钢结构悬挑型钢

1、悬挑式脚手架搭设施工方案一、材料及其要求1、钢管：钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、附墙杆等。钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm，其材质符合GB700-79普通碳素结构钢技术要求 中A3钢的技术要求。弯曲变形，锈蚀钢管不得使用。2、扣件：扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件T型螺栓、螺母、垫圈等。 扣件及其附件应符合GB978-67可锻铁分类及技术条件的规定，机械性能不低于KT 33-8的可锻铸铁的制作性能，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定，螺 纹应符合GB196-81普通螺纹的规定，垫圈应符合GB95-76垫圈的规定。扣件 与钢管的贴合面必须严密，保证钢管扣

2、紧时接触良好，扣件活动部位应能够灵活转动， 旋转扣件的旋转面间隙小于1mm，扣件表面应进行防锈处理。3、钢丝绳（吊索）：钢丝绳选用6x1914光面钢丝绳，抗拉设计强度1700Mpa，断 股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。4、悬挑型钢：20#工字钢。5、安全网：采用密目式安全网。二、设计构思及工艺原理1整个体系由铺设于楼板处的悬挑工字钢、钢丝绳拉索和钢管扣件双排脚手架、分段卸 载用的钢丝绳等四部分组成。通过楼板上布置预埋钢筋悬挑工字钢和斜拉钢丝绳作为支 撑体系承受双排架底部荷载，并通过设置在脚手架高度中部卸载钢丝绳分段承受架体荷 载。2所有悬挑工字钢、钢丝绳斜拉索通过双排脚手形成一个空间体系协同受力

3、，作为双排 架的受力支撑平台，承受整个搭设单元架子自重恒载和两排施工活载、部分风载。3本工程脚手架按照结构脚手架的荷载标准取值计算。三、外脚手架构造从3层、6层、9层，12层楼面开始悬挑，具体构造说明如下：1、平面布置：立杆纵向间距1500mm，横向间距1000mm，内排立杆距离建筑物的距 离为300mm。立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置和遗漏，且立杆的直 接头应相互错开0.5个节长，其接头距大横杆的距离不大于步距的1/3。2、立面布置：大横杆步距1800mm，上下横杆的接长位置错开布置，错开距离不小于 纵距的1/3,剪刀撑要求满设，并沿架高连续布置，斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件

4、 扣紧，其与水平杆的夹角在450600之间，剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上，其 接长必须用搭接，搭接长度不小于1000mm，且不少于三个扣件，除在两头与立杆和大 横杆连接外，中间还增加24个节点。立杆和大横杆交点处必须设小横杆。四、搭设步骤：1、在地下室顶板-2.40m标高处搭设落地式双排脚手架至三层楼面处，立杆间距1.5m，排距1.0m，步距1.8m。2、第一道悬挑在三层楼板钢筋绑扎过程中，按照本方案工字钢平面布置图的工字钢位置预埋楼板预埋 件。待三层楼板砼浇筑后开始布置悬挑槽钢，并按悬挑式脚手架的纵距、排距、步距搭 设脚手架，高度不超过6m。四层楼板钢筋绑扎时预埋斜拉钢丝绳吊环预埋件，

5、并在砼 强度达到90%后对悬挑钢梁进行钢丝绳张拉。经检查符合方案要求后，架体方可继续向 上搭设。同时，地下室顶板以上的落地式脚手架进行拆除。架体搭设时，在楼板内埋设 吊环预埋件，对架体分段卸载，钢丝绳张拉要求同四层斜拉钢丝绳，架体搭设至底部。3、第二道悬挑在楼板中预埋工字钢钢筋吊环，布置工字钢完全卸载，埋设钢丝绳卸载预埋件，具体施 工要求同第一道悬挑层，架体搭设至底部。4、第三道悬挑楼板，布置工字钢完全卸载，埋设钢丝绳卸载预埋件，具体施工要求同第一道悬挑层， 架体搭设直至顶部。五、节点构造1、连墙杆：为增强脚手架的侧向刚度及稳定性，脚手架于建筑物之间设置连墙杆，连 墙杆用短钢管制成，长度约15

