普通型钢悬挑脚手架方案

江苏海洋产业研究院综合楼工程 脚 手 架 设 计 方 案 编制人 审核人 审批人 大丰市现代建筑装潢有限责任公司 2011 6 1 1 脚手架工程脚手架工程 方案专家论证方案专家论证 姓名单位职称联系方式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 论证意见 专家会签 2 目目 录录 一 脚手架计算书一 脚手架计算书 3 二 卸料平台计算书二 卸料平台计算书 31 三 脚手架搭设及拆除方法三 脚手架搭设及拆除方法 34 四 施工平面布置四 施工平面布置 40 五 脚手架特殊作业操作资格证五 脚手架特殊作业操作资格证 41 六 专家论证补充方案六 专家论证补充方案 42 3 一 一 脚手架脚手架计算书计算书 江苏海洋产业研究院综合楼工程 属于结构 地上12层 地下1层 建筑高度 54 60m 标准层层高 4 20m 总建筑面积 24086 00平方米 施工单位 大丰市现代建筑装潢有限责任公司 本工程由大丰市海洋科教城管理委员会投资建设 南京建筑工程学院建筑设计研究院设计 南京工 大岩土勘察设计有限公司地质勘察 上海凯悦建设咨询监理有限公司监理 大丰市现代建筑装潢有限责 任公司组织施工 由曹锡锋担任项目经理 杨正清担任项目技术负责人 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 2001 建筑结构荷载规范 GB 50009 2001 钢结构设计规范 GB 50017 2003 等规范编制 第一层悬挑脚手架 即地上第一层悬挑脚手架 即地上1 1层平面到层平面到7 7层平面 层平面 一 参数信息一 参数信息 1 1 脚手架参数脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 27 米 立杆采用单立杆 搭设尺寸为 立杆的纵距为 1 4米 立杆的横距为0 8米 立杆的步距为1 8 米 内排架距离墙长度为0 30米 大横杆在上 搭接在小横杆上的大横杆根数为 3 根 脚手架沿墙纵向长度为 150 米 采用的钢管类型为 48 3 0 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 连墙件布置取两步两跨 竖向间距 3 6 米 水平间距2 8 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 1 层 3 3 风荷载参数风荷载参数 本工程地处江苏省盐城 查荷载规范基本风压为0 390 风荷载高度变化系数 z为1 800 风荷载体 型系数 s为0 552 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 1219 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 4 安全设施与安全网自重标准值 kN m2 0 005 脚手板铺设层数 14 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号工字钢 其中建筑物外悬挑段长度1 2米 建筑物内锚固段长度 2 4 米 与楼板连接的螺栓直径 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 8 000 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 1 m 5 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 3 0 8 3 1 0 06 kN m 活荷载标准值 Q 3 0 8 3 1 0 6 kN m 静荷载的设计值 q1 1 2 0 033 1 2 0 06 0 112 kN m 活荷载的设计值 q2 1 4 0 6 0 84 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 6 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 08 0 112 1 42 0 10 0 84 1 42 0 182 kN m 支座最大弯距计算公式如下 支座最大弯距为 M2max 0 10 0 112 1 42 0 117 0 84 1 42 0 215 kN m 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算 Max 0 182 106 0 215 106 4490 47 884 N mm2 大横杆的最大弯曲应力为 47 884 N mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f 205 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 其中 静荷载标准值 q1 P1 P2 0 033 0 06 0 093 kN m 活荷载标准值 q2 Q 0 6 kN m 最大挠度计算值为 V 0 677 0 093 14004 100 2 06 105 107800 0 990 0 6 14004 100 2 06 105 107800 1 137 mm 大横杆的最大挠度 1 137 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1400 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 7 形 1 1 荷载值计算荷载值计算 大横杆的自重标准值 p1 0 033 1 4 0 047 kN 脚手板的自重标准值 P2 0 3 0 8 1 4 3 1 0 084 kN 活荷载标准值 Q 3 0 8 1 4 3 1 0 840 kN 集中荷载的设计值 P 1 2 0 047 0 084 1 4 0 84 1 333 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 2 0 033 0 82 8 0 003 kN m 集中荷载最大弯矩计算公式如下 Mpmax 1 333 0 8 2 0 533 kN m 最大弯矩 M Mqmax Mpmax 0 536 kN m 最大应力计算值 M W 0 536 106 4490 119 442 N mm2 小横杆的最大弯曲应力 119 442 N mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 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 8 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下 Vqmax 5 0 033 8004 384 2 06 105 107800 0 008 mm 大横杆传递荷载 P p1 p2 Q 0 047 0 084 0 84 0 971 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 19 970 62 8003 384 2 06 105 107800 1 107 mm 最大挠度和 V Vqmax Vpmax 