脚手板的自重标准值：P2=0.3X1.05X1.5/(2+1)=0.158kN;活荷载标准值：Q=3X1.05X1.5/(2+1)=

9、1.575kN;集中荷载的设计值:P=1.220.058+0.158)+1.4X1.575=2.463kN;小横杆计算简图2 .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=ql2/8Mqmax=1.2X0.038X1.052/8=0.006kNm;集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.463X1.05/3=0.862kNm;最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.868kNm;最大应力计算值g=M/W=0.868M06/5080=170.953N/mm2;小横杆的最大弯曲应力(T=17

10、0.953N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！3 .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=5ql4/384EIwmax=5>0.038M0504/(384X2.06X105X121900)=0.024mm;大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.575=1.79kN；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:Wmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIwmax=1790.1X1050N3X10502-4X10502/9)/(7

11、2X2.06X105X121900)=2.929mm；最大挠度和V=qmax+中max=0.024+2.929=2.953mm；小横杆的最大挠度为2.953mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求!六、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，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):R<Rc其中Rc-扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；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：Pi

12、=0.038xl.5X2/2=0.058kN;小横杆的自重标准值：P2=0.038M.05/2=0.02kN;脚手板的自重标准值：P3=0.3M.05M.5/2=0.236kN;活荷载标准值：Q=3X1.05X1.5/2=2.362kN;荷载的设计值：R=1.2><0.058+0.02+0.236)+1.42.362=3.684kN;R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!七、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0.136kN/mNg1=0.1360+(1.502/2)

13、X0.038/1.80X13.00=2.184kN;(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2Ng2=0.3>4X1.5X1.05/2=0.945kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNg3=0.15>4Xl.5/2=0.45kN;(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2Ng4=0.005X1.5X13=0.098kN;经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.677kN；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

14、标准值Nq=3M.05X1.5M/2=4.725kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2Ng+0.85X1.4Nq=1.2>.677+0.85X1.4>4.725=10.035kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2Ng+1.4Nq=1.2M.677+1.4>4.725=11.027kN;八、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7国s«3其中a。-基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2010)的规定采用：0=0.45kN/m2;区-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009

15、-2010)的规定采用：z=0.74;出-风荷载体型系数：取值为0.214;经计算得到，风荷载标准值为:Wk=0.7>0.45>0.74>0.214=0.05kN/m2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85M.4WkLah2/10=0.85M.4X0.05X1.5M.82/10=0.029kNm;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式(T=N/(8A+Mw/W<f立杆的轴心压力设计值：N=10.035kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式(T=N/(|)A)<f立杆的轴心压力设计值：N=N'=11.027kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.

16、58cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)表5.3.3得:"1.8;计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.742m；长细比:L0/i=237；轴心受压立杆的稳定系数0，由长细比lo/i的结果查表得到：0=0.13立杆净截面面积：A=4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：f=205N/mm2；考虑风荷载时o=10034.55/(0.13>489)+28849.566/5

17、080=163.529N/mm2;立杆稳定性计算(T=163.529N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时(r=11026.8/(0.13X489)=173.459N/mm2;立杆稳定性计算(T=173.459N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！九、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算wz=0.92,西=0.214,30=0.45,Wk=0.7国s工0=0.7>0.92>0.214X0.45=0.062kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外

18、侧的迎风面积Aw=10.8m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)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=3.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN）,按照下式计算:Niw=1.4XWkXAw=0.938kN;连墙件的轴向力设计值Ni=Niw+N0=3.938kN;连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=©Aft其中0-轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l/i=0/15.8的结果查表得到忏1A=4.89cm2;f=205N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为Nt=1q.89X10-4X205X103=100.245kN;Ni

19、=3.938<Nt=100.245,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Ni=3.938小于双扣件的抗滑力12kN,满足要求!单排槊柔性连接图立面）连墙件扣件连接示意图十、悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。本方案中，脚手架排距为1050mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm,水平支撑梁的截面惯性矩I=866.2cm4,截面抵抗矩W=108.3cm3,截面积A=21.95cm2。受脚手架集中荷载N=1.2毛.677+1.4>4.725=11.027kN;水平

20、钢梁自重荷载q=1.2X21.95>0.0001X78.5=0.207kN/m;悬挑脚手架示意图11.027kN30012002300悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到9L4ES.433口即370,073S上"°'dl【594一悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）,1.408悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kNm）0.08悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1=9.526kN;R2=2.215kN;R3=0.073kN。最大弯矩Mmax=1.408kNm;最大应力(T=M/1.05W+N/A=1.408X106/(1.05X10830

21、0)+5.196X103/2195=14.748N/mm2;水平支撑梁的最大应力计算值14.748N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！十一、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16a号梢钢，计算公式如下G=M/(|)bWx<f其中外-均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：加二(570tb/lh)X(235/fy)经过计算得到最大应力。b=(570tb/lh)X235/fy)=570M0>63X235/(3000X160X235)=0.75由于外大于0.6,根据钢结构设计规范(GB50017-2008)附表B,得到也值为0.69。经过计算得到最大

22、应力g=1.408X106/(0.69X108300尸18.758N/mm2；水平钢梁的稳定性计算(t=18.758小于f=215N/mm2,满足要求!十二、拉绳的受力计算水平钢梁的轴力Rah和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算Rah=IRUiCOS8其中Rucos8为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RuiSin8按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：RU1=10.136kN；十三、拉绳的强度计算钢丝拉绳(支杆)的内力计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力Ru均取最大值进行计算，为Ru=10.136kN选择6M9钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径14mm。Fg=aFg/K其中Fg-钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg-钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),查表得Fg=123KN;%-钢丝绳之间的荷载不均匀