高层悬挑脚手架施工方案.doc

一、 工程概况：工程名称：xxx地块一标段工程建设单位：xxx开发有限公司设计单位：xxx计院有限公司监理单位：xxx管理有限公司施工单位：xxx建设工程有限公司本标段1#、2#楼均为高层商住楼，地上17层(其中2#楼局部8层)，地下1层，一层、二层为商铺，三十七层为住宅，建筑高度50.39m。 二、编制依据：1、 根据本工程的全部施工图纸及有关标准图；2、 根据国家有关规范、标准和地区的有关规程；3、 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-2011）；4、 悬挑式脚手架安全技术规程（DG/TJ08-2002-2006）5、 钢管脚手架扣件（GB15831-2006）6、 建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ 80-91）；7、 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）；8、 建筑施工安全检查标准（JGJ 59-99）；9、 建筑施工计算手册（第2 版-2007.7）；10、 简明施工计算手册（1999.7）；11、 实用建筑施工安全手册（1999.7）12、 钢结构设计规范（GB 50017-2003）三、设计思路：1、本工程高程住宅1#、2#楼为17层（局部8层），其结构形式均为钢筋混凝土框架剪力墙结构，三层以上层高均为2.8m。2、外脚手架拟采用钢管落地式+悬挑式双排脚手架的组合形式，其中一至十一层采用钢管落地式双排脚手架，搭设高度为31.79m+1.8m，其中1.8m部位做防护栏杆；在十一层楼面设置一道型钢挑架，一挑高度为19.6m+1.5m。对于楼梯间超高部分在十七层楼面再设置一道型钢挑架。悬挑钢梁拟采用16#工字钢。3、脚手架横距为1.05m，纵距均为1.5m，步距均为1.8m，内排架距离墙均为0.35m。脚手架底部地坪采用100mm厚C20混凝土硬化，立杆底部设置槽钢垫块。四、设计计算：4.1落地式钢管脚手架设计计算A、参数信息:1、 脚手架参数(1) 双排脚手架搭设高度为31.79m+1.8m，一层、二层立杆采用双立杆，三层以上立杆采用单立杆；(2) 搭设尺寸为：横距Lb为1.05m，纵距La为1.5m，步距为1.8 m；(3) 内排架距离墙长度为0.35m；(4) 大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；(5) 采用的钢管类型为 483； (6) 横杆与立杆连接方式为单扣件；(7) 连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距4.5m；2、 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、装饰脚手架；3、 风荷载参数(1) 本工程地处南通，基本风压0.3 kN/m2；(2) 风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取1，计算立杆稳定性时取1；(3) 风荷载体型系数s 为0.868；4、 静荷载参数(1) 每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):gk=0.1248；(2) 脚手板自重标准值(kN/m2):0.05；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；(3) 脚手板类别:竹笆片脚手板、外侧防身栏杆；(4) 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；脚手板铺设总层数:10；5、 地基参数(1) 地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kPa):85.00；(2) 立杆基础底面面积(m2):0.18；地基承载力调整系数:0.900。 图4.1-1 落地脚手架侧立面 图4.1-2 落地脚手架正立面（单立杆）B.大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)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、 均布荷载值计算(1) 大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；(2) 脚手板的自重标准值:P2=0.051.05/(2+1)=0.018 kN/m ；(3) 活荷载标准值: Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m；(4) 静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.018=0.0672 kN/m；(5) 活荷载的设计值: q2=1.41.05=1.47 kN/m；图4.1-3 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4.1-4 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 M1max=0.080.06721.52+0.101.471.52 =0.355 kNm；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= -0.100.06721.52-0.1171.471.52 =-0.402 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.355106,0.402106)/4490=89.532 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 