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普通型钢悬挑脚手架计算书普通型钢悬挑脚手架计算书 三、悬挑脚手架设计三、悬挑脚手架设计 因业主要求13层做样板房，结构施工时同时进行样板房装修施工，为配合业 主样板房装修，脚手架从3层开始为型钢悬挑式脚手架。外架为一架三用，既用于 结构施工和装修施工同时兼作安全防护。 根据工程实际情况，13层搭设落地脚手架，高度为8.9米，39 层为型钢悬 挑脚手架，高度为24.4米，分两段悬挑，第一段 13.2m、第二段11.2m， 脚手架的重量由下部钢梁及斜拉卸荷钢丝绳来承担。 3.13.1、结构方式、结构方式 脚手架选型及搭设方式 施工时，按1.5m间距预埋 20 钢筋环箍。根据施工需要，脚手架里立杆离墙 面 30cm，因此改用14#工字钢悬挑出1.2m，工字钢总长 3.m(根据实际,特殊部位需 加长)。同时在上层顶板边梁上，预埋20的圆钢环，用16.0 钢丝绳进行卸荷， 每隔三米一道，把外挑架的重力转移一部分到结构楼层上，防止挑架工字钢受力 下沉变形。 在 14#工字钢上，外悬挑工字钢的1.10m架立杆位置，将两根 300mm长短立杆 焊接在工字钢上表面，作为双排挑脚手架的立杆定位杆，然后按要求搭设纵向和 横向的水平横杆。 大横杆竖向间距1.80m，小横杆纵向间距1.50m。脚手架内立杆距外墙面 300mm，搭设过程中，注意搭设脚手架的填挡，扶手，并铺好竹笆。 脚手架内立杆与外墙之间，每层架均设一道隔离层。脚手架按楼层高度，水 平方向 1.5m，设一道与柱、梁拉结钢管。 脚手架搭设交叉进行，同时要满挂、满铺竹笆后用密目式安全网围护。脚手 架上的荷载不得大于3.0kn/m2。 1 剪刀撑在脚手架平面内全面布置，与地面夹角控制在450600，并分层附墙拉 结。 3.23.2构造尺寸构造尺寸 钢梁规格：采用14#工字号钢，； 钢梁间距：la=1.5m(与脚手架纵距相同)； 悬挑长度：l 悬 =1.2m； 斜拉规格：采用6*19+1钢丝绳 水平联系梁：采用14#工字钢钢； 3.33.3、锚固方法、锚固方法 采用刚性连接方式，连墙体杆用两根50cm短管用直角扣件中间固定于墙体上。 布置要求： 连墙杆在垂直间距不应大于3.6m，水平间距不大于4.5m的位置上设置，设置 时尽量靠近主节点，偏离主节点的距离不大于30cm。必须从底部第一根纵向水平 杆处开始设置，布设形式采用梅花型布置，门窗洞口采用短向拉接，钢管长度过 门窗洞口边缘250mm以上。 3.4、悬挑脚手架预埋别杆地锚 在悬挑工字钢上焊接直径20的钢筋长300mm,作为脚手架钢管的限位，具体做 法见附图。 3.53.5、对混凝土的强度要求、对混凝土的强度要求 楼板混凝土强度设计强度后方可拆除楼板的模板支撑； 拆模板时楼板混凝土的强度实际值与楼板同条件养护下混凝土试块强度值为据。 保留相关资料备查。 四、施工准备四、施工准备 4.14.1、技术准备、技术准备 技术人员必须熟悉图纸及有关的施工规范要求，做好施工交底。 4.24.2、构配件材料准备、构配件材料准备 4.2.1悬挑型钢 14#工字钢，质量符合国家标准（gb707-88）；钢号： q235； 禁止使用：严重腐蚀、弯曲变形、裂纹缺损、废料拼接、无出厂合格 证的产品材料； 4.2.2 焊条 采用e43型焊条、直径3.24.0mm 禁止使用：受潮、无出厂合格证的焊条 4.2.3 锚固圆钢 20圆钢，质量符合国家标准钢筋混凝土用钢筋（gb1499），钢 号hpb235. 禁止使用：螺纹钢材料及严重腐蚀、有裂纹、废料拼接、无出厂合格 证的产品材料； 4.2.4 钢管规格 483.5mm；材质q235-a级钢；符合国家标准直缝电焊钢管 （gb/t13793）、符合国家gb700普通炭素结构钢技术条件的要求， 及低压流体输送用焊接钢管（gb/t3092）标准； 禁止使用严重锈蚀、弯曲变形、有裂纹、无出厂合格证和市场准用证 或未经检测合格的钢管； 立杆用钢管，两端切口需平直，严禁有斜口、毛口、卷口的现象。 4.2.5 扣件 扣件应符合国家标准钢管脚手架扣件（gb15831）； 禁止使用脆裂、变形、滑丝、无出厂合格证和市场准用证的扣件； 在螺栓拧紧扭力矩达65n.m时,不得发生破坏;新旧扣件均应进行防锈 处理。 4.2.6 拉结材料 脚手笆（板）整齐完好，不准使用枯脆、单径、破坏、散乱的竹片底 笆；脚手板厚度5cm，宽度b20cm,禁止使用腐朽、有裂纹的脚手 3 板。 密目网质符合gb16909-97标准；2000目/100cm2，每张网上附有出厂 合格证和安鉴标志。禁止采购和使用无生产许可证、无出厂合格证、 无检测报告的“三无”劣质密目网。 4 4. .3 3人员准备人员准备 配备1020名经过培训考核，具有上岗证的架子工。在项目管理人员组织下， 由项目部工程部、技术部、安全部监督操作。 五、悬挑式脚手架搭设工艺五、悬挑式脚手架搭设工艺 安放锚固预埋件安放悬挑钢梁及固定竖立杆小横杆（扫地杆）大横 杆（扫地杆）拉结搁删杆栏杆剪刀撑铺脚手踢脚板挂密目网底 步封闭内隔离 5.15.1、安放预埋件、安放预埋件 5.1.1测量定位 根据脚手架悬挑梁平面布置图，以主题结构线为基准，在第四层楼板和墙板 模板上测量、定位、标识出锚固预埋件安放位置。 5.1.2安放锚固预埋件 在楼板钢筋内按节点按平面布置图安放已预制好的锚固件。 5.1.3验收复核 由施工、技术、安全等人员组织隐蔽验收和技术复核，做好相关记录。 5.25.2、安装悬挑钢结构、安装悬挑钢结构 5.2.1待楼板混凝土凝固后，安放悬挑钢梁。并安放压板用螺栓固定悬挑梁。 5.2.2待墙模板拆除后，焊接安装转角处悬挑梁支撑及斜拉。 5.2.3由专业焊工施焊。 六、质量要求六、质量要求 由本方案编制人、技术负责人、施工员、安全员、脚手班等对悬挑钢结 构、脚手架共同验收，并做好签字记录。 6.16.1、对悬挑钢结构的验收、对悬挑钢结构的验收 预埋件的按放位置及数量，锚固情况 所用材料的规格型号 悬挑钢梁的按放尺寸，锚固情况 焊接质量 砼结构强度 只有对悬挑钢结构验收合格后，并满足混凝土强度要求的条件后方可搭设上 部脚手架。 一、参数信息一、参数信息: : 1.1.脚手架参数脚手架参数 双排悬挑脚手架搭设高度为 24.4 米，立杆采用单立杆,分两段悬挑； 搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为0.90米，立杆的步距为1. 80 米； 内排架距离墙长度为0.30米； 大横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 3 根； 采用的钢管类型为 483.5； 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 3.60 米，水平间距4.50 米，采用扣件 连接； 连墙件连接方式为双扣件连接； 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 本工程地处海口市，查荷载规范基本风压为0.400，风荷载高度变化系数z为 0.740，风荷载体型系数s为0.645； 5 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/m2):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/m2):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:3 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14号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.20米，建筑物内锚 固段长度 1.80 米。 与楼板连接的园钢直径(mm):20.00； 楼板混凝土标号:c30； 6.6.