6、00mm，一端用扣件固定于脚手架的立杆上，另一端用双 扣件固定在预埋在混凝土内的钢管上，预埋在混凝土里的钢管长度为300mm，要求伸 出楼面150200mm，连墙杆设置间距为两步两跨，垂直间距每层楼应均设置，除吊索 下连杆外，其它连杆应上下错开，成菱形布置。连墙杆尽可能设置在立杆与大、小横杆 的连接处，与脚手架架体垂直，如在规定的位置上设置有困难，应在邻近点补足。2、预埋件楼板固定悬挑槽钢预埋件和分段卸载钢丝绳吊环选用A16钢筋制作，槽钢斜拉钢丝绳吊 环选用A16钢筋制作。楼板固定悬挑槽钢预埋件分别埋设于框架梁中和槽钢端部100m m位置。六、悬挑外脚手架的安全验算为了安全的角度出发，本工程悬

7、挑式脚手架验算选取最上部的第三道悬挑架作为计算对 象。风荷载按30年一遇标准取值，风荷载高度系数按83m计算，梁板混凝土强度按C 35计算。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(J GJ130-2001)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99)、建筑施工高处作业安全技 术规范(JGJ80-91)以及本工程的施工图纸。七、参数信息：脚手架参数双排脚手架搭设高度为18.4 m，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1m，立杆的步距为1.8 m

8、；内排架距离墙长度为0.30 m；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48x3.5；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；连墙件布置取一步二跨，竖向间距1.8 m，水平间距3 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；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:3层；风荷载参数查荷载规范基本风压为0.500kN/m2，风荷载高度变化系数|jz为1.971，风荷载体型系数 js 为 1.128；计算中考虑风荷载作用；静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN

9、/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):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;水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用20号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.4m，建筑物内锚固段长度1.6 m。楼板预埋的钢筋吊环直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C35；拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):2.900；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，钢丝绳拉结点距框架梁边1.3 m。悬挑式钢管脚手架的设计计算：该悬挑架属拉撑杆件体系，水平杆件呈受拉弯作用，起支拉作用的斜撑杆相当于设在水平杆件悬挑一端的支座，可将其

10、转化为受拉压作用的单跨梁来分析其内力，斜撑杆主要受轴向压力，按压杆稳定验算其可靠性即可。根据悬挑杆的间距，选取纵向1.50m截面为计算单元。荷载：恒载：A、立杆：14.5x2=29.0mB、大横杆：1.5x4x8=48.0mC、小横杆：1.25x8=10.0mD、防护栏杆、挡脚杆：1.5x2x8+1.5=25.5m12E、剪刀撑:（1.5*+1.8玉忍乂3 = 14.1用合计：L=126.60mG=126.60mx38.4N/m=4861.44NF、扣件：81 个x16N/个=1296N6、脚手板：1.5mx1.0mx8x60N/m2=720NH、安全网：1.5mx1.8mx8x1.5N/m2

11、=23.10N合计：恒载：Ngk=6900.54N=6.9KN活载（施工荷载）该悬挑架为外墙装修脚手架，其施工荷载q取2000N/m,按2个作业层同时施工，则活载NQK-1.5x1.0 x2x2000=6000N=6.0KN荷载组合：N=1.2Ngk+1.4Nqk=1.2x6.9+1.4x6.0=16.68KN（2）节点内力计算该悬挑架的计算简图如图，斜撑杆AB上端对悬挑杆的反力的垂直分力为R y,水平分力（即悬挑杆所受拉力）为R x。两个集中力N值，按荷载组合值N的一半取值，即CB（3）杆件、扣件验算:压杆（斜撑杆AB ）的稳定性验算：截面积A=489mm2长度 L = （1200+2900

12、2/ = 313 蹄 m截面积惯性半径疗十/月I =15.8用m4在压杆中间增设一道水平拉杆以减少其长细比，则：压杆的计算长度L 0 =1569mm长细比3 =互=*|=99由U 150查表得 = 0.595& = = S亲片;=39.4切福 f= 2汹 符合要求。悬挑杆BC的强度验算：只 Rab 10.75 103rn 邛26 = 1= 0.595X489 = 369JV/ = 2O5JW符合要求。立杆稳定性验算：h=1800mmA=489mm2i=15.8mm 则上长细 tLi =-=坚黑=H4Z 1 = 150符合要求。查表得甲=0.489at f 5 34x 1 n36 = =- 34