89.532 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=0.85205 =174.25N/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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.018=0.056 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大挠度计算值为： =0.6770.05615004/(1002.06105121900)+0.9901.0515004/(1002.06105121900) = 2.172 mm；大横杆的最大挠度 2.172 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！C、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(1) 大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.5 = 0.058 kN；(2) 脚手板的自重标准值：P2=0.051.051.5/(2+1)=0.026 kN；(3) 活荷载标准值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN；(4) 集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.026)+1.4 1.575 = 2.3 kN； 图4.1-5 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 = 1.20.0381.052/8 = 0.0063 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.31.05/3 = 0.805 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.811 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.811106/4490=159.65 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =159.65 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 0.85205=174.25 N/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 = 5ql4/384EIqmax=50.03810504/(3842.06105121900) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.026+1.575 = 1.659 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 = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 16591050(310502-410502/9 ) /(722.06105121900) = 2.71 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.71 = 2.734 mm；小横杆的最大挠度为 2.734 mm 小于 小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10 mm,满足要求！D、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；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.05/2=0.02kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.051.051.5/2=0.039 kN；活荷载标准值: Q = 31.051.5/2 = 2.362 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.058+0.02+0.039)+1.42.362=3.447 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! E、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（31.79+1.8） =4.192 kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.05kN/m2 NG2= 0.05101.5(1.05+0.35)/2 = 0.75 kN；（3）外侧防身栏杆：NG3=0.038101.52/2=0.57kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG3 = 0.0051.5（31.79+1.8）= 0.252 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.764 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 = 4.725kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.25.764+ 0.851.44.725= 