南湖春晓11#楼工程脚手架施工方案

1、 钢管落地脚手架施工方案 保定市南市区利民路南湖春晓11#楼工程；工程建设地点 : 保定市南市区利民路往西； 工程结构； 11#楼 地层上 28层； 地下 2层；建筑高度： 91.7m；标准层高 2.9m ，总 建筑面积： 24112.05 平方米。 扣件式钢管落地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) 、建筑地基基础设计规范 (GB 50007-2002) 、建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001) 、钢结构设计规范 (GB 50017-2003) 等编制。 一、参数信息 : 1. 脚手架参数 11#楼双排脚手架搭设高度为 93 m ， 4

2、2.1 米以下采用单管立杆， 24.1m以上采用悬挑式脚手架卸载 , 分4次悬挑式脚手架搭设每次高度为 17.4m。搭设尺寸为： 立杆的横距为 0.8m ，立杆的纵距为 1.5m，（局部有调整，但均不大于 1.8m）大小横杆的步距为 1.5m； 内排架距离墙长度为 0.40m； 大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根； 采用的钢管类型为483.25； 横杆与立杆连接方式为单扣件； 连墙件采用两步三跨，竖向间距3m，水平间距 4.5 m ，采用扣件连接； 连墙件连接方式为双扣件； 2. 活荷载参数 施工均布活荷载标准值 :2.000 kN/m 2；脚手架用途 : 安全防护脚手架； 同时施工

3、层数 :3 层； 3. 风荷载参数 本工程地处河北省保定市南市区，基本风压0.30 kN/m 2； 风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取 0.92 ，计算立杆稳定性时取 0.74 ， 风荷载体型系数s 为 0.951 ； 4. 静荷载参数 每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1248 ； 脚手板自重标准值 (kN/m2):0.500 ；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150 ； 安全设施与安全网 (kN/m2):0.005 ； 脚手板类别 : 白松脚手板； 每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.036 ； 脚手板铺设总层数 :2 ； 单立杆脚手板铺设层数 :0 ； 5.

4、 地基参数 地基土类型 : 车库顶班；地基承载力标准值 (kPa):120.00 ；立杆基础底面面积 (m2):0.20 ；地基承载力调整系数 :1.00 。 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. 均布荷载值计算 大横杆的自重标准值 :P 1=0.030 kN/m ； 脚手板的自重标准值 :P 2=0.3 0.8/(2+1)=0.08kN/m； 活荷载标准值 : Q=2 0.8/(

5、2+1)=0.0.52 kN/m； 静荷载的设计值 : q 1=.0.8 0.030+0.8 0.08=0.088 kN/m ； 活荷载的设计值 : q 2=1.4 0.8=1.12 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. 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: M 1max = 0.08q 1 l 2 + 0.10q 2l 2 跨中最大弯距为M1max=0.08 0.187 1.5 2+0.10 1.12 1.5 2 =0.286 kN m； 支座最大弯距计算

6、公式如下: M 2max = -0.10q1l 2 - 0.117q2l 2 支座最大弯距为 M2max= -0.10 0.187 1.5 2-0.117 1.12 1.5 2 =-0.337 kNm； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： 6 10 6 2 =Max(0.286 10,0.337 )/4790=70.355 N/mm ； 大横杆的最大弯曲应力为 = 70.355 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm 2，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 = (0.677q 1l4 + 0.

7、990q 2l4)/100EI 其中：静荷载标准值 : q 1= P1+P2=0.036+0.12=0.156 kN/m ； 活荷载标准值 : q 2= Q =0.8 kN/m ； 最大挠度计算值为： = 4 2.06 10 5 4 5 0.677 0.156 1500 /(100 115000)+0.990 0.8 1500 /(100 2.06 10 1 15000) = 1.918 mm ； 大横杆的最大挠度 1.918 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！ 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

8、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 大横杆的自重标准值： p1= 0.036 1.5 = 0.054 kN ； 脚手板的自重标准值： P2=0.3 0.8 1.5/(2+1)=0.108 kN ； 活荷载标准值： Q=21.2 1.5/(2+1) =1.200 kN ； 集中荷载的设计值 : P=1.2 (0.054+0.18)+1.4 1.2 = 1.961 kN ； 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