拉绳与支杆参数拉绳与支杆参数 支撑数量为:1； 钢丝绳安全系数为:6.000； 钢丝绳与墙距离为(m):3.000； 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 1.10 m。 7 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=0.033 kn/m ； 脚手板的自重标准值:p2=0.3000.900/(3+1)=0.068 kn/m ； 活荷载标准值: q=3.0000.900/(3+1)=0.675 kn/m； 静荷载的设计值: q1=1.20.033+1.20.068=0.121 kn/m； 活荷载的设计值: q2=1.40.675=0.945 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=0.080.1211.5002+0.100.9451.5002 =0.234 kn. m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 m2max= -0.100.1211.5002-0.1170.9451.5002 =-0.2 76 kn.m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =max(0.234106,0.276106)/4490.0=61.470 n/mm2； 大横杆的最大弯曲应力为 = 61.470 n/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 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： 9 其中： 静荷载标准值: q1= p1+p2=0.033+0.068=0.101 kn/m； 活荷载标准值: q2= q =0.675 kn/m； 最大挠度计算值为： v= 0.6770.1011500.04/(1002.06105107800.0)+0.9900.6751 500.04/(1002.06105107800.0) = 1.679 mm； 大横杆的最大挠度 1.679 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 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= 0.0331.500 = 0.050 kn； 脚手板的自重标准值：p2=0.3000.9001.500/(3+1)=0.101 kn； 活荷载标准值：q=3.0000.9001.500/(3+1) =1.013 kn； 集中荷载的设计值: p=1.2(0.050+0.101)+1.4 1.013 = 1.599 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 = 1.20.0330.9002/8 = 0.004 kn.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: mpmax = 1.5990.900/2 = 0.720 kn.m ； 最大弯矩 m= mqmax + mpmax = 0.724 kn.m； 最大应力计算值 = m / w = 0.724106/4490.000=161.151 n/mm2 ； 小横杆的最大弯曲应力 =161.151 n/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205.000 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: vqmax=50.033900.04/(3842.060105107800.000) = 0.013 mm ； 11 大横杆传递荷载 p = p1 + p2 + q = 0.050+0.101+1.013 = 1.164 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: vpmax = 19 1163.700900.0003 /(384 2.060105107800.000) = 1.890 mm ； 最大挠度和 v = vqmax + vpmax = 0.013+1.890 = 1.903 mm； 小横杆的最大挠度为 1.903 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900.000/150= 6.000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 = 0.0331.5003/2=0.075 kn； 小横杆的自重标准值: p2 = 0.0330.900/2=0.015 kn； 脚手板的自重标准值: p3 = 0.3000.9001.500/2=0.203 kn； 活荷载标准值: q = 3.0000.9001.500 /2 = 2.025 kn； 荷载的设计值: r=1.2(0.0750.015+0.203)+1.42.025=3.186 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(kn)，为0.1248 ng1 = 0.1248+(1.503/2+1.502)0.033/1.8022.60 = 5.016； (2)脚手板的自重标准值(kn/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.30 ng2= 0.30061.500(0.900+0.3)/2 = 1.620 kn； (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kn/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标 13 准值为0.15 ng3 = 0.15061.500/2 = 0.675 kn； (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.50022.600 = 0.170 kn； 经计算得到，静荷载标准值 ng =ng1+ng2+ng3+ng4 = 7.480 kn； 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= 3.0000.9001.5002/2 = 4.050 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 = 0.400 kn/m2； uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(gb50009-200 1)的规定采用： uz= 0.740 ； us - 风荷载体型系数：取值为0.645； 经计算得到，风荷载标准值 wk = 0.7 0.4000.7400.645 = 0.134 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= 1.27.480+ 1.44.050= 14.646 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 = 1.27.480+ 0.851.44.050= 13.796 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 1.40.1341.500 1.8002/10 = 0.077 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 = 14.646 