0 008 1 107 1 115 mm 小横杆的最大挠度为 1 115 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 150 5 333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 0 033 1 4 3 2 0 07 kN 小横杆的自重标准值 P2 0 033 0 8 2 0 013 kN 脚手板的自重标准值 P3 0 3 0 8 1 4 2 0 168 kN 活荷载标准值 Q 3 0 8 1 4 2 1 68 kN 9 荷载的设计值 R 1 2 0 07 0 013 0 168 1 4 1 68 2 654 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 1219 NG1 0 1219 1 40 3 2 0 033 1 80 27 00 4 340 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 3 NG2 0 3 14 1 4 0 8 0 3 2 3 234 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 标准值为0 15 NG3 0 15 14 1 4 2 1 47 kN 4 吊挂的安全设施荷载 包括安全网 kN m2 0 005 NG4 0 005 1 4 27 0 189 kN 经计算得到 静荷载标准值 NG NG1 NG2 NG3 NG4 9 233 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 0 8 1 4 1 2 1 68 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 39 kN m2 Uz 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 Uz 1 8 Us 风荷载体型系数 取值为0 552 10 经计算得到 风荷载标准值 Wk 0 7 0 39 1 8 0 552 0 271 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 2 9 233 1 4 1 68 13 432 kN 考虑风荷载时 立杆的轴向压力设计值为 N 1 2 NG 0 85 1 4NQ 1 2 9 233 0 85 1 4 1 68 13 079 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 4 0 271 1 4 1 82 10 0 146 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 13 432 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 当验算杆件长细比时 取块 1 0 计算长度系数参照 扣件式规范 表5 3 3得 1 5 计算长度 由公式 lo k h 确定 l0 3 118 m 长细比 Lo i 196 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 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 N mm2 13432 0 188 424 168 505 N mm2 立杆稳定性计算 168 505 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 N mm2 满足要求 考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式 11 立杆的轴心压力设计值 N 13 079 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 5 计算长度 由公式 l0 kuh 确定 l0 3 118 m 长细比 L0 i 196 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 N mm2 13079 1 0 188 424 146417 921 4490 196 689 N mm2 立杆稳定性计算 196 689 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 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 0 271 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 08 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 4 Wk Aw 3 828 kN 连墙件的轴向力设计值 Nl Nlw N0 8 828 kN 连墙件承载力设计值按下式计算 Nf A f 12 其中 轴心受压立杆的稳定系数 由长细比 l0 i 300 15 9的结果查表得到 0 949 l为内排架距离墙的长度 又 A 4 24 cm2 f 205 N mm2 连墙件轴向承载力设计值为 Nf 0 949 4 24 10 4 205 103 82 487 kN Nl 8 828 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 8 828小于双扣件的抗滑力 12 8 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800mm 内排脚手架距离墙体300mm 支拉斜杆的支点距离墙体为 1100mm 水平支撑梁的截面惯性矩I 712 cm4 截面抵抗矩W 102 cm3 截面积A 21 5 cm2 受脚手架集中荷载 N 1 2 9 233 1 4 1 68 13 432 kN 水平钢梁自重荷载 q 1 2 21 5 0 0001 78 5 0 203 kN m 13 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图 kN 14 悬挑脚手架支撑梁变形图 mm 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 R 1 16 405 kN R 2 11 322 kN R 3 0 134 kN 最大弯矩 Mmax 2 297 kN m 最大应力 M 1 05W N A 2 297 106 1 05 102000 0 103 2150 21 443 N mm2 水平支撑梁的最大应力计算值 21 443 N mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 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号工字钢 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 9 1 80 235 1100 140 235 2 69 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0 