悬挑脚手架方案.docx

悬挑脚手架施工方案 一、工程情况：因单体工程与车库相衔接，与车库外围交接处须悬挑脚手架，对单体工程来说属于局部悬挑。二、设计计算书 （一）悬挑脚手架计算1、参数信息（1）脚手架参数双排脚手架搭设高度为 叠拼结构19 m，联排结构为14m,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1.5m，立杆的步距为1.5m；内排架距离墙长度为0.50 m,小横杆端头距墙0.3米；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取三步四跨，竖向间距 1.8 m，水平间距6 m，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河北秦皇岛市，基本风压0.45 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取1.25，计算立杆稳定性时取1，风荷载体型系数s 为0.214；（4）静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1611；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；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:木脚手板；栏杆挡板类别:竹夹板挡板；（5）水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用18a号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.6m，建筑物内锚固段长度 2 m。锚固压点压环钢筋直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C30；（6）拉绳与支杆参数 悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，斜拉绳采用6*14钢丝绳，斜拉绳不参与计算。 2、小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。（1）均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.5/3=0.175 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.5/3=1.5 kN/m；荷载的计算值: q=1.20.038+1.20.175+1.61.5 = 2.656 kN/m； 小横杆计算简图（2）强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下: Mqmax = ql2/8最大弯矩 Mqmax =2.3560.92/8 = 0.239 kNm；最大应力计算值 = Mqmax/W =46.959 N/mm2；小横杆的最大弯曲应力 =46.959 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！（3）挠度计算最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.175+1.5 = 1.713 kN/m ； qmax = 5ql4/384EI最大挠度 = 5.01.7139004/(3842.06105121900)=0.583 mm；小横杆的最大挠度 0.583 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900 / 150=6 与10 mm，满足要求！ 3、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，小横杆在大横杆的上面。（1）荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0380.9=0.035 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.350.91.5/3=0.158 kN；活荷载标准值: Q= 30.91.5/3=1.35 kN；荷载的设计值: P=(1.20.035+1.20.158+1.61.35)/2=1.20 kN； 大横杆计算简图（2）强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。 Mmax = 0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.51.5=0.007 kNm； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2671.061.5= 0.425 kNm；M = M1max + M2max = 0.007+0.425=0.432 kNm最大应力计算值 = 0.432106/5080=84.948 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力计算值 = 84.948 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！（3）挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm；均布荷载最大挠度计算公式如下: max = 0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起的最大挠度： max= 0.6770.03815004 /(1002.06105121900) = 0.052 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下: pmax = 1.883Pl3/100EI集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.035+0.158+1.35）/2=0.771kN = 1.8830.77115003/ ( 100 2.06105121900) = 1.951 mm；最大挠度和：= max + pmax = 0.052+1.951=2.004 mm；大横杆的最大挠度 2.004 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm，满足要求！ 4、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8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.0380.92/2=0.035 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.5=0.058 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.91.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 30.91.5 /2 = 2.025 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.035+0.058+0.236)+1.42.025=3.229 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 5、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0.1611kN/m NG1 = 0.1611+(0.902/2)0.038/0.6020.00 = 4.374kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3531.5(0.9+0.3)/2 = 0.945 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹夹板挡板，标准值为0.14kN/m NG3 = 0.1431.5/2 = 0.315 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.520 = 0.15 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.784 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 = 30.91.52/2 = 4.05 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 = 1.25.784+ 0.851.44.05= 11.76 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.25.784+1.44.05=12.611kN；6、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.45 kN/m2； z - 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：z= 1； s - 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 