河北住宅工程悬挑脚手架计算书

一.编制依据1、河北省《建筑施工安全检查标准》实施细则2、《建筑施工高处作业安全技术规范》3、《建筑施工扣件式钢管脚手架》（JGJ130-2011）4、《建筑结构荷载规范》（GBJ9）5、国家相关规定6、华北XXXXXX住宅小区12#-16#住宅楼工程施工图纸二.工程概况华北XXXXXX住宅小区12~16#住宅楼工程；工程建设地点:河北省XX市XX大街北侧、XX路西侧；属于剪力墙结构；地上15层；地下1层；建筑高度：43.1m；标准层层高：2.8m；总建筑面积：61100平方米；其中：12、13#楼面积均为14413m2，14、15#楼面积均为10758m2，16#楼面积10758.2m2。总工期：600天。建筑类别：3类，基础为：梁板式筏板基础，CFG复合地基。抗震设防为丙类，设防烈度为七度。设计年限、等级：建筑物设计使用年限50年，建筑结构安全等级二级，剪力抗震等级为三级，耐火等级二级。本工程由XXXX投资建设，XXXX集团工程设计有限责任公司华北分公司设计，XXXXX集团有限公司组织施工。三.脚手架工程设计及搭设参数本工程外脚手架采用全封闭悬挑梁式双排脚手架，计划在2-9层和9-15层设16号工字钢悬挑。外挑工字钢选用长度4米，固定工字钢采用在楼面上预埋218的钢筋（锚固长度360mm）。工字钢外伸长度距外墙1.3米，距槽钢端部100mm处焊长150mm的20钢筋。立杆间距1.4米，大横杆步距1.5米。外立杆距外墙面1.2米。悬挑架总高39.3米，分两次悬挑，第一次悬挑总高度19.6m，第二次悬挑19.7m。故按19.7m的悬挑架计算荷载及对水平悬挑架进行刚度、强度、稳定性验算。四、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架，搭设高度19.7米，立杆采用单立管。立杆的纵距1.40米，立杆的横距0.80米，内排架距离结构0.40米，立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为48×3.0，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距2.80米。施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片，荷载为0.15kN/m2，按照铺设2层计算。栏杆采用竹串片，荷载为0.14kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加一根大横杆。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:施工兼防护脚手架；同时施工层数:2层；3.风荷载参数本工程地处河北石家庄市，查荷载规范基本风压为0.350kN/m2，风荷载高度变化系数μz为0.8400，风荷载体型系数μs为0.872；计算中考虑风荷载作用；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1360；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:2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.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.3m，建筑物内锚固段长度2.7m。与楼板连接的钢筋直径(mm):18.00；楼板混凝土标号:C30；五、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=0.038×1.400=0.054kN脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.800×1.400/2=0.084kN活荷载标准值Q=3.000×0.800×1.400/2=1.680kN荷载的计算值P=1.2×0.054+1.2×0.084+1.4×1.680=2.517kN小横杆计算简图2.抗弯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:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.2×0.038)×0.8002/8+2.517×=0.507×106/4491.0=112.926N/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=5.0×0.038×800.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.01mm集中荷载标准值P=0.054+0.084+1.680=1.818kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1817.760×800.0×800.0×800.0/(48×2.06×105×107780.0)=0.873mm最大挠度和V=V1+V2=0.883mm小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!六、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):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；1.荷载值计算横杆的自重标准值P1=0.038×0.800=0.031kN脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.800×1.400/2=0.084kN活荷载标准值Q=3.000×0.800×1.400/2=1.680kN荷载的计算值R=1.2×0.031+1.2×0.084+1.4×1.680=2.490kN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；七、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)；本例为0.1195NG1=0.120×19.700=2.354kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15NG2=0.150×2×1.400×(0.800+0.400)/2=0.252kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准值为0.14NG3=0.140×1.400×2/2=0.196kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.400×19.700=0.138kN经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.940kN。