965 经过计算得到最大应力 2 297 106 0 965 102000 23 323 N mm2 水平钢梁的稳定性计算 23 323 小于 f 215 N mm2 满足要求 15 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RUicos i为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力 各支点的支撑力 RCi RUisin i 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1 17 473 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 17 473 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6 19 6 37 6 61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17 473kN 0 82 K 8 得到 经计算 钢丝绳最小直径必须大于19mm才能满足要求 钢丝拉绳钢丝拉绳 斜拉杆斜拉杆 的拉环强度计算的拉环强度计算 钢丝拉绳 斜拉杆 的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N 为 N RU 17 473kN 钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环的强度计算公式为 16 其中 f 为拉环受力的单肢抗剪强度 取 f 125N mm2 所需要的钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环最小直径 D 1747 284 4 3 142 125 1 2 14mm 十二 锚固段与楼板连接的计算十二 锚固段与楼板连接的计算 1 1 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环 拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环 拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R 0 134 kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 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条 f 50N mm2 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D 134 009 4 3 142 50 2 1 2 1 306 mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面 并要保证两侧30cm以上搭接长度 2 2 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 螺栓粘结力锚固强度计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 螺栓粘结力锚固强度计算如下 锚固深度计算公式 其中 N 锚固力 即作用于楼板螺栓的轴向拉力 N 0 134kN d 楼板螺栓的直径 d 20mm fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度 计算中取1 43N mm2 f 钢材强度设计值 取215N mm2 h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度 经过计算得到 h 要大于 134 009 3 142 20 1 43 1 491mm 螺栓所能承受的最大拉力 F 1 4 3 14 202 215 10 3 67 51kN 螺栓的轴向拉力N 0 134kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F 67 51kN 满足要求 3 3 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 混凝土局部承压计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 混凝土局部承压计算如下 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 17 其中 N 锚固力 即作用于楼板螺栓的轴向压力 N 11 322kN d 楼板螺栓的直径 d 20mm b 楼板内的螺栓锚板边长 b 5 d 100mm fcc 混凝土的局部挤压强度设计值 计算中取0 95fc 14 3N mm2 经过计算得到公式右边等于138 51 kN 大于锚固力 N 11 32 kN 楼板混凝土局部承压计算满足 要求 第二道悬挑脚手架 即第二道悬挑脚手架 即7 7层平面以上 层平面以上 一 参数信息一 参数信息 1 1 脚手架参数脚手架参数 双排脚手架搭设高度为 25 8 米 立杆采用单立杆 搭设尺寸为 立杆的纵距为 1 4米 立杆的横距为0 8米 立杆的步距为1 8 米 内排架距离墙长度为0 30米 大横杆在上 搭接在小横杆上的大横杆根数为 3 根 脚手架沿墙纵向长度为 150 米 采用的钢管类型为 48 3 0 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 连墙件布置取两步两跨 竖向间距 3 6 米 水平间距2 8 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 1 层 3 3 风荷载参数风荷载参数 本工程地处江苏省盐城 查荷载规范基本风压为0 390 风荷载高度变化系数 z为2 120 风荷载体 型系数 s为0 552 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 1219 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 18 安全设施与安全网自重标准值 kN m2 0 005 脚手板铺设层数 14 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号工字钢 其中建筑物外悬挑段长度1 2米 建筑物内锚固段长度 2 4 米 与楼板连接的螺栓直径 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 8 000 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 1 m 19 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 3 0 8 3 1 0 06 kN m 活荷载标准值 Q 3 0 8 3 1 0 6 kN m 静荷载的设计值 q1 1 2 0 033 1 2 0 06 0 112 kN m 活荷载的设计值 q2 1 4 0 6 0 84 