9、的弯矩和； 均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = ql 2 /8 Mqmax = 1.2 0.036 1.2 2/8 = 0.008 kN m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/3 Mpmax = 1.961 1.2/3 = 0.521kNm ； 最大弯矩 M = M qmax + M pmax = 0.792 kN m； 最大应力计算值 =M/W=0.792 610/4790=165.345 N/mm 2 ； 小横杆的最大弯曲应力 =165.345 N/mm 2 小于 小横杆的抗压强度设计值 2 205 N/mm，满足要求！ 3. 挠度验算 最大挠度考虑为小横

10、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 = 5ql 4/384EI qmax 1200 4 /(384 2.06 10 5 115000) = 0.041 mm ； =50.036 大横杆传递荷载 P = p 1 + p 2 + Q = 0.054+0.18+1.2 = 1.434 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(3l 2 - 4l 2/9)/72EI pmax = 1433.851200(3 1200 2-4 1200 2/9 ) /(722.06 1051150

11、00) = 3.712 mm ； 最大挠度和 = qmax + pmax = 0.041+3.712 = 3.753 mm ； 小横杆的最大挠度为 3.753 mm小于 小横杆的最大容许挠度 1200/150=8 与10 mm,满足要求！ 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，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( 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

12、的自重标准值 : P 1 = 0.036 1.5 2/2=0.054 kN ； 小横杆的自重标准值 : P 2 = 0.030 0.8/2=0.012 kN ； 脚手板的自重标准值 : P 3=0.3 0.8 1.5/2=0.18 kN ； 活荷载标准值 :Q=2 0.8 1.5 /2 = 1.2kN ； 荷载的设计值 : R=0.8 (0.054+0.012+0.18)+1.4 1.5=2.685 kN ； R 8.00 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： D表示单立杆部分，

13、S表示双立杆部分。 (1) 每米立杆承受的结构自重标准值，为 0.1248kN/m N GD1 = 0.1248+(1.50 2/2) 0.030/1.50 (35.70-16.50) = 2.971kN ； N GS1 = 0.1248+0.036+(1.50 2/2) 0.036/1.80 16.50 = 3.145kN ； (2) 脚手板的自重标准值；采用白松脚手板，标准值为 0.5kN/m2 N GD2= 0.5 0 1.5 (0.8+0.7)/2 = 0 kN； N GS2= 0.5 (2-0) 1.5 (1.2+0.7)/2 = 1.425 kN； (3) 吊挂的安全设施荷载，包括

14、安全网 :0.005 kN/m 2 N GD3 = 0.005 1.5 (35.7-16.5) = 0.144 kN； N GS3 = 0.005 1.5 16.5 = 0.124 kN； 经计算得到，静荷载标准值 N GD = N GD1+NGD2+NGD3 = 3.115 kN ； N GS = N GS1+NGS2+NGS3+NGS4 = 4.694 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=2 0.8 1.5 2/2 =2.4 kN ； 考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值为 N d = 1.2 N N

15、 s = 1.2 N GD+0.85 1.4NQ = 1.2 GS+0.85 1.4NQ = 1.2 3.115+ 0.85 13.529+ 0.85 1.4 3.6= 8.021 kN ； 1.4 3.6= 20.519 kN ； 不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值为 N d = 1.2N GD+1.4NQ = 1.2 3.115+ 1.4 3.6=8.777kN ； N s = 1.2N GS+1.4NQ = 1.2 13.529+ 1.4 3.6=21.275kN ； 六、立杆的稳定性计算: 外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。 稳定性计算考虑风荷载，按立杆变截面处和架

16、体底部不同高度分别计算风荷载 标准值。风荷载标准值按照以下公式计算 W k=0.7 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 = 0.44 kN/m 2； 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= 0.77，0.74 ； s - 风荷载体型系数：取值为 0.951 ； 经计算得到，立杆变截面处和架体底部风荷载标准值分别为 : W k1 = 0.70.44 0.77 0.951 = 0.226 kN/m2； 2 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 分别为 : 22 M w