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=3.000×2×1.400×0.800/2=3.360kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表的规定采用：Uz=0.840Us——风荷载体型系数：Us=0.872经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.350×0.840×0.872=0.179kN/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经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×2.940+0.85×1.4×3.360=7.526kN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=1.2×2.940+1.4×3.360=8.232kN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其中Wk——风荷载标准值(kN/m2)；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=0.85×1.4×0.179×1.400×1.500×八、立杆的稳定性计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.232kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；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=1.500；l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；——由长细比，为2599/16=163；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268；——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=8232/(0.27×424)=72.399N/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<[f],满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值，N=7.526kN；i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；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=1.500；l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；——由长细比，为2599/16=163；——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268；MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，；——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=7526/(0.27×424)+67000/4491=81.172N/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<[f],满足要求!九、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×Awwk——风荷载标准值，wk=0.179kN/m2；Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.00×2.80=8.400m2；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=2.110kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.110kN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=40.00/1.60的结果查表得到=0.93；A=4.24cm2；[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf=81.039kNNf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件双扣件连接示意图十、悬挑梁的受力力计算悬挑脚手架按照带带悬臂的单跨跨梁计算悬出端C受脚手架架荷载N的作用，里里端B为与楼板的的锚固点，AA为墙支点。悬臂单跨梁计算简简图支座反力计算公式式支座弯矩计算公式式C点最大挠挠度计算公式式其中k=mm/l,kll=mll/l,k22=m22/l。本工程算例中，mm=13300mm，l=27700mm，ml=400mmm，m2=1200mmm；水平支撑梁的截面面惯性矩I=11330.00ccm4，截面模量量(抵抗矩)WW=1441.00ccm3。