广东型钢悬挑扣件式钢管脚手架专项施工方案

xx小学拆建本部教学楼工程悬挑脚手架专项施工方案编制人：___________________复核人：____________________批准人：____________________深圳市坤和建筑工程有限公司二○一三年十一月目录HYPERLINK\l"_Toc372638613"一、参数信息:2HYPERLINK\l"_Toc372638614"二、大横杆的计算:6HYPERLINK\l"_Toc372638615"三、小横杆的计算:8HYPERLINK\l"_Toc372638616"四、扣件抗滑力的计算:10HYPERLINK\l"_Toc372638617"五、脚手架立杆荷载的计算:10HYPERLINK\l"_Toc372638618"六、立杆的稳定性计算:11HYPERLINK\l"_Toc372638619"七、连墙件的计算:13HYPERLINK\l"_Toc372638620"八、悬挑梁的受力计算:14HYPERLINK\l"_Toc372638621"九、悬挑梁的整体稳定性计算:17HYPERLINK\l"_Toc372638622"十、拉绳的受力计算:18HYPERLINK\l"_Toc372638623"十一、拉绳的强度计算:18HYPERLINK\l"_Toc372638624"十二、锚固段与楼板连接的计算:19xx小学拆建本部教学楼工程工程；工程建设地点:深圳市福田区xx小学本部校内；属于框架结构；地上5层；地下1层；建筑高度：20.6m；标准层层高：3.6m；总建筑面积：14146.99平方米；总工期：365天。本工程由深圳市福田区建筑工务局投资建设，深圳市都市建筑设计有限公司设计，深圳市勘察研究院有限公司地质勘察，深圳市中侨物业工程监理有限公司监理，深圳市坤和建筑工程有限公司组织施工；由庄茂财担任项目经理，罗伟林担任技术负责人。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》(JGJ130-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-2011)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2011)以及本工程的施工图纸。一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为22.2m，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1.05m，立杆的步距为1.8m；内排架距离墙长度为0.30m；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Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，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广东深圳市，基本风压0.75kN/m2；风荷载高度变化系数μz，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μs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):0.1248；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:12层；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度2.3m。锚固压点压环钢筋直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C30；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；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1.2m。二、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:P1=0.038kN/m；脚手板的自重标准值:P2=0.35×1.05/(2+1)=0.122kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×1.05=1.47kN/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:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.08×0.193×1.52+0.10×1.47×1.52=0.366kN·m；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=-0.10×0.193×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.43kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.366×106,0.43×106)/5080=84.646N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为σ=84.646N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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：νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.122=0.161kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.05kN/m；最大挠度计算值为：ν=0.677×0.161×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×121900)=2.315mm；大横杆的最大挠度2.315mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！三、小横杆的计算:根据JGJ130-2011第条规定，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.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.038×1.5=0.058kN；脚手板的自重标准值：P2=0.35×1.05×1.5/(2+1)=0.184kN；活荷载标准值：Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN；集中荷载的设计值:P=1.2×(0.058+0.184)+1.4×1.575=2.495kN；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=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.495×1.05/3=0.873kN·m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.879kN·m；最大应力计算值σ=M/W=0.879×106/5080=173.124N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=173.124N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/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:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm；大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.184+1.575=1.816kN；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:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1816.35×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.972mm；最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.972=2.996mm；小横杆的最大挠度为2.996mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算:按规范表,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》):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；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=0.038×1.5×2/2=0.058kN；小横杆的自重标准值:P2=0.038×1.05/2=0.02kN；脚手板的自重标准值:P3=0.35×1.05×1.5/2=0.276kN；活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.058+0.02+0.276)+1.4×2.362=3.732kN；R<8.00kN，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: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/mNG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×22.20=3.481kN；(2)脚手板的自重标准值；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2NG2=0.35×12×1.5×(1.05+0.3)/2=4.252kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/mNG3=0.14×12×1.5/2=1.26kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×22.2=0.166kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.16kN；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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×9.16+0.85×1.4×4.725=16.615kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.16+1.4×4.725=17.607kN；六、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定采用：ω0=0.75kN/m2；μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定采用：μz=0.74；μs--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××0.75×0.74×0.2144=0..083kkN/m2；风荷载设计值产生生的立杆段弯弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10==0.855×1.4×0.0833×1.5×1.82/10==0.0448kN··m；考虑风荷载时,立立杆的稳定性性计算公式σ=N/(φAA)+MMW/W≤[f]立杆的轴心压力设设计值：N=16..615kkN；不考虑风荷载时,,立杆的稳定定性计算公式式σ=N/(φAA)≤[f]立杆的轴心压力设设计值：N=N'==17.6607kN；；计算立杆的截面回回转半径：ii=1..58cmm；计算长度附加系数数参照《建筑筑施工扣件式式钢管脚手架架安全技术规规范》(JGJ1330-20111)表得：k==1.1555；计算长度系数参照照《建筑施工工扣件式钢管管脚手架安全全技术规范》(JGJ130-2011)表得：μ=1.5；计算长度,由公公式l0=kuuh确定：：l0=3.1118m；；长细比:L0//i=1197；轴心受压立杆的稳稳定系数φ,由长细比llo/i的结果果查表得到：：φ=0.1186立杆净截面面积：：A=4.89cm2；立杆净截面模量((抵抗矩)：W=5..08cmm3；钢管立杆抗压强度度设计值：[[f]=2205N//mm2；考虑风荷载时σ=166144.702//(0.1886×4899)+480082.6009/50880=1192.1337N/mmm2；立杆稳定性计算σσ=1992.1377N/mmm2小于立杆的的抗压强度设设计值[ff]=2205N//mm2，满足要求求！不考虑风荷载时σ=176066.952//(0.1886×4899)=1933.581N/mm22；立杆稳定性计算σσ=1993.5811N/mmm2小于立杆的的抗压强度设设计值[ff]=2205N//mm2，满足要求求！七、连墙件的计算算:连墙件的轴向力设设计值应按照照下式计算：：Nl=Nlw++N0连墙件风荷载标准准值按脚手架架顶部高度计计算μz＝0.92，μs＝0.2144，ω0＝0.75，Wk=0.7μzz·μs·ω0=0.7×0.922×0.2114×0.775=00.103kN/m22；每个连墙件的覆盖盖面积内脚手手架外侧的迎迎风面积AAw=10..8m2；按《建筑施工扣件件式钢管脚手手架安全技术术规范》(JGJ1330-20111)条连墙件约约束脚手架平平面外变形所所产生的轴向向力(kN),N0=5.0000kNN；风荷载产生的连墙墙件轴向力设设计值(kN)，按照照下式计算：：Nlw=1.44×Wk×Aw=1..563kkN；连墙件的轴向力设设计值Nl=Nlww+N0=6.5563kNN；连墙件承载力设计计值按下式计计算：Nf=φ·A·[[f]其中φ--轴轴心受压立杆杆的稳定系数数；由长细比l/ii=3000/15..8的结果查查表得到φ=0.9449，l为内排架距距离墙的长度度；A=4.89cm2；[f]=2205N//mm2；连墙件轴向承载力力设计值为Nf=0..949×4.89×10-4×205×103=955.133kN；Nl=6.5633<Nff=955.133,,连墙件的设设计计算满足足要求！连墙件采用双扣件件与墙体连接接。由以上计算得到Nl=6..563小于于双扣件的抗抗滑力122kN，满满足要求！连墙件扣件连接示示意图八、悬挑梁的受力力计算:悬挑脚手架的水平平钢梁按照带带悬臂的连续续梁计算。悬臂部分受脚手架架荷载N的作用，里里端B为与楼板的的锚固点，AA为墙支点。本方案中，脚手架架排距为10050mm，内内排脚手架距距离墙体3000mm，支支拉斜杆的支支点距离墙体体为12000mm，水平支撑梁的截面面惯性矩I=11330cm44，截面抵抗抗矩W=141ccm3，截面积A=26..1cm22。受脚手架集中荷载载N=1..2×9.16+1.4××4.7255=177.607kN；水平钢梁自重荷载载q=1..2×26.1×0.00001×78.5=0.2246kNN/m；悬挑脚手架示意图图悬挑脚手架计算简简图经过连续梁的计算算得到悬挑脚手架支撑梁梁剪力图(kN)悬挑脚手架支撑梁梁弯矩图(kN·m)悬挑脚手架支撑梁梁变形图(mm)各支座对支撑梁的的支撑反力由由左至右分别别为：R[1]=223.7277kN；R[2]=112.5111kN；R[3]=--0.0899kN。最大弯矩Mmaax=2..69kNN·m；最大应力σ=MM/1.055W+N/AA=2.669×1066/(11.05××1410000)+12.9442×1033/26610=23.1227N/mmm2；水平支撑梁的最大大应力计算值值23.1127N//mm2小于水平支支撑梁的抗压压强度设计值值215N/mm22,满足要求！！九、悬挑梁的整体体稳定性计算算:水平钢梁采用166号工字钢,计算公式如如下σ=M/φbWWx≤[f]其中φb--均匀弯曲的的受弯构件整整体稳定系数数：查表《钢结构设计计规范》(GB500017-20003)得，φb=1.3由于φb大于0..6，根据《钢钢结构设计规规范》(GB500017-20003)附表表B，得到φb值为0.855。经过计算得到最大大应力σ=2..69×1006/(00.85×11410000)=222.3622N/mmm2；水平钢梁的稳定性性计算σ=222.362小于[f]]=2115N/mmm2,满足要求求!十、拉绳的受力计计算:水平钢梁的轴力RRAH和拉钢绳绳的轴力RUi按照下面面计算RAH=ΣRUicosθi其中RUicossθi为钢绳的拉拉力对水平杆杆产生的轴压压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi按照以上公式计算算得到由左至至右各钢绳拉拉力分别为：：RU1=25.2447kN；；十一、拉绳的强度度计算:钢丝拉绳(支杆))的内力计算算：钢丝拉绳(斜拉杆杆)的轴力RU均取最大值值进行计算，为为RU=25.247kN选择6