12.54kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.25.764+1.44.725=13.53kN；F、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=zs0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 = 0.3 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0.868；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.310.868 = 0.26 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 1.40.261.51.82/10 = 0.15kNm；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 = 12.54kN；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= 13.53kN；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 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =0.85205=174.25 N/mm2；（0.85为钢管强度折减系数）考虑风荷载时 = 12540/(0.1864242)+15000/4490 = 112.92 N/mm2；立杆稳定性计算 = 112.92N/mm2 f = 174.25 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 13530/(0.1864242)=85.78 N/mm2；立杆稳定性计算 = 85.78N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f =174.25 N/mm2，满足要求！G、最大搭设高度的计算: 按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)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：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk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 = 1.572 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 = 0.1248kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.15 /(1.4 0.85) = 0.126 kNm；Hs =( 0.1864.2410-4205103-(1.21.572+0.851.4(4.725+0.1864.241000.126/4.49)/(1.20.1248)= 57.63 m； H = Hs /(1+0.001Hs)H = 57.63 /(1+0.00157.63)=54.48 m；H= 54.48 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =50 m。脚手架单立杆搭设高度为31.79m，小于H，满足要求！H、连墙件的稳定性计算: 1、 连墙件的轴向力设计值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，s0.868，00.3，Wk =zs0=10.8680.3 = 0.26 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2m2；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= 3.000 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 = 5.89 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.89kN；2、 连墙件承载力设计计算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 = 350/15.9的结果查表得到 =0.941，l为内排架距离墙的长度； A = 4.24 cm2；f=0.85205 =174.25N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9414.2410-4174.25103 = 69.52kN；Nl = 8.89 Nf = 69.52,连墙件的设计计算满足要求！3、 抗滑承载力验算：当连墙件采用脚手钢管并以扣件和脚手架连接时，应验算扣件的抗滑要求，每个扣件的抗滑力为8.0KN。当抗滑不满足时，可增加扣件的设置。本例连墙件采用扣件与内立杆连接，由于N112KN，故连墙钢管与内立杆采用双扣件连接，满足双扣件抗滑承载力的设计计算要求。4、 连墙钢筋计算：连墙钢筋为12光圆钢筋（Q235钢），埋入混凝土结构柱或梁内；锚入端弯钩同结构内主筋相连，外露端与连墙钢管双面焊接。（见图4.1-6）(1) 钢筋抗拉承载力：式中：A12钢筋的截面积：1/4122p=113.1mm2=78.6N/mm2小于钢材抗拉强度设计值，满足要求。(2) 焊缝长度计算：计算公式如下：式中：电焊焊接抗剪设计值，取125N/mm2N1连墙件轴向力设计值为8.89KNhf电焊焊接厚度，焊接厚度不小于钢筋直径的0.35倍，取hf =120.35=4.2mmlf单面焊接长度则，lf=8890/（21254.2）=8.47mm实际施工时焊接单面焊接长度为8.47+10+10=28.47mm，取双面焊接50mm，满足连墙件轴向力设计值的要求。