0.4510.214 = 0.067 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0671.50.62/10 = 0.004 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 11.760 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 12.611kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；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(JGJ130-2001)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(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.7 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 1.178 m；长细比: L0/i = 75 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.75立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 11760.3/(0.75489)+4331.767/5080 = 32.919 N/mm2；立杆稳定性计算 = 32.919 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 12610.8/(0.75489)=34.385 N/mm2；立杆稳定性计算 = 34.385 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！7、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z1.25，s0.214，00.45，Wk = 0.7zs0=0.7 1.250.2140.45 = 0.084 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)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 = 1.274 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.274 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 = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度； A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 6.274 扣件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（GB15831-2006）的规定。2铸铁不得有裂纹、气孔；不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸铁缺陷；并应将影响外观质量的粘砂、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。3扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。4扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应不小于1mm。5当扣件紧夹钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。6脚手架采用扣件，在螺栓拧紧力矩达到65Nm时，不得发生破坏。3)脚手板本工程所用脚手板两端使用1014号镀锌钢丝捆紧。腐朽的木脚手板不得使用。(2) 构造要求：悬挑型钢选用18#工字钢，正常悬挑长度1.6米，固定端锚固长度不小于1.25*1.6=2米，锚固端采用220 HPB300钢筋做U形锚环，间距200mm，最外侧距型钢端200mm，型钢距楼板边缘200mm设置120 HPB300钢筋做U形锚环。锚环与型钢间隙采用木楔塞紧。脚手架构造，立杆纵距1.5米，立杆横距0.9米，外侧大横杆部距0.6米，内侧大横杆部距1.8米，内排立杆中心线距离外墙30cm，小横杆向外伸10cm，向内伸15cm。斜拉绳采用6*14，型钢一端拉至外侧10cm处，型钢下含定位钢筋。主体一端设置20锚环，设置在悬挑层上一层。悬挑脚手架主要构造参数悬挑脚手架搭设示意图说明：外架两部三跨设置连墙件，采用刚性连接。主体施工预留主体插钢管，采用扣件连接钢管再连接架体。3)脚手板操作层满铺脚手板，立杆间四块挑板。铺设脚手板层设置踢脚板。悬挑层设置斜面挡板4）锚环预埋施工预埋锚环采用2A20 HPB300钢筋，端头套丝扣。根据型钢型号选用长度，锚环内增加两根1.5米长C18HRB400钢筋。型钢腹板侧面使用木楔塞紧。刚压板采用63mmx63mmx6mm角钢(4）立杆搭设1)立杆采用6m长钢管搭设，接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件对接，搭接长度不应小于1m，端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100mm。立杆上的对接接头交错布置，两个相邻立杆接头不设在同步同跨内。两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心距主接点的距离不大于步距的1/3，并小于600mm。2)立杆随结构高出建筑物施工作业层1.5m高，顶端高出建筑物檐口上皮1.5m。3)脚手架里立杆距结构墙面300mm，以避开线条，并利于结构模板的施工。4)当搭至有连墙件的构造层时，搭设完该处的立杆、大横杆、小横杆后，立即设置连墙件。连墙件的设置按三步四跨设置，拉结采用48X3.5mm钢管，扣件连接，由于单个直角扣件（抗滑）承载力设计值为8kN，本工程所有连墙件设计为双扣件，紧锁预埋在结构边缘的螺纹25短钢筋或短钢管上，短钢筋或短钢管露出板面的高度不小于200mm。所有拉结点均应悬挂拉结点标志。(5)扫地杆设置1)每层悬挑架最底部必须设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件固定在距立杆底不大于200mm处的立杆上。2)横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。3)当立杆起步处不在同一高度时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。(6)大横杆搭设1)大横杆设在小横杆之下，立杆内侧，同一步大横杆必须四周交圈，采用直角扣件与立杆扣紧。2)大横杆采用对接扣件连接。对接接头交错布置，不设在同步、同跨内；相邻接头水平距离不小于500mm，与相近立杆的距离小于纵距的1/3。边角处也可采用搭接，搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置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。3)大横杆单根长度不宜小于3跨，并不小于4m。4)当按照步距要求，大横杆处有线条或突出墙面的构件时，适当减小大横杆步距。(7)小横杆搭设1)每一主节点处必须设置一根小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上方的立杆上。操作层非主节点处的横向水平杆根据支撑脚手板的需要设置，紧扣在大横杆上。2)小横杆轴线偏离主节点的距离不大于150mm，靠墙一侧的外伸长度不大于500mm。3)小横杆端头留置长度：靠近墙一端突出立杆150mm，外侧突出立杆100mm；当遇到设计线条位置时应局部调整外挑长度。4)在任何情况下，不得拆除贴近立杆的小横杆。(8)栏杆和挡脚板作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合以下规定：1)栏杆和挡脚板均应设在外立杆的内侧。2)操作层和斜道的脚手架立杆于0.6m及1.2m处设有两道防护栏杆，栏杆上皮高度应为1.2m。3)挡脚板高度为200mm。(9)剪刀撑为增强脚手架的纵向刚度，保证脚手架具有必要的承载能力，需在脚手架外侧面设置与墙面平行的十字交叉斜杆，即剪刀撑。1)剪刀撑跨越宽度不应小于4跨，且不应小于6m，高度为45步距，斜杆与地面的倾斜角度宜在4560之间。外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。2)剪刀撑主要采用6m长钢管，斜杆接长采用旋转扣件搭接，搭接长度不小于1m，设置不少于3个旋转扣件，端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100mm。3)剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。(10)连墙件1)连墙件采用刚性连接，垂直间距为3米，水平间距为4.5m，可根据现场实际情况减小垂直和水平距离。连墙杆用483.5的钢管，它与脚手架和建筑物的连接采用直角扣件。2)连墙件横竖向顺序排列，均匀布置，与架体和结构立面垂直，