脚手架专项施工方案.doc

清河清宸丽都综合楼脚手架专项施工方案 脚手架专项施工方案第一节编制依据 建筑施工计算手册江正荣著 中国建筑工业出版社； 建筑施工 手册第四版 中国建筑工业出版社、钢结构设计规范GB50017-2003 中国建筑工业出版社； 建筑结构荷载规范GB50009-2001中国建筑工业出版社； 建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）中国建筑工业出版社； 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 中国建筑工业出版社； 混凝土结构设计规范GB50010-2002中国建筑工业出版社； 建筑地基基础设计规范GB50007-2002中国建筑工业出版社； 建筑施工安全检查标准JGJ59-99中国建筑工业出版社。第二节 工程概况1、清河清宸丽都工程位于铁岭市清河区清河路南、富民巷以西，原少年宫地块。总建筑面积为；14365.82.（其中；地下室一层。地上四层公建，地上五十七层为住宅）。建筑总高度为57.8m。属一类高层综合楼。2、建设单位；开原新城房地产开发有限公司清河清宸丽都分公司。3、设计单位；大连筑景建筑设计有限公司4、施工单位；铁岭市第一建筑工程有限责任公司5、监理单位；铁岭市建筑设计院6、地质勘察单位；辽宁省铁岭市建筑设计院第三节脚手架方案选择 本工程考虑到施工工期、质量和安全要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点： 1、架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。 2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。 3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。 4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收； 5、综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合JCJ59-99检查标准要求，要符合辽宁省文明标化工地的有关标准。6、结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用以下2种脚手架方案7、本工程建筑物14层为 外形平面为两次缩进型。5层以上为一次缩进型，14层为落地式脚手架。5层以上为悬挑式脚手架。为两次悬挑。位置5层地面及12层地面。以上为悬挑式脚手架。 8、本工程脚手架搭设选择为，落地架与普通悬挑架相结合的方式搭设。具体施工方法如下；第四节 脚手架的材质要求 脚手架； l、钢管落地脚手架，选用外径48mm，壁厚 3.50mm，钢材强度等级Q235-A，钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用的钢管要有出厂合格证。方可在施工中使用。2、本工程钢管脚手架的搭设使用扣件，应符合钢管脚手扣件标准JGJ22-85的要求，由有扣件生产许可证的生产厂家提供，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，扣件的规格应与钢管相匹配，贴和面应干整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。3、搭设架子前应进行保养，除锈并统一涂色，颜色力求环境美观。脚手架立杆、防护栏杆、踢脚杆统一漆黄色，剪力撑统一漆黑白相间色。底排立杆、扫地杆均漆黄色。 4、脚手板用木脚手板 ，长度4-6m，宽度不低于200mm，厚度不低于50mm，材质符合木结构设计规范 （GBJ5）中级材质规定，不得有腐朽、贯通节疤。 5、安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目100cm2，做耐贯穿试验不穿透，1.61.8m的单张网重量在3kg以上，颜色应满足环境效果要求，选用绿色。要求阻燃，使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证，以及由市建筑安全监督管理部门发放的准用证。 6、连墙件采用钢管，其材质应符合现行国家标准碳素钢结构（GB/T 700）中Q235A钢的要求。 7、型钢水平悬挑杆采用16号工字钢。 预埋螺栓的直径为20.0 mm。第五节脚手架的搭设流程及要求 1、落地脚手架搭设的工艺流程为：场地平整、夯实基础承载力实验、材料配备定位设置通长脚手板、底座纵向扫地杆立杆横向扫地杆小横杆大横杆（搁栅）剪刀撑连墙件防护栏杆铺脚手板扎安全网。2、悬挑脚手架搭设的工艺流程为：水平悬挑纵向扫地杆立杆小横杆大横杆（搁栅）剪刀撑连墙件防护栏杆铺脚手板扎安全网。3、定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并用小竹片点出立杆标记；垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。 4、在搭设首层脚手架过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角除双向增设，待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时，宜先立外排，后立内排。其余按一下构造要求搭设。5、 脚手架搭设布置；立杆纵距1.5米，横距0.9米； 内立杆距离建筑物外皮0.3 米；步距1.8米；脚手架与建筑物连接点：竖向间距2.9米，水平三跨;小横杆间距0.75米。6、脚手架基础做法；首先进行搭设场地的平整、夯实工作，从建筑物主体向外围3找坡。回填土夯实后，上面做3:7灰土两步,浇注200mm厚C20砼垫层。按立杆间距进行放线定位，垫通板,底座放在通板上,底座上放置立杆，高于自然地平100MM。7、排水措施；在距落地式双排脚手架外立杆外侧0.5米处，设置一排水沟，宽30cm深40cm,在最低点，设置积水坑，水流入坑内，用潜水泵将水排入城市管网，排水沟坡度为3。8.、构造要求及作法；（1）纵向水平杆、横向水平杆、脚手板；纵向水平杆的构造应符合下列规定：纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨；纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不要设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3 使用木脚手板，纵向水平杆作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上； （2）横向水平杆的构造应符合下列规定：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。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端至装饰面的距离不应大于100mm；作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；当使用木脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上 （3）脚手板的设置应符合下列规定：作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120mm；木脚手板应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。 脚手板的铺设可采用对接平铺，亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130mm，两块脚手板外伸长度的和不大于300mm；脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不小于100mm。作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。（4）立杆；本工程脚手架基础部位应在回填土完后夯实，采用强度等级不低于C15的混凝土进行硬化，混凝土硬化厚度不小于10cm。地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求（具体计算数据参阅脚手架计算书）。脚手架立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m；连墙杆间距竖直3.6m，水平4.5m(即二步三跨)：里立杆距建筑物0.3m。 脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。 立杆应设置垫木，并设置纵横方向扫地杆，连接于立脚点杆上，离底座20cm左右。 立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1400。（5）、大横杆、小横杆设置； 大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m，以便立网挂设，大横杆置于立杆里面，每侧外伸长度为150mm。 外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆上，以形成空间结构整体受力。 （6）、剪刀撑；脚手架外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。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杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。（7）、脚手板的铺设要求 脚手架里排立杆与结构层之间均应铺设木板：板宽为300mm，里外立杆应满铺脚手板，无探头板。 满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设，满铺到位，不留空位，不能满铺处必须采取有效的防护措施。 脚手板须用18铅丝双股并联绑扎，不少于4点，要求绑扎牢固，交接处平整，铺设时要选用完好无损的脚手板，发现有破损的要及时更换。 （8）、防护栏杆 脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭，且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。 