图4.1-6 连墙件拉结楼板焊接钢管示意图I、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 = 76.5 kPa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 85 kPa ；脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.9 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =69.67 kPa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N =12.54 kN；基础底面面积 ：A = 0.18 m2 。p=69.67kPa fg=76.5 kPa 。地基承载力满足要求！1、主楼结构 2、立杆 3、小横杆 4、大横杆（格栅杆） 5、预埋件 6、连墙件 7、槽钢 8、100厚C20混凝土垫层 9、200200排水沟图4.1-7 外脚手架基础示意图4.2型钢悬挑式钢管脚手架设计计算1#、2#楼设置一道型悬挑架，一挑设置在十一层楼面上，搭设高度为19.6+1.5m；型钢悬挑式式钢管脚手架的计算搭设高度19.6m进行计算。A、参数信息:1、 采用型钢悬挑双排脚手架，搭设高度为19.6+1.5m，采用单立杆；2、 风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取1.35，计算立杆稳定性时取1.35；3、 脚手板铺设总层数:6层；4、 水平悬挑支撑梁(1) 悬挑水平钢梁采用16#工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1. 5m，建筑物内锚固段长度2.5 m,阳台部位锚固段长度4.5 m。(2) 锚固压点压环钢筋采用直径为16.00mm圆钢，设置两道；(3) 楼板混凝土标号:C30；5、 其余计算参数同4.1节（参数信息），此处不另列出。图例 搁置式钢梁悬挑脚手架搭设侧立面图图4.2-1 搁置式钢梁悬挑脚手架搭设正立面图B、大横杆的计算:计算方法同4.1节（大横杆的计算），此处不另外计算，根据计算结果，满足要求。C、小横杆的计算:计算方法同4.1节（小横杆的计算），此处不另外计算，根据计算结果，满足要求。D、扣件抗滑力的计算:计算方法同4.1节（扣件抗滑力的计算），此处不另外计算，根据计算结果，满足要求。E、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(19.6+1.5) = 2.633kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.05kN/m2 NG2= 0.0561.5(1.05+0.35)/2 = 0.525kN；(3)栏杆自重标准值；标准值为0.038kN/m NG3 = 0.03861.5/2 = 0.171kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.5(19.6+1.5) = 0.158 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =3.487 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；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.487+ 0.851.44.725= 9.81 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.23.487+1.44.725=10.799kN；F、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2011)的规定采用：0 = 0.3 kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2011)的规定采用：z= 1.35； s - 风荷载体型系数：取值为0.868；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.31.350.868= 0.352 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 1.40.3521.51.82/10 = 0.204 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 = 9.81 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= 10.799kN；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 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186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 =0.85205=174.25 N/mm2；考虑风荷载时 = 98100/(0.186424)+204000/4490 = 169.82N/mm2；立杆稳定性计算 = 169.82 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 174.25 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 10799/(0.186424)=136.93 N/mm2；立杆稳定性计算 = 136.93N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f =174.25 N/mm2，满足要求！