13、.9N/mmV f = 205 Mmm2甲 0.409x409J符合要求。扣件抗滑承载能力。每个扣件抗滑承载能力设计值为T 1=6KN，则作用在悬挑杆前端旋转扣件的抗滑承载能力为：RX=4.29KNT 1 =6KN，符合要求。（4）连墙点的计算（考虑风荷载作用）：连墙拉结杆按竖向间距每楼层高取2.9m，横向间距每三跨取4.5m设置，则 Sw=13.1m2。取匕=0.7的风压降低系数，风荷载标准值计算式为：Wk =0*吓0基本风压WO=0.75KN/m2风压高度变化系数按建筑高度100M取值,查表得也=1.70脚手架的风荷载体型系数：按立杆间距1.5m，连墙拉结杆间距三跨考虑，查表得3=1.36

14、为挡风系数An为挡风面积Aw为迎风面积=0.14叩=1.2夺=盘1弋收5甲 &1.5 x 1.8玲=1.3x0.14=0.182则 Wk=0.7x0.182x1.70 x0.75=0.162KN/m2连墙拉结杆长度取l=600mm.600乳= = E = 38查得=0.893,且扣件抗滑荷载取6.0KNN1=NW+Ns，其中Ns取不小于3KNNw=L4SwWk则跖斗湍二1.4淘搭3=162三2心1 3.顽即考虑风荷载作用下连墙拉结杆的设置符合要求。(5 )脚手架整体稳定性计算(组合风荷载作用)由风荷载设计值产生的立杆段弯矩查表得钢管截面模量W=5080mm3则组合风荷载时脚手架的整体稳定性;即

15、考虑组合风荷载时脚手架的整体稳定性符合要求。故该工程悬挑式钢管外脚手架的设计符合使用安全要求。八.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。均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.3x1/(2+1)=0.1 kN/m ；活荷载标准值：Q=3x1/(2+1)=1 kN/m；静荷载的设计值：q1=1.2x0.038+1.2x0.1=0.166 kN/m；活荷

16、载的设计值：q2=1.4x1=1.4 kN/m；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=0.08x0.166x1.52+0.10 x1.4x1.52 =0.345 kN.m；支座最大弯距计算公式如下：支座最大弯距为 M2max= -0.10 x0.166x1.52-0.117x1.4x1.52 =-0.406 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：o=Max(0.345x106,0.406x106)/5080=79.921 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为。=79.921 N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值f=2

17、05 N/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：其中：静荷载标准值：q1= P1+P2=0.038+0.1=0.138 kN/m；活荷载标准值：q2= Q =1 kN/m；最大挠度计算值为：v= 0.677x0.138x15004/(100 x2.06x105x121900)+0.990 x1x15004/(100 x2.06x105x121900) = 2.185 mm；大横杆的最大挠度2.185 mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150 mm与10 mm，满足要求！九.小横杆的计算：根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横

18、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。荷载值计算大横杆的自重标准值:p1= 0.038x1.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3x1x1.5/(2+1)=0.150 kN；活荷载标准值：Q=3x1x1.5/(2+1) =1.500 kN；集中荷载的设计值：P=1.2x(0.058+0.15)+1.4 x1.5 = 2.349 kN；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.