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 ： = 1.500 ； 计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.119 m； 长细比 lo/i = 196.000 ； 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 15 ； 立杆净截面面积 ： a = 4.24 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：w = 4.49 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 n/mm2； = 14646.000/(0.188424.000)=183.737 n/mm2； 立杆稳定性计算 = 183.737 n/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 20 5.000 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 = 13.796 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 ： = 1.500 ； 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m； 长细比: l0/i = 196.000 ； 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 = 4.24 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：w = 4.49 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 n/mm2； = 13795.506/(0.188424.000)+77291.671/4490.000 = 190.281 n/mm2； 立杆稳定性计算 = 190.281 n/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 20 5.000 n/mm2，满足要求！ 七、连墙件的计算 七、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 风荷载标准值 wk = 0.134 kn/m2； 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 aw = 16.200 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 = 3.031 kn； 连墙件的轴向力设计值 nl = nlw + n0= 8.031 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 l0/i = 300.000/15.900的结果查表得到 =0.949，l为 17 内排架距离墙的长度； 又： a = 4.24 cm2；f=205.00 n/mm2； 连墙件轴向承载力设计值为 nf = 0.9494.24010-4205.000103 = 82. 487 kn； nl = 8.031 nf = 82.487,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 = 8.031小于双扣件的抗滑力 12.800 kn，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图 八、悬挑梁的受力计算 八、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900mm，内排脚手架距离墙体300mm，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 = 866.20 cm4，截面抵抗矩w = 108.30 cm3，截 面积a = 21.95 cm2。 受脚手架集中荷载 n=1.27.480 +1.44.050 = 14.646 kn； 水平钢梁自重荷载 q=1.221.9500.000178.500 = 0.207 kn/m； 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 19 经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kn) 悬挑脚手架支撑梁变形图(kn) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kn.m) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 r1 = 17.593 kn； r2 = 12.720 kn； r3 = -0.236 kn。 最大弯矩 mmax= 2.504 kn.m； 最大应力 =m/1.05w+n/a= 2.504106 /( 1.05 108300.0 )+ 0.000103 / 2195.0 = 22.018 n/mm2； 水平支撑梁的最大应力计算值 22.018 n/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215.000 n/mm2,满足要求！ 九、悬挑梁的整体稳定性计算 九、悬挑梁的整体稳定性计算: : 水平钢梁采用14号槽钢,计算公式如下 其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： b = 570 10.063.0 235 /( 1200.0160.0235.0) = 1.87 由于b大于0.6，查钢结构设计规范(gb50017-2003)附表b，得到 b值 为 0.919。 经过计算得到最大应力 = 2.504106 /( 0.919108300.00 )= 25.150 n/mm 2； 水平钢梁的稳定性计算 = 25.150 小于 f = 215.000 n/mm2 ,满足要求! 十、拉绳的受力计算 十、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 其中ruicosi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 rci=ruis ini 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为： 21 ru1=18.949 kn； 十一、拉绳的强度计算 十一、拉绳的强度计算: : 钢丝拉绳 钢丝拉绳( (支杆支杆) )的内力计算：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=18.949 kn 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算： 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)， 计算中可以近似计算fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)； - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳 分别取0.85、0.82和0.8； k - 钢丝绳使用安全系数。 计算中fg取18.949kn，=0.820，k=6.000，得到： 经计算，钢丝绳最小直径为16.000mm,满足要求！ 钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算 钢丝拉