G、连墙件的计算:1、 连墙件的轴向力设计值：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z1.35，s0.868，00.3，Wk =zs0=1.350.8680.3 = 0.352kN/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= 3.000 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 =7.98kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 10.98 kN；2、 连墙件承载力设计值计算：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 = 350/15.9的结果查表得到 =0.941，l为内排架距离墙的长度； A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9414.2410-4174.25103 = 69.52 kN；Nl = 10.98 Nf = 69.52,连墙件的设计计算满足要求！3、 抗滑承载力验算：当连墙件采用脚手钢管并以扣件和脚手架连接时，应验算扣件的抗滑要求，每个扣件的抗滑力为8.0KN。当抗滑不满足时，可增加扣件的设置。本例连墙件采用扣件与内立杆连接，由于N112KN，故连墙钢管与内立杆采用双扣件连接，满足双扣件抗滑承载力的设计计算要求。4、 连墙钢筋受力计算：连墙钢筋为12光圆钢筋（Q235钢），埋入混凝土结构柱或梁内；锚入端弯钩同结构内主筋相连，外露端与连墙钢管双面焊接。(1) 钢筋抗拉承载力：式中：A12钢筋的截面积：1/4122p=113.1mm2=97.08N/mm2小于钢材抗拉强度设计值，满足要求。(2) 焊缝长度计算：计算公式如下：式中：电焊焊接抗剪设计值，取125N/mm2N1连墙件轴向力设计值为10.98KNhf电焊焊接厚度，焊接厚度不小于钢筋直径的0.35倍，取hf =120.35=4.2mmlf单面焊接长度则，lf=10980/（21254.2）=10.45mm实际施工时焊接单面焊接长度为10.45+10+10=30.45mm，取双面焊接50mm，满足连墙件轴向力设计值的要求。H、悬挑梁的受力计算:悬挑钢梁:普通型16#工字钢;平面布置图见下图：1、 强度计算：(1) 悬挑水平钢梁采用16#工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.45m，建筑物内锚固段长度2.5 m,阳台部位锚固段长度4.5 m。为避免重复计算，按锚固段长度2.5 m计算：悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算（见图4.2-2）悬出端C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。 图4.2-2 悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式 支座弯矩计算公式 C点最大挠度计算公式 其中 k = m/l,k1 = m1/l,k2 = m2/l。本方案算例中，m =1.5 m，l = 2.5 m，m1 = 0.35 m，m2 = 1.4 m；水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141 cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2NG+1.4NQ=1.23.487+1.44.725=10.8kN；水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.226.110-478.5 =0.25 kN/m；k=1. 5/2.5=0.6k1=0.35 / 2.5 = 0.14k2=1.4 / 2.5 = 0.56代入公式，经过计算得到支座反力 RA = 29.585kN支座反力 RB = -7.36 kN最大弯矩 MA = 19.18 kNm 最大应力 = 19180000 /( 1.05 141000 )= 129. 55/mm2水平支撑梁的最大应力计算值129. 55 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!2、 整体稳定性计算: 水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下 = M/bWx f其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表钢结构设计规范(GB50017-2003)得，b=2由于b大于0.6，根据钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B，得到 b值为0.93。经过计算得到最大应力 = 19.18106 /( 0.93144000 )= 146.26 N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 = 146.26 小于 f = 215 N/mm2 ,满足要求!3、拉杆简图:拉杆采用A16mm的圆钢4、锚固段与楼板连接的计算: 水平钢梁与楼板压点采用压环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=7.36 kN； 压环钢筋的设计直径D=16mm，并设置两道；水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: = N/2A f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；A=D2/4=3.142162/4=201.062mm2=N/2A=7360/201.0622=18.3N/mm2；拉环所受应力小于50N/mm2，满足要求！