17、1 = 0.85 1.4Wk1Lah /10 = 0.851.4 0.226 1.5 1.5 /10=0.09 kNm； M w2 = 0.85 1.4Wk2Lah2/10 = 0.851.4 0.217 1.5 1.5 2/10=0.087kN m； 1. 主立杆变截面上部单立杆稳定性计算。 考虑风荷载时 , 立杆的稳定性计算公式 = N/( A) +W /WM f 立杆的轴心压力设计值： N = Nd = 8.021 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 d= 8.777kN ； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59

18、 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 ： = 1.53； 计算长度 , 由公式 l 0 = kuh 确定： l 0 = 3.181 m ； 长细比 : L 0/i = 200 ； 轴心受压立杆的稳定系数 ,由长细比 l o/i 的结果查表得到 ：= 0.18 立杆净截面面积 ： A = 4.57 cm 2； 立杆净截面模量 ( 抵抗矩 ) ：W = 4.79 cm 3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm 2； 考虑风荷载时 = 8021.472/(0.18 2 ； 457)+130

19、438.318/4790 = 124.745 N/mm 2 立杆稳定性计算 = 124.745 N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 2 N/mm，满足要求！ 不考虑风荷载时 = 8777.472/(0.18 457)=106.704N/mm2； 立杆稳定性计算 2 = 106.704 N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 2 N/mm，满足要求！ 2. 架体底部立杆稳定性计算。 考虑风荷载时 , 双立杆的稳定性计算公式 = N/( A) +W /WM f 立杆的轴心压力设计值： N = 1.2 (NGD+ NGS)+0.85 1.4 NQ/2=12.128 k

20、N； 不考虑风荷载时 , 双立杆的稳定性计算公式 = N/(A)f 立杆的轴心压力设计值 计算立杆的截面回转半径 ： N = 1.2 (NGD+ NGS)+ 1.4 ：i = 1.59 cm； NQ/2=12.506kN ； 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 ： = 1.53； 计算长度 , 由公式 l 0 = kuh 确定： l 0 = 3.181 m ； 长细比 : L 0/i = 200 ； 轴心受压立杆的稳定系数 ,由长细比 l o/i 的结果查表得到 ：= 0.18 立杆净截面面积 ： A =

21、4.57 cm 2； 立杆净截面模量 ( 抵抗矩 ) ：W = 4.79 cm 3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm 2； 考虑风荷载时 = 12128.091/(0.18 2 457)+125356.305/4790 = 173.606；N/mm 立杆稳定性计算 2 = 173.606 N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 2 N/mm，满足要求！ 不考虑风荷载时 = 12506.091/(0.18 457)=152.0312 ；N/mm 立杆稳定性计算 2 = 152.031 N/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 2 N/mm，满足要求！

22、七、连墙件的稳定性计算 : 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = N lw + N 0 连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算 z0.92 ，s0.951 ，00.44 ， Wk = 0.7 zs0 2； =0.7 0.92 0.951 0.44 = 0.269 kN/m 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w = 16.2 m 2； 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), N 0= 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 = 6.112 kN ； 连墙件的轴向力设计

23、值Nl = N lw + N 0= 11.112 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= 700/15.9 的结果查表得到=0.872，l 为内排架距离墙的长度； A = 4.57 cm 2；f=205 N/mm 2； 连墙件轴向承载力设计值为 N f = 0.872 4.57 10-4205 103 = 81.693 kN； Nl = 11.112 Ru11.793KN。 经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。 钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 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

24、N，为 N=RU=11.793kN 钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的拉环的强度计算公式为 = N/A f 其中 f为拉环钢筋抗拉强度，按混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环 2 按 2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm； 所需要的钢丝拉绳 ( 斜拉杆 ) 的拉环最小直径 D=(11793 4/(3.142 502) 1/2 =12.3mm； 实际拉环选用直径 D=14mm的HPB235的钢筋制作即可。 十三、锚固段与楼板连接的计算 1. 水平钢梁与楼板压点采用圆钢预埋， 圆钢预埋锚固强度计算如下 锚固深度计算公式 : h N/ dfb 其中N- 锚固力，即作用于楼板圆钢的轴向拉力， N