选用尼龙绳绑扎安全网，要求严密、平整。 脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆，防护栏杆不少于2道，高度为0.9m。 （9）、连墙件脚手架与建筑物按水平方向4.5m，垂直方向3.6m，设一拉结点。拉结点在转角范围内和顶部处加密，即在转角l米以内范围按垂直方向每3.6米设一拉结点。 拉结点应保证牢固，防止其移动变形，且尽量设置在外架大小横杆接点处。 外墙装饰阶段拉结点，也须满足上述要求，确因施工需要除去原拉结点时，必须重新补设可靠，有效的临时拉结，以确保外架安全可靠。 （10）、架体内封闭 脚手架的架体里立杆距墙体净距为300mm，如因结构设计的限制大于200mm的必须铺设站人片，站人片设置平整牢固。 脚手架施工层里立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。 施工层以下外架每隔3步以及底部用密目网或其他措施进行封闭。第六节脚手架计算书一、参数信息1、落地脚手架参数（1）双排脚手架搭设高度为 16.8米，立杆采用单立管；（2）搭设尺寸为：脚手架立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m；连墙杆间距竖直3.6m，水平4.5m(即二步三跨)：里立杆距建筑物0.3m。（3）内排架距离墙长度为0.30米；（4）大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；（5）脚手架沿墙纵向长度为 100 米；（6）采用的钢管类型为 483.5； （7）横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.80；（8）连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.60 米，水平间距4.50 米，采用扣件连接；（9）连墙件连接方式为单扣件；2、活荷载参数施工均布活荷载标准值:3 kN/m2；脚手架用途:结构、装修施工用脚手架；同时施工层数:1层；3、风荷载参数（1）本工程地处为辽宁省铁岭市清河区，基本风压为0.45 kN/m2；（2）风荷载高度变化系数z为1.56，风荷载体型系数s为0.456；（3）脚手架计算中考虑风荷载作用；4、静荷载参数（1）每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.1248；（2）脚手板自重标准值(kN/m2):0.35；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.14；（3）安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:6；（4）脚手板类别:栏杆类别:钢管；（5）每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.04；5、地基参数（1）地基土类型:粘性土；地基承载力标准值(kN/m2):80.00；（2）立杆基础采用100厚C15的混凝土垫层2000宽连续；地面载力调整系数:0.50。 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（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=0.3500.9/(2+1)=0.105 kN/m ；（3）活荷载标准值: Q=30.9/(2+1)=0.9 kN/m；（4）静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；（5）活荷载的设计值: q2=1.40.9=1.26 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: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1721.52+0.11.261.52 =0.361 kN.m；支座最大弯距计算公式； 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.52-0.1171.261.52 =-0.37 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.362106,0.37106)/5080.0=71.26 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 =71.26 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 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+0.105=0.143 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.26 kN/m；最大挠度计算值为： V= 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.991.2615004/(1002.06105121900.0) = 2.71mm；大横杆的最大挠度 2.71 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 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= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3500.91.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=30.91.5/(2+1) =1.35 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.35 = 2.149 kN； 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 = 1.20.0380.92/8 = 0.0046 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 2.1490.9/3 = 0.6447 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.649 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.649106/5080.000=127.815N/mm2 ；小横杆的最大应力计算值 =127.815 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205.000 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=50.0389004/(3842.060105121900.000) = 0.0129 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.1575+1.35 = 1.566 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 = 1565900(39002-49002/9 ) /(722.060105 121900.0) = 1.613 mm；最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.0129+1.613 = 1.626 mm；小横杆的最大挠度和 1.626 mm 小于 小横杆的最大容许挠度900 /150=6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，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 = 0.0381.52/2=0.057 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0380.9=0.034 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.91.500/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 30.91.5 /2 = 2.205 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.057+0.034+0.236)+1.42.025=3.227 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0.1248 NG1 = 0.124813.8 = 1.722；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用木脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.3561.5(0.9+0.3)/2 = 1.89 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；标准值为0.14 NG3 = 0.1461.5/2 = 0.63 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.513.8 = 0.103 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.345 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= 30.91.52/2 = 4.05 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 = 0.350 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= 1.56 ； Us - 风荷载体型系数：取值为0.456；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.3501.560.456 = 0.174 kN/m2；立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.345+ 0.851.44.05= 10.033 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.851.40.1741.51.82/10 = 0.1 kN.m；六、立杆的稳定性计算: 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 =10.033 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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m；长细比: L0/i = 197.000 ；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 = 4.89 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 =205.000 N/mm2； = 10033/(0.186489)+100063/5080.000 = 130.005 N/mm2；立杆稳定性计算 = 130.005N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！