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 20 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 08 0 112 1 42 0 10 0 84 1 42 0 182 kN m 支座最大弯距计算公式如下 支座最大弯距为 M2max 0 10 0 112 1 42 0 117 0 84 1 42 0 215 kN m 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算 Max 0 182 106 0 215 106 4490 47 884 N mm2 大横杆的最大弯曲应力为 47 884 N mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f 205 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 其中 静荷载标准值 q1 P1 P2 0 033 0 06 0 093 kN m 活荷载标准值 q2 Q 0 6 kN m 最大挠度计算值为 V 0 677 0 093 14004 100 2 06 105 107800 0 990 0 6 14004 100 2 06 105 107800 1 137 mm 大横杆的最大挠度 1 137 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1400 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 21 形 1 1 荷载值计算荷载值计算 大横杆的自重标准值 p1 0 033 1 4 0 047 kN 脚手板的自重标准值 P2 0 3 0 8 1 4 3 1 0 084 kN 活荷载标准值 Q 3 0 8 1 4 3 1 0 840 kN 集中荷载的设计值 P 1 2 0 047 0 084 1 4 0 84 1 333 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 2 0 033 0 82 8 0 003 kN m 集中荷载最大弯矩计算公式如下 Mpmax 1 333 0 8 2 0 533 kN m 最大弯矩 M Mqmax Mpmax 0 536 kN m 最大应力计算值 M W 0 536 106 4490 119 442 N mm2 小横杆的最大弯曲应力 119 442 N mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 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 22 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下 Vqmax 5 0 033 8004 384 2 06 105 107800 0 008 mm 大横杆传递荷载 P p1 p2 Q 0 047 0 084 0 84 0 971 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 19 970 62 8003 384 2 06 105 107800 1 107 mm 最大挠度和 V Vqmax Vpmax 0 008 1 107 1 115 mm 小横杆的最大挠度为 1 115 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 150 5 333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 0 033 1 4 3 2 0 07 kN 小横杆的自重标准值 P2 0 033 0 8 2 0 013 kN 脚手板的自重标准值 P3 0 3 0 8 1 4 2 0 168 kN 活荷载标准值 Q 3 0 8 1 4 2 1 68 kN 23 荷载的设计值 R 1 2 0 07 0 013 0 168 1 4 1 68 2 654 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 1219 NG1 0 1219 1 40 3 2 0 033 1 80 25 80 4 147 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 3 NG2 0 3 14 1 4 0 8 0 3 2 3 234 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 标准值为0 15 NG3 0 15 14 1 4 2 1 47 kN 4 吊挂的安全设施荷载 包括安全网 kN m2 0 005 NG4 0 005 1 4 25 8 0 181 kN 经计算得到 静荷载标准值 NG NG1 NG2 NG3 NG4 9 032 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 0 8 1 4 1 2 1 68 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 39 kN m2 Uz 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 Uz 2 12 Us 风荷载体型系数 取值为0 552 24 经计算得到 风荷载标准值 Wk 0 7 0 39 2 12 0 552 0 319 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 2 9 032 1 4 1 68 13 19 kN 考虑风荷载时 立杆的轴向压力设计值为 N 1 2 NG 0 85 1 4NQ 1 2 9 032 0 85 1 4 1 68 12 838 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 4 0 319 1 4 1 82 10 0 172 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 13 19 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 当验算杆件长细比时 取块 1 0 计算长度系数参照 扣件式规范 表5 3 3得 1 5 计算长度 由公式 lo k h 确定 l0 3 118 m 长细比 Lo i 196 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 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 N mm2 13190 0 188 424 165 475 N mm2 立杆稳定性计算 165 475 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 N mm2 满足要求 考虑风荷载时 立杆的稳定性计算公式 25 立杆的轴心压力设计值 N 12 838 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 