25、= 0.092kN ； d - 楼板圆钢的直径， d = 20mm； fb - 2 ； 楼板圆钢与混凝土的容许粘接强度，计算中取 1.43N/mm f- 2 钢材强度设计值 , 取215N/mm； h - 楼板圆钢在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h 要大于 92/(3.142201.43)=1.024mm。 圆钢所能承受的最大拉力F=1/4 3.14 202215 10-3=67.51kN 圆钢的轴向拉力 N=0.092kN 小于螺栓所能承受的最大拉力F=67.51kN ，满足要 求！ 2. 水平钢梁与楼板压点采用圆钢预埋，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: N

26、 (b 2 2 - d cc /4)f 其中N- 锚固力，即作用于楼板圆钢的轴向压力， N = 13.387kN ； d - 楼板圆钢的直径， d = 20mm； b - 楼板内的圆钢锚板边长， b=5d=100mm； f cc - 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取 2 0.95f c=14.3N/mm； 2 2 2 2 (b - d cc /4)f =(100 -3.142 20 /4) 14.3/1000=138.508kNN=13.387kN 经过计算得到公式右边等于138.51 kN ，大于锚固力 N=13.39 kN，楼板混凝 土局部承压计算满足要求! 3 ,Wx=117cm 4

27、 钢丝绳验算（计算简图如下） N1=S=(0.99+0.21)/SIN48.05=1.6kn, 钢丝绳的容许拉力S=aPg/K1, 则 Pg=SK1/a=1.6 6/0.85=11.3kn, ( 上式中， S- 钢丝绳的容许拉力（ kn）,Sb- 钢丝绳的破断拉力（ kn） ,Pg 钢丝绳的破断拉力总和 （ kn）,a 考虑钢丝绳之间的荷载不均匀系数， 对 619,6 37,6 61 钢丝绳， a 分别 0.85,0.82,0.80, K1钢丝绳使用安全系数，取6）根据上面计算，选用6 16，直径为 12.5mm，钢 2 丝绳强度极限为 1400n/mm, 破断拉力为 80.1kn, 5 B

28、支座支撑钢管验算， N=3.3/SIN42.02 0=4.9kn, 十四、卸料平台计算 kn/m2), 铺 板 采用 设计 载 重为 10kn(1 4205 杉木枋，其相关参数为： 2 2 4 3 fm=11n/mm,A=100cm,I=209cm ,W=83cm 次肋选用10 号槽钢，间距 1.00 米，其截面特性 为:A=12.748cm2,Ix=298cm 4,ix=3.95cm,Wx=39.7cm 3, 每 米 重 量 为 :10.007kg/m,h=100mm,b=48mm,d=5.3mm,t=9mm,主肋选用 16 号槽钢 , 其截面特性 为:A=25.162cm2,Ix=935c

29、m4,ix=6.1cm,每米重量 为 :19.752kg/m,h=160mm,b=65mm,d=8.5mm,t=10mm, 其施工简图如下： 一）铺板验算 : 计算简图如下： 1 荷载计算， 恒载： 载重： 1.3 1=1.3kn/m 铺板自重： 0.4kn/ m 20.2=0.08kn/m 合计 1.38kn/m 20.2=0.3kn/m 活载 1.5kn/m 活载设计值： G=1.2 1.38+1.4 0.4=2.4kn/m 2 强度验算； M=-0.1GL2=-0.1 2.4 12 =-0.22kn.m 6 3 2 2 =M/W=0.2210 /83 10 =2.65kn/mmfm=11kn/mm 二）次肋验算（计算跨度为 1m，简图如下） 1 荷载计算 : 自重： 0.1kn/m 铺板重：0.4kn/ m 21=0.4kn/m 载重： 1.3 1=1.3kn/m 合计 1.8kn/m 21=1.5kn/m 活载 1.5kn/m 活载设计值： G=1.2 1.8+1.4