19、2x0.038x12/8 = 0.006 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下：Mpmax = 2.349x1/3 = 0.783 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.789 kN.m；最大应力计算值 a = M / W = 0.789x106/5080=155.276 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力a =155.276 N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205 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：vqmax=5x0.038x10004/(

20、384x2.06x105x121900) = 0.02 mm ；大横杆传递荷载 P = pl + p2 + Q = 0.058+0.15+1.5 = 1.708 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 = 1707.6x1000 x(3x10002-4x10002/9 ) /(72x2.06x105x121900)=2.414 mm；最大挠度和 v = vqmax + vpmax = 0.02+2.414 = 2.434 mm；小横杆的最大挠度为2.434 mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10 mm,满足要求!十.扣件抗滑力的计算：按规范

21、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 = 0.038x1.5x2/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值:P2 = 0.038x1/2=0.019 kN；脚手板的自重标准值：P3 = 0.3x1x1.5/2=0.225 kN；活荷载标准值：Q = 3x1x1.5 /2 = 2.25

22、kN；荷载的设计值：R=1.2x(0.058+0.019+0.225)+1.4x2.25=3.512 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！第十一 .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：每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/mNG1 = 0.1248+(1.50 x2/2)x0.038/1.80 x26.10 = 4.092kN；脚手板的自重标准值；采用冲压钢脚手板，标准值为0.3kN/m2NG2= 0.3x4x1.5x(1+0.3)/2 = 1.17 kN；栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片

23、脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3 = 0.15x4x1.5/2 = 0.45 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2NG4 = 0.005x1.5x26.1 = 0.196 kN；经计算得到，静荷载标准值NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.908 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= 3x1x1.5x2/2 = 4.5 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 = 0.5

24、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= 1.971 ；Us -风荷载体型系数：取值为1.128；经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7 x0.5x1.971x1.128 = 0.778 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= 1.2x5.908+ 1.4x4.5= 13.39 kN；考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为N = 1.2 NG+0.85x1.4NQ = 1.2x5.908+ 0.85x1.4x4.5= 12.445 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为Mw =

25、 0.85 x1.4WkLah2/10 =0.850 x1.4x0.778x1.5x1.82/10 = 0.45 kN.m；十二.钢丝绳卸荷计算钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内卸荷1次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;以卸荷吊点分段计算。卸荷净高度为11.6m经过计算得到a1=arctg2.900/(1.000+0.300)=65.854 度a2=arctg2.900/0.300=84.094 度卸荷处立杆轴向力为：P1 = P2 = 1.5x13.39x11.6/26.1 =8.927 kN；kx为不均匀系数，取1.5各吊点位置处内力计算为(kN):T1 = P1

26、/sina1 = 8.927/0.913 = 9.782 kNT2 = P2/sina2 = 8.927/0.995 = 8.974 kNG1 = P1/tana1 = 8.927/2.231 = 4.002 kNG2 = P2/tana2 = 8.927/9.667 = 0.923 kN其中T钢丝绳轴向拉力，G钢丝绳水平分力。卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为Fg= T1 =9.782 kN。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)；a -钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取0.

27、82；K -钢丝绳使用安全系数。计算中Fg取 9.782kN，a=0.82，K=6，得到:选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d =(2x9.782x6.000/0.820)0.5 = 12.0 mm。吊环强度计算公式为：a = N / A f其中f-吊环钢筋抗拉强度，混凝土结构设计规范规定f = 50 N/mm2；N -吊环上承受的荷载等于Fg；A -吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5nd2；选择吊环的最小直径要为：d =(2xFg/f/n)0.5 =(2x9.782x103/50/3.142)0.5=12 mm。本工程钢丝绳选用直径为14.0 mm，必须拉紧至9.782 kN，吊环预

28、埋件直径为16 mm。十三.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 = 13.39x14.5/26.1 =7.439 kN；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：p = 1.5 ；计算长度，由公式lo = kxpxh确定：10 = 3.118 m；长细比Lo/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数p由长细比lo/i的计算结果查表得到：？= 0.186 ；立杆净截面面积：A = 4.89 cm2；立杆

29、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；a = 7439/（0.186x489）=81.787 N/mm2；立杆稳定性计算a = 81.787 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立杆的轴心压力设计值：N = 12.445x14.5/26.1 =6.914 kN；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：p = 1.5 ；计算长度，由公式10 = kuh确定：10 = 3.118 m；长细比：L0/i = 197 ；轴心受压立杆的稳定系数p由长细比lo/i的结果查表得到：？= 0.186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；o = 6913.82/(0.186x489)+450035.734/5080 = 164.604 N/mm2；立杆稳定性计算o = 164.604 N/mm2小于立杆的抗压强