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 = 0.174 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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 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 = 2.946 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.946 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 l0/i = 300.000/15.800的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.89010-4205.000103 = 95.133 kN；Nl = 7.946 Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl =7.946小于单扣件的抗滑力 8kN，满足要求！八、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 = 40.000 kN/m2； 其中，地基承载力标准值：fgk= 80 kN/m2 ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.5 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A 其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 10.033 kN；则基础底面面积 ：A = 10.033/0.580=0.251 A=1.52/2=1.5m2 。设计100厚2000宽C15素混凝土连片基础满足要求！普通悬挑架搭设 一、参数信息:1、脚手架参数（1）双排脚手架搭设高度为16.8米，悬挑部位高度41米、41米悬挑搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距分为1.0米，立杆的步距为1.80 米；（2）内排架距离墙长度为0.30米；（3）大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；（4）采用的钢管类型为 483.5； （5）横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数 0.80；（6）连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.60 米，水平间距4.5 米，采用扣件连接；（7）连墙件连接方式为双扣件连接；2、活荷载参数施工均布荷载标准值(kN/m2):2.000；脚手架用途:结构脚手架；3、静荷载参数（1）每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1248；（2）脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.150；（3）安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；（4）脚手板类木脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板；4、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按阳台宽度为2米，建筑物内锚固段长度是外挑长度的1.5倍。与楼板连接钢箍为直径(mm):20.；U型预埋件具体做法见下图。楼板混凝土标号:C25；5、本工程悬挑架及U型预埋钢箍、塔吊附着、鞋料平台的材料使用如下表；序号名 称长度（m）数量（根）备 注116#工字钢壁厚6每根5236为二层悬挑220，U型预埋件每根1.1708每个梁3根3外悬挑端部纵向地脚槽钢14#壁厚4.92层308.80（m）四周4槽钢焊接外架立柱25钢筋插头200高236悬挑底脚5斜拉钢丝绳12.5每根6236合计；1416(m)6猫爪扣每绳4个1044（个）7斜拉式18#工字钢卸料平台3个93详见卸料平台施工方案8卸料平台栏杆焊接钢管48.33.6609塔吊附着三道使用材料及安装详见塔吊附着施工方案5、拉绳参数钢丝绳选用：619-11-1400，钢丝绳破断拉力总和不小于60.9KN；钢丝绳安全系数为:6；钢丝绳与墙距离为(m):1.2；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:P1=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.350.9/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=20.9/(2+1)=0.6 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.6=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) 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: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1721.52+0.10.841.52 =0.22 kN.m；支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.10.1721.52-0.1170.841.52 =-0.26 kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.22106,0.26106)/5080.0=51.181 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 51.181 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 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+0.105=0.161 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.6 kN/m；最大挠度计算值为：V= 0.6770.16115004/(1002.06105121900)+0.990.615004/(1002.06105121900) = 1.617 mm；大横杆的最大挠度 1.617 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 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= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.350.91.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=2.0000.91.5/(2+1) =0.9 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 0.9 = 1.519 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的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = 1.20.0380.92/8 = 0.005 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 1.5190.9/3 = 0.456 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.461 kN.m；最大应力计算值 = M / W = 0.461106/5080.000=90.748 N/mm2 ；小横杆的最大应力计算值 =90.748 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205.000 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=50.0389004/(3842.06105121900) = 0.013 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+0.9 = 1.116 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 = 1116900(39002-49002/9 ) /(722.06105 121900) = 1.15 mm；最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.0134+1.15 = 1.174 mm；小横杆的最大挠度和 1.174 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050.000/150=7.000与10 mm,满足要求！ 