受脚手架作用集中中强度计算荷荷载N=88.23kNN水平钢梁自重强度度计算荷载q=1.22×26.100×0.00001×7.85×10=0..25kN//mk=11.30/22.70=00.48kl==0.40//2.70==0.15k2==1.20//2.70==0.44代入公式，经过计计算得到支座反力RA==22.0770kN支座反力RB==-4.6223kN最大弯矩抗弯计算强度ff=13.3379×106/((1.05××1410000.0)==90.3665N/mmm2水平支撑梁的抗弯弯计算强度小小于215..0N/mmm2,满足要要求!受脚手架作用集中中计算荷载N=2.994+3.336=6.330kN水平钢梁自重计算算荷载q==26.100×0.00001×7.85×10=0..21kN//m最大挠度Vmaax=6.097mmm按照《钢结构设计计规范》(GB500017-20003)附录录A结构变形规规定，受弯构构件的跨度对对悬臂梁为悬悬伸长度的两两倍，即26600.0mmm水平支撑梁的最大大挠度小于22600.00/400,,满足要求!十一、悬挑梁的整整体稳定性计计算水平钢梁采用166号工字钢,计算公式如如下其中b——均均匀弯曲的受受弯构件整体体稳定系数，查查表《钢结构构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到：b=2.00由于b大于0.66，按照《钢钢结构设计规规范》(GB500017-20003)附录录B其值b=0..929经过计算得到强度度=13.338×106/((0.9299×1410000.00))=102..14N/mmm2；水平钢梁的稳定性性计算<[f],满满足要求!十二、锚固段与楼楼板连接的计计算1.水平钢梁与楼楼板压点如果果采用钢筋拉拉环，拉环强强度计算如下下：水平钢梁与楼板压压点的拉环受受力R=4..623kNN水平钢梁与楼板压压点的拉环强强度计算公式式为其中[f]为拉环环钢筋抗拉强强度，每个拉拉环按照两个个截面计算，按按照《混凝土土结构设计规规范》[f]]=500N/mm22；所需要的水平钢梁梁与楼板压点点的拉环最小小直径D==[46233×4/(3..1416××50×2)]1//2=8mmm水平钢梁与楼板压压点的拉环一一定要压在楼楼板下层钢筋筋下面，并要要保证两侧330cm以上上搭接长度。2.水平钢钢梁与楼板压压点如果采用用螺栓，螺栓栓粘结力锚固固强度计算如如下：锚固深度计算公式式其中N——锚固力，即即作用于楼板板螺栓的轴向向拉力，N=4.662kN；d——楼板螺栓的的直径，d=20mmm；[fb]——楼板螺栓与与混凝土的容容许粘接强度度，计算中取取1.5N//mm2；h——楼板螺栓在在混凝土楼板板内的锚固深深度，经过计计算得到hh要大于46223.09//(3.14416×20×1.5)==49.1mmm。3.水平钢钢梁与楼板压压点如果采用用螺栓，混凝凝土局部承压压计算如下：：混凝土局部承压的的螺栓拉力要要满足公式其中N——锚固力，即即作用于楼板板螺栓的轴向向拉力，N=4.662kN；d——楼板螺栓的的直径，d=20mmm；b——楼板内的螺螺栓锚板边长长，b=5dd=100mmm；fcc——混凝土的局局部挤压强度度设计值，计计算中取0..95fc==13.599N/mm22；经过计算得到公式式右边等于1131.6kkN楼板混凝土局部承承压计算满足足要求!十三、脚手架配件件数量匡算::扣件式钢管脚手架架的杆件配备备数量需要一一定的富余量量，以适应构构架时变化需需要，因此按按匡算方式来来计算；根据脚手架立杆数数量按以下公公式进行计算算：L--长长杆总长度((m)；N1---小横杆数(根)；N2---直角扣件数数(个)；N33--对接接扣件数(个)；N4---旋转扣件数数(个)；S--脚手板板面积(m2)；n--立立杆总数(根)n=886；H---搭设高度(m)H==19.7；；h--步步距(m)h==1.5；la--立立杆纵距(m)laa=1.4；；lb---立杆横距(m)lbb=.8；长杆总长度(m))LL=1.11×19.7×(86+1..4×86/1..5-2×1.4/11.5)=33562.555小横杆数(根)NN1=1.11×(19.7//3+1)××86=7116直角扣件数(个))N22=2.2××(19.7//1.5+1)×86=26674对接扣件数(个))N33=35622.55/66=594旋转扣件数(个))N44=0.3××3562..55/6==179脚手板面积(m22)SS=1.1××(86-2))×1.4×.8=1003.49根据以上公式计算算得长杆总长长3562..55；小横横杆716根；直直角扣件26674个；对对接扣件5994个；旋转扣件179个个；脚手板1103.499m2。十四：安全防护1材料选用同外墙脚脚手架。2护头棚的搭设长33000mmm，宽24000mm，高25000mm，双层层设置。外围围立杆间距11200mmm，两侧用密密目立网封闭闭。十五：安全防护脚手架架的拆除1、全面检查脚手架的的扣件连接、连连墙杆、支撑撑体系是否符符合安全要求求，发现问题题必须及时改改正。2、拆除作业之前必须须有安全技术术措施交底，并并且要落实到到班组操作人人员。3、拆除脚手架之前要要清除脚手架架上杂物及地地面障碍物，检检查窗封闭，暂暂不要撕下外外窗保护膜，同同时清理墙面面及窗台。在在地面设围挡挡，设警戒标标志，并有专专人指挥，严严禁非操作人人员入内。外架拆除顺序为先先搭的后拆，后后搭的先拆。拆除顺序:逐层由由上而下进行行，严禁上下下同时作业，拆拆除外架面不不得进行外墙墙施工及其它它作业，架子子拆除时由专专人配合将因因连墙点而影影响外墙施工工处补上。所有连墙杆件随脚脚手架逐层拆拆除，严禁先先将连墙杆件件整层或数层层拆除后再拆拆除脚手架；；分段拆除架架子高差不得得大于2步架，若因因施工需要高高差大于2步架，则必必须加设连墙墙杆加固。当脚手架拆至最后后一步拉墙件件时，必须先先在适当位置置搭临时抛撑撑加固后，再再拆连墙杆。8、根据工程实际情况况，如脚手架架采取分段式式分立面拆除除时，不拆除除的脚手架两两端先设连墙墙杆及斜向横横撑。9、脚手架拆除时注意意成品保护，不不得损坏已施施工完的外墙墙面及外窗玻玻璃。10、各种构件必须及时时分类放置，扣扣件装袋传入入楼层内运出出，严禁抛仍仍，钢管由人人工传至地面面，不得在外外架上集中堆堆放并严禁抛抛扔，运至架架料堆放区后后按规格码放放。十六：安全技术措施脚手架搭设及拆除除前、层层落落实安全技术术交底，做到到管理人员及及架子工，人人人清楚，个个个明白。脚手架搭拆人员必必须符合国家家有关法律、法法规要求，并并且具备专