5 计算长度 由公式 l0 kuh 确定 l0 3 118 m 长细比 L0 i 196 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 N mm2 12837 54 0 188 424 172447 774 4490 199 456 N mm2 立杆稳定性计算 199 456 N mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f 205 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 0 319 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 08 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 4 Wk Aw 4 508 kN 连墙件的轴向力设计值 Nl Nlw N0 9 508 kN 连墙件承载力设计值按下式计算 Nf A f 26 其中 轴心受压立杆的稳定系数 由长细比 l0 i 300 15 9的结果查表得到 0 949 l为内排架距离墙的长度 又 A 4 24 cm2 f 205 N mm2 连墙件轴向承载力设计值为 Nf 0 949 4 24 10 4 205 103 82 487 kN Nl 9 508 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 9 508小于双扣件的抗滑力 12 8 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800mm 内排脚手架距离墙体300mm 支拉斜杆的支点距离墙体为 1100mm 水平支撑梁的截面惯性矩I 712 cm4 截面抵抗矩W 102 cm3 截面积A 21 5 cm2 受脚手架集中荷载 N 1 2 9 032 1 4 1 68 13 19 kN 水平钢梁自重荷载 q 1 2 21 5 0 0001 78 5 0 203 kN m 27 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图 kN 28 悬挑脚手架支撑梁变形图 mm 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 R 1 16 111 kN R 2 11 127 kN R 3 0 128 kN 最大弯矩 Mmax 2 254 kN m 最大应力 M 1 05W N A 2 254 106 1 05 102000 0 103 2150 21 048 N mm2 水平支撑梁的最大应力计算值 21 048 N mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 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号工字钢 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 9 1 80 235 1100 140 235 2 69 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0 965 经过计算得到最大应力 2 254 106 0 965 102000 22 893 N mm2 水平钢梁的稳定性计算 22 893 小于 f 215 N mm2 满足要求 29 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RUicos i为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力 各支点的支撑力 RCi RUisin i 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1 17 16 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 17 16 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6 19 6 37 6 61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17 16kN 0 82 K 8 得到 经计算 钢丝绳最小直径必须大于19mm才能满足要求 钢丝拉绳钢丝拉绳 斜拉杆斜拉杆 的拉环强度计算的拉环强度计算 钢丝拉绳 斜拉杆 的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N 为 N RU 17 16kN 钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环的强度计算公式为 30 其中 f 为拉环受力的单肢抗剪强度 取 f 125N mm2 所需要的钢丝拉绳 斜拉杆 的拉环最小直径 D 1715 975 4 3 142 125 1 2 14mm 十二 锚固段与楼板连接的计算十二 锚固段与楼板连接的计算 1 1 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环 拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环 拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R 0 128 kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 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条 f 50N mm2 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D 128 048 4 3 142 50 2 1 2 1 277 mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面 并要保证两侧30cm以上搭接长度 2 2 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 螺栓粘结力锚固强度计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 螺栓粘结力锚固强度计算如下 锚固深度计算公式 其中 N 锚固力 即作用于楼板螺栓的轴向拉力 N 0 128kN d 楼板螺栓的直径 d 20mm fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度 计算中取1 43N mm2 f 钢材强度设计值 取215N mm2 h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度 经过计算得到 h 要大于 128 048 3 142 20 1 43 1 425mm 螺栓所能承受的最大拉力 F 1 4 3 14 202 215 10 3 67 51kN 螺栓的轴向拉力N 0 128kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F 67 51kN 满足要求 3 3 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 混凝土局部承压计算如下 水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓 混凝土局部承压计算如下 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 31 其中 N 锚固力 即作用于楼板螺栓的轴向压力 N 11 127kN d 楼板螺栓的直径 d 20mm b 楼板内的螺栓锚板边长 b 5 d 100mm fcc 混凝土的局部挤压强度设计值 计算中取0 95fc 14 3N mm2 经过计算得到公式右边等于138 51 kN 大于锚固力 N 11 13 kN 楼板混凝土局部承压计算满足 要求 二 卸料平台计算书 卸料平台计算书 此平台限载 1 5t 总荷载 其稳定承载验算主要包括主梁 次梁 钢丝绳和预埋件的抗滑 计算中 采用的设计值为恒载标准值的 1 2 倍与活载标准值的 1 4 倍之和 在此不考虑中间钢丝绳承载的有利影响 1 有关计算参数 有关计算参数 参数表 名 称自重 G惯性矩 Ix截面系数 Wx 脚手板400N m2 工字钢112 5N m 245 104mm449 103mm3 槽 钢100N m 198 3 104mm439 7 103mm3 钢 管38 4N m 施工荷载1000N m2 1 5 103 10 5 0 3 0 2 计算过程 计算过程 受力分析见右图 均布荷载 q1为 q1 1 2 0 4 1 0 0 1 0 0384 1 5 20 5 0 2 4 3 0 1 4 1 0 1 0 2 13kN m 最大弯矩 Mmax q1L12 8 2 13 5 02 8 6 66kN m q1 L1 5000 次 梁 强 度 验 算 Mmax xWx 6 66 106 1 05 39 7 103 159 68N mm2 f 215N mm2 安全 32 受力分析见右图 均布荷载 q2为 q2 1 2 112 5 0 14kN m 集中荷载 P q1L 1 2 13 2 5 5 33kN 绳张力 T 2 0P 0 5 q2 L 2 sin 10 87 0 61 17 82kN 当层高为最小值 3 5m 时 T 最大 最大弯矩 Mmax q2 L 22 8 PL2 3 0 14 32 8 5 33 3 3 5 49kN m L2 3000 P q2T Fx Fy 主 梁 强 度 验 算 Mmax xWx 5 49 106 1 05 49 103 106 71N mm2 f 215N mm2 安全 钢丝绳之间荷载不均匀系数 a 0 85 对 6 19 钢丝 取钢丝绳使用安全系数 K1 10 规范要求 K1 10 由公式 Tmax aPg K1知钢丝绳的破断拉力总和 Pg满足于 Pg Tmax K1 a 17 82 10 0 85 209 65kN 则选用 6 19 20 0 的钢丝绳 其 Pg 234 0kN 209 65kN 选 择 钢 丝 绳 要求卡环与钢丝绳配套 查表知与 20 0 的钢丝绳配套的卡环为 GD22 号 其安全荷重 Qb 273 9kN 209 65kN 故它是安全的 竖向力 Tsin 17 82 0 61 10 87KN 水平力 N Tcos 17 82 0 79 17 08KN 吊环取 d 20mm 焊缝高度 he 8mm 长度 Lw 50mm f N 0 7he Lw 17 08 103 0 7 8 2 50 10 38 13N mm2 1 22 160 195N mm2 安全 吊 环 节 点 验 算 f 0 7 he Lw 10 87 103 0 7 8 2 50 10 24 26N mm2 1 22 160 195N mm2 安全 3 悬挑工字钢的内力计算悬挑工字钢的内力计算 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800mm 内排脚手架距离墙体300mm 支拉斜杆的支点距离墙体为 1100mm 水平支撑梁的截面惯性矩I 1130 cm4 截面抵抗矩W 141 cm3 截面积A 26 1 cm2 受脚手架集中荷载 N 1 1 10 032 1 4 3 84 17 415 kN 水平钢梁自重荷载 q 1 1 26 1 0 0001 78 5 0 246 kN m 33 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图 kN 34 悬挑脚手架支撑梁变形图 mm 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 R 1 23 73 kN R 2 12 283 kN R 3 0 299 kN 最大弯矩 Mmax 3 777 kN m 最大应力 M 1 05W N A 3 777 106 1 05 141000 0 103 2610 25 511 N mm2 水平支撑梁的最大应力计算值 25 511 N mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N mm2 满足 要求 三 三 脚手架脚手架搭设及拆除方法搭设及拆除方法 1 1 脚手架搭设基本要求 脚手架搭设基本要求 1 1 因本建筑物周长较长 脚手架搭设必须在水准仪的看视下搭设 每步均应保持在同一水平上 不得出现高高低低或出现螺旋状 1 2 脚手架立杆设计 纵距为 1 4m 立杆横距为 0 8m 步距为 1 8m 1 3 脚手架在搭设好后 垂直度应控制在 100mm 2 2 脚手架搭设方法脚手架搭设方法 2 1 立杆 a 立杆接长除顶层顶步可采用搭接外 其余各层各步接头必须采用对接扣件连接 b 立杆上的对接扣件应交错布置 两根相邻立杆的接头不应设置在同步内 同步内隔一根立杆的两 个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于 500mm 各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的 1 3 c 搭接长度不应小于 1 0m 应采用不小于 3 个旋转扣件固定 端部旋转扣件边至杆端距离不应小于 100mm 2 2 水平杆 35 a 纵向水平杆设在立杆内侧 长度不应少于 3 跨 搭接采用对接扣件交错布置 两根相邻纵向水平 杆的接头不应设置在同步或同跨内 如有转角 水平杆端部必须保持统一长度 并且与相邻端搭接牢固 b 主节点处必须设置一根横向水平杆 用直角扣件扣接且严禁拆除 2 3 扫地杆 纵向扫地杆距离地面或距底座上皮不大于 20cm 横向扫地杆设置在纵向扫地杆的下面 2 4 连墙件 在内立杆的主节点不大于 300 的位置 用短钢管扣件硬顶在外墙及梁柱上作为硬撑杆 并在每层预留的短钢管采用连墙件与脚手架拉结 硬撑杆布置按 2 步 2 跨距设置 保持脚手架的稳定性 2 5 挡脚杆及扶手杆 挡脚杆设置高度距竹笆面以上 200 用扣件与立杆根根相扣 然后在每层设置 一道挡脚板 扶手杆高度为 1200 2 6 剪刀撑 a 在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑 并应