四、扣件抗滑力的计算:按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。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12.80 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 = 0.0380.9=0.034 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.91.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 20.91.5 /2 = 1.35 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.034+0.236)+1.41.35=2.214 kN；R 12.80 kN,所以双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(kN)，为0.1248 NG1 = 0.1248+(1.52/2+1.52)0.04/1.820.6 = 4.548；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.35031.5(0.9+0.3)/2 = 0.63 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0.14 NG3 = 0.1431.5/2 = 0.337 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.525.5 = 0.154 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.669 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= 20.91.52/2 = 2.7 kN；六、立杆的稳定性计算: 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 =10.015 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 ： = 1.500 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m；长细比: L0/i = 197.000 ；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 = 4.89 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 =205.000 N/mm2； = 10015/(0.186489.000)+197774/5080.000 = 149.042 N/mm2；立杆稳定性计算 = 149.042 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！ 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 = 0.197 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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 = 1.4WkAw = 4.468 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.468 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 l0/i = 300.000/15.800的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.89010-4205.000103 = 95.133 kN；Nl = 9.468 Nf = 95.133,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 = 9.468小于双扣件的抗滑力 12.8 kN，满足要求！八、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算。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。本方案中，脚手架排距为900mm，内排脚手架距离墙体300mm。水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00 cm4，截面抵抗矩W = 141.00 cm3，截面积A = 26.10 cm2。 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,kl = ml/l。 本工程算例中，m = 1250mm，l = 1700mm，ml = 300mm；受脚手架集中荷载 N=1.25.669 +1.42.7 = 10.583 kN；水平钢梁自重荷载 q=1.226.10.000178.5= 0.246 kN/m； k= m/l=1.35/1.7=0.794 kl= ml/l=0.30/1.7=0.176 代入公式，经过计算得到: 支座反力 RA=31.772kN 支座反力 RB=-10.188kN 最大弯矩 Ma=16.211kN.m 水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 最大挠度 Vmax=7.573mm满足要求!九、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16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 9.988.0 235 /( 1200.0160.0235.0) = 2.59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0.961。经过计算得到最大应力 = 16.211106 /( 0.961141000)= 119.637 N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 = 119.637 小于 f = 215.000 N/mm2 ,满足要求!十、拉绳的受力计算:1、钢丝绳的设置：钢丝绳设计为619-11-1400，钢丝绳破断拉力总和不小于60.9KN；钢丝绳安全系数为:6；钢丝绳与工字钢拉结点与墙距离为(m):1.2；隔层与墙拉结。则水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 RCi=RUisini按照以上公式计算得到钢绳拉力RU1=16.329 kN； 十一、拉绳的强度计算: 钢丝拉绳的内力计算：钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为RU=16.329 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)； - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取0.82； K - 钢丝绳使用安全系数。计算中Fg取16.329kN，=0.820，K=6.000，得到：Fg=1.18kN。1.1860.9，固钢丝绳619-11-1400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N，为N=RU=16.329kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为 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=(2494.2254/3.142125.000) 1/2 =16.000mm； 十二、锚固段与楼板连接的计算: 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的拉环受力 R=0.099 kN； 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=98.6384/(3.142502)1/2 =1.121 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.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 = 0.099kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 16mm fb - 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.430N/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 98.638/(3.142161.430)=80.98mm。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：混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式: 其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N = 9.476kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 16mm； b - 楼板内的螺栓锚板边