注：因考虑施工中各种不利因素，故建筑物内锚固段尾端实际使用2f16锚环，两只锚环相距400mm。（见图4.2-3）图4.2-3 钢梁锚端详图5、锚环处C30楼板混凝土局部承载力的计算：锚环处C30楼板混凝土局部承载力计算公式为 式中：RB支座反力，经计算得：7.36A锚环承载区截面积，楼板厚度（按最不利工况）取90mm则，A =104(90-20)2 =14560mm2；=0.51N/ mm2 小于C30混凝土抗拉强度设计值，满足要求。悬挑脚手架构造如下图：转角部位悬挑脚手架平面布置图:五、材质要求：1、 钢管：1) 采用f48mm，壁厚3mm的直缝电焊钢管和相配套的可锻铸铁钢管脚手架扣件。2) 所使用的钢管、扣件、脚手板、连墙杆等材料配件均应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求。 3) 禁止使用严重锈蚀、弯曲变形或有裂纹的钢管，不合格的禁止使用。4) 钢管外径允许偏差：-0.5mm；壁厚允许偏差：-0.35mm；端面切斜允许偏差：1.7mm。5) 钢管必须进行防锈处理后方可投入使用。应刷二度防锈底漆，再刷一度黄色调和面漆。2、扣件：1) 采用可锻铸铁成扣件。其材质应符合现行国标钢管脚手架扣件（GB15831）的规定。2) 新扣件要有产品质量合格证，进场前要选样进行检测，并有质量检测报告。2、 使用的扣件在螺栓拧紧扭力矩达65Nm时，不得发生破坏。旧扣件在使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。3、 脚手板：1) 落地式脚手架采用竹笆脚手板。2) 采用竹笆脚手板，其材质要韧性好而无脆性，不得使用虫蛀、枯脆、松散的竹笆板。4、连墙件：脚手架连墙钢杆材质应符合国标碳素结构钢（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。5、安全网：1) 密目式安全立网，网目密度不低于2000目/100cm2，每张密目式安全立网尺寸一般为1.86.0m，一般由网体、开眼环扣、边绳和附加系绳组成。并具备安全监督管理部门所颁发的准用证。2) 安全平网，网目规格不大于2525mm，每张安全平网尺寸一般为3.06.0m，平网应使用已取得安全监督管理部门所颁发准用证的安全网。3) 对使用中的安全网，应进行定期或不定期的检查，并及时清理网上落物。当受到较大冲击后，应及时更换。6、机具：脚手搭设工具主要采用梅花板手、测力板手、铁锤、冲击电锤、钢卷尺、电焊机等。7、防护工具：1) 安全帽必须经有关部门检验合格后方能使用，施工人员必须正确使用安全帽并扣好帽带，不得使用缺衬、缺带及破损的安全帽。2) 安全带必须经有关部门检验合格后方能使用，安全带使用两年后，必须按规定抽检一次，抽检不合格的，必须更换后才能使用。安全带使用应高挂低用，不准将绳打结使用，更换新绳时要注意加绳套。六、技术要求与允许偏差：1、 悬挑钢梁固定坚实，与楼板连接牢固；2、 落地脚手架基础：表面坚实平整，排水顺畅，垫板不晃动（底座不滑动），沉降量10mm。3、 立杆垂直度： = 90mm；4、 柱距： 50mm；5、 步距： 20mm；6、 同一跨内、外两根纵向水平杆高差：10mm；7、 横向水平杆外伸长度：50mm；10、各扣件距主节点距离：150mm；11、同步立杆上两个相邻对接扣件的高差：500mm；12、立杆上的对接扣件距离主节点：步距；13、纵向水平杆上的对接扣件距离主节点：纵距；14、扣件螺丝拧紧力矩：4065Nm；15、剪刀撑与地面的倾角：4560；16、连墙杆（抱箍）水平间距不大于三跨纵距，竖向间距不大于二步架体，且连接牢固。七、搭设方法：1、落地脚手架：1) 搭设顺序为：放线定位立杆小横杆大横杆连墙杆剪刀撑脚手笆栏杆挡脚板密目安全网。2) 落地脚手架要搭设部位的基础土方回填要分层夯实，浇筑厚100mm的C20混凝土硬地坪，四周设有贯通的排水沟；立杆的下脚要铺设槽钢作为垫块。3) 立杆的底部设置纵横扫地杆，扫地杆距地面高度不大于0.2m。4) 立杆顶部要高出女儿墙1.5m左右，以方便设置防护栏杆。5) 小横竿挑出内外立杆的长度分别为0.3m和0.15m。6) 每步架体的立杆外侧必须安装水平护栏，护栏的间距为0.6m。7) 立杆及纵向水平杆的接头要互相错开，错开距离不少于0.5m（见图7-1）；立杆的接头必须使用对接扣件；水平杆如使用旋转扣件搭接，则每个接头长度不小于1.0m，且不少于3个扣件固定。8) 横杆靠墙一侧的挑出长度不得大于0.5m；并用隔离网或隔离笆在各操作层面与墙体间做好隔离防护。9) 在各楼层梁的外侧面预埋螺帽，用以连接连墙杆。10) 连墙杆同架体的连接点必须在立杆与水平杆的交点，其偏离距离不得大于0.3m，并同立杆牢固连接，竖向间距为二步高度，水平间距为三跨，要呈梅花形布置。11) 剪刀撑设在脚手架的外侧面，并由底至顶连续设置，宽度不少于四跨，且不小于6.0m；斜杆与地面的倾角应在4560之间。14) 在每侧的架体两端各设一道剪刀撑，中间部分间隔不大于6.0m增设一道剪刀撑。剪刀撑的钢管在底部必须落地，并涂以黄黑两色油漆予以区分。15) 剪刀撑斜杆的接头必须采用旋转扣件连接，搭接长度不小于1.0m（见图7-2），且不少于3个扣件。固定斜杆的旋转扣件的中心线距主节点的距离不得大于0.15m。16) 出入口挑空一根或二根立杆时，洞口的上方应增设加强水平杆，架体内外侧必须同时增设斜拉杆，并用旋转扣件固定在与之相邻的立杆或水平杆上，旋转扣件的中心线距主节点的距离不得大于0.15m。17) 斜道采用之字形，宽度同立杆的横距，坡度为1:3，拐弯处设平台，出入口设安全防护棚。18) 采用竹笆脚手板。固定竹笆脚手板的纵向水平杆的间距为0.35m；每块竹笆不少于六个固定点，用铁丝固定于纵向水平杆上。19) 脚手架搭设完毕后，应在外立杆的内侧四周自下至上安装全封闭的密目安全网，以防高空落物。21) 脚手架搭设必须执行验收制度，按每四步为一检验批，每次检验合格，挂牌后方可使用；在使用期间，应经常检查架体，发现隐患要及时整改，保证施工安全。22) 脚手架不得超负荷使用（设计荷载为3000N/m2），严禁在脚手架上堆放材料及杂物，人员不准集中停留；模板不得支承在架子上，保证架子受力均衡。23) 脚手架搭设完毕后，应在四角部位设置防雷接地装置。 注：1、立杆上的对接扣件至主节点的距离ah/32、同步立杆上两个相隔对接扣件的高差b500mm图7-1 立杆接头做法 图7-2 剪刀撑接长叠合部位图2、悬挑脚手架：1) 搭设顺序为：放线定位安装悬挑钢梁固定悬挑钢梁斜撑杆焊接安装架体底部安全平网立杆小横杆大横杆连墙杆剪刀撑铺设脚手笆外侧栏杆挡脚板密目围护安全网。2) 常规搁置式挑梁外挑长度1. 5m（墙外侧边起算），第一道锚环位置离开外墙口1.05m。3) 固定钢梁尾部的二道f16锚环沿外墙长度方向布置的间距1.5m；第一道形锚环设置在距内侧端部0.15m的位置，第二道形锚环离第一道0.4m。形锚环要与楼板主筋牢固焊接，防止浇捣楼板混凝土时移位。4) 将钢梁置入形锚环内，采用16形套环与工字钢和锚环焊接，锚环与套环双面满焊长度为160mm，且套环与工字钢双面满焊，以确保钢梁不位移。5) 外墙处焊接式挑梁最长外挑长度1. 5m（墙外侧边起算）；阳台处搁置式挑梁最长外挑长度3.1m（墙中起算），搁置位置为阳台口墙体；墙体顶部搁置处埋设200250mm受剪预埋件，钢梁底面两侧和预埋件电焊连接；每个部位的焊缝要严格按照设计要求执行，即焊缝的有效高度焊缝高度6mm，单侧有效长度不小于100mm（为确保安全，焊缝总长度不小于220mm），且不得有夹渣、气孔等不符合质量要求的现象发生。6) 挑架全部安装完毕后，立即在架体底部安装安全平网。7) 悬挑脚手架搭设可从人货电梯处开始向两侧环闭进行，使其形成稳固的封闭的整体；电梯出入口处底部及顶部可采用双水平杆加强，并增设角部加强斜杆。8) 人货电梯至建筑物单独设置专用过桥通道，不得与脚手架连通。9) 进行上部脚手架时，将立杆底部套入挑梁上焊接的f25mm短钢筋内（见图7-3），同时在立杆下部距底座上部不大于0.2m处设置扫地杆。10) 上部架体立杆离墙0.35m；横距为1.05m；其他搭设要求同落地式脚手架。 图7-3 脚手架立杆定位详图3、搭设要点：1) 剪刀撑与横向支撑的构造要求：(1) 沿脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架外侧面整个长度与高度用斜杆搭成剪刀撑，自下而上循序连续设置。(2) 每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在57根。每道剪刀撑宽度不应小于5跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾角宜在4560之间。(3) 20.0m以下部分的脚手架，必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置；中间每道剪刀撑的净距不应大于15.0m。(4) 剪刀撑斜杆的接头处顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件连接，搭接要求跟以上构造要求同。(5) 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于0.15m。(6) 横向支撑的斜杆要在12步内，由底至顶呈之字形连续布置、斜杆要采用旋转扣件固定在与之相交的立柱或横向水平杆的伸出端上。(7) 一字型、开口型双排脚手架的两端必须设置横向支撑，中间宜每隔6跨设置一道。2) 连墙件布置及构造要求：(1) 连墙件采用梅花形均匀布置，垂直间距一般不大于4.0m，水平间距一般不大于6.0m，并靠近主节点设置。(2) 连墙件为刚性节点，偏离主节点的距离不得大于0.3m。门窗洞部位可采用短钢管拉接，钢管长度要超过门窗洞口边缘0.25m以上。(3) 连墙件必须从底部第一根纵向水平杆处开始设置，当此处设置有困难时，要采用其它可靠措施固定。(4) 当脚手架下部不能设连墙件时可采用抛撑；抛撑要采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在4560之间，连接点中心距主节点的距离不应大于0.3m，抛撑在连墙件搭设后方可拆除。(5) 连墙杆要呈水平并垂直于墙面设置，与脚手架连接的一端可稍微下斜，不容许向上翘起。3) 门洞构造要求：(1) 洞口处增设的斜杆应采用旋转扣件优先固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线距中心节点的距离不应大于0.15m。(2) 洞口两侧增设的横向支撑应伸出增设的斜杆端部；增设的短斜杆端部应增设一个安全扣件。4) 之字型斜道及斜道脚手板构造要求：(1) 斜道要附着在外脚手架或建筑物上，但斜道杆件要独立设置；(2) 人行斜道宽度不能小于1.0m，可采用1:3（高:长）的坡度，拐弯处设置休息平台，宽度不小于斜道宽度。(3) 斜道两侧平台外围均必须设置围护栏杆及挡脚板，栏杆高度为1.2m，挡脚板高度不小于0.15m。(4) 斜道脚手板横铺时，应在横向水平杆上增设纵向支撑斜杆，斜杆间距不应大于0.5m。脚手板顺铺时，接头要采用搭接，低处的板头要压住高处的板头，板头的凸棱处采用三角木填顺。5) 脚手架与建筑物空隙处的隔离要求：悬挑脚手架与建筑物的空隙处，可按每四排高度在小横杆里侧悬挑部位统长绑扎2根纵向水平杆，再铺上条型小竹笆或网目不大于2525mm的条形安全平网。6) 立杆搭设要求：(1) 搭设时，应先立内侧立杆，后立外侧立杆，立杆架设时可先每隔6跨设置1根临时抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可