悬挑脚手架施工方案挑架.docx

1、悬挑脚手架施工方案挑架工程悬挑外架施工方案编制：审批：年 月 日悬挑外架施工方案第一章 工程概况本工程总建筑面积约97145.04（不含架空层面积），由112#楼12幢住宅及公建配套用房、1#地下室(部分)、2#地下室(部分)组成。1#楼地上11层，建筑高度34.0m，建筑面积10430.22；12#楼地上13层，建筑高度38.5m，建筑面积4976.9；211#楼地上14层，建筑高度41.442.7m，公建配套用房及会所等地上2层(局部3层) ，建筑面积分别为7264.62、5381.6、 5381.6、6130.6、7400.96、 5381.6、5601.3、11372.36、5644.

2、98、5381.6；地下室为地下一层。工程名称： 建设地点： 建设单位： 设计单位： 监理单位： 施工单位： 第二章 脚手架方案的选择 1本工程建筑因工程实际施工原因，有几处悬挑结构，故编制本脚手架补充方案。2本工程施工工期紧，质量和安全要求较高且为重点工程，社会影响大，故在方案考虑中，既要保证施工安全的要求，又要切合工程的实际，适当降低成本。经公司会同项目部研究，决定采用以下二种脚手架结合方案：本工程采用双排落地钢管扣件式脚手架，局部位置从三层开始采用槽钢悬挑钢管扣件式脚手架。双排落地钢管扣件式脚手架详见脚手架施工方案。第三章 悬挂式挑梁脚手架受力计算钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚

3、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。一、参数信息:1.脚手架参数搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为0.80米，立杆的步距为1.80 米；计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为 17.4 米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.20米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2；采用的钢管类型为 483.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.80；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；连墙件连接方式为双扣件；2.

4、活荷载参数施工荷载均布参数(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2； 3.风荷载参数浙江省杭州市地区，基本风压为0.450，风荷载高度变化系数z为0.740，风荷载体型系数s为1.560；考虑风荷载；4.静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:10；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆冲压钢；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号槽钢 ，其中建筑物外悬挑段长度1.00米，建筑物内

5、锚固段长度 1.50 米。与楼板连接的螺栓直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C25；6.拉绳与支杆参数支撑数量为:1； 钢丝绳安全系数为:10.000；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，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.00 m。 二、大横杆的计算: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。按照大横杆上面的脚手板和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 ； 脚手板的荷载标准值:P2=0.3000.800/(2+1)=0.080 kN/m ； 活荷载标准值: Q

6、=3.0000.800/(2+1)=0.800 kN/m； 静荷载的计算值: q1=1.20.038+1.20.080=0.142 kN/m； 活荷载的计算值: q2=1.40.800=1.120 kN/m； 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯距计算公式如下: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1421.5002+0.101.1201.5002 =0.278 kN.m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1421.5002-0.

7、1171.1201.5002 =-0.327 kN.m； 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.278106,0.327106)/5080.0=64.370 N/mm2；大横杆的抗弯强度:= 64.370 N/mm2 小于 f=205.0 N/mm2。满足要求！3.挠度计算: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： 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.080=0.118 kN/m；活荷载标准值: q2= Q =0.800 kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V= 0.6770.1181500.04/(1002.0610512

8、1900.0)+0.9900.800 1500.04/(1002.06105121900.0) = 1.758 mm；脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为 l/150与10 mm 请参考规范表5.1.8。 大横杆的最大挠度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,满足要求! 三、小横杆的计算: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，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= 0.0381.500 = 0.058 kN； 脚手板的荷载标准值：P2=0.3000.8001.500/(2+1)=0.1

9、20 kN； 活荷载标准值：Q=3.0000.8001.500/(2+1) =1.200 kN； 荷载的计算值: P=1.2(0.058+0.120)+1.4 1.200 = 1.893 kN； 算简图2.强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算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 = 1.20.0380.8002/8 = 0.004 kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 1.8930.800/3 = 0.505 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.509 kN.m； = M / W = 0.509106/5

10、080.000=100.102 N/mm2 ；小横杆的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求！3.挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算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=50.038800.04/(3842.060105121900.000) = 0.008 mm ；P2 = p1 + p2 + Q = 0.058+0.120+1.200 = 1.378 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 = 1377.600800.0(3800.02-4800.02/9 ) /(722.0601051

11、21900.0) = 0.997 mm；最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.008+0.997 = 1.005 mm；小横杆的最大挠度小于 (800.000/150)=5.333 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；横杆的自

12、重标准值: P1 = 0.0380.800=0.031 kN；脚手板的荷载标准值: P2 = 0.3000.8001.500/2=0.180 kN；活荷载标准值: Q = 3.0000.8001.500 /2 = 1.800 kN；荷载的计算值: R=1.2(0.031+0.180)+1.41.800=2.773 kN；R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架荷载标准值: 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/m)；本例为0.1248 NG1 = 0.12517.400 = 2.172

13、 kN；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.30 NG2= 0.300101.500(0.800+0.3)/2 = 2.475 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆冲压钢，标准值为0.11 NG3 = 0.110101.500/2 = 0.825 kN； (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50017.400 = 0.130 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.602 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

14、施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值 NQ= 3.0000.8001.5002/2 = 3.600 kN；风荷载标准值应按照以下公式计算 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 = 0.450 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= 0.740 ； Us - 风荷载体型系数：Us =1.560 ；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.4500.7401.560 = 0.364 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公

15、式N = 1.2NG+1.4NQ= 1.25.602+ 1.43.600= 11.762 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.25.602+ 0.851.43.600= 11.006 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.3641.5001.8002/10 = 0.210 kN.m；六、立杆的稳定性计算: 不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴心压力设计值 ：N =11.762 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度

16、附加系数 ：K = 1.155 ； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：U = 1.500计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 ：lo = 3.119 m； Lo/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； = 11762.000/(0.186489.000)=129.323 N/mm2；立杆稳定性计算 = 129.323 小于 f = 205.000 N/m

17、m2 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 =11.006 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数 ： K = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：U = 1.500计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定：lo = 3.119 m； Lo/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；

18、= 11006.424/(0.186489.000)+210305.244/5080.000 = 162.410 N/mm2；立杆稳定性计算 = 162.410 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！七、连墙件的计算: 连墙件的轴向力计算值应按照下式计算： Nl = Nlw + No风荷载基本风压值 Wk = 0.364 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.200 m2；连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), No= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算： NLw = 1.4WkAw = 8.24

19、7 kN；连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 13.247 kN；其中 - 轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,由长细比 l/i=200.000/15.800的结果查表得到0.966； A = 4.89 cm2；f=205.00 N/mm2；墙件轴向力设计值 Nf=Af=0.9664.89010-4205.000103 = 96.837 kN；Nl=13.247Nf=96.837,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。经过计算得到 Nl=13.247小于双扣件的抗滑力 16.0 kN，满足要求! 连墙件扣件连接示意图 八、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架的

20、水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本工程中，脚手架排距为800mm，内侧脚手架距离墙体200mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1000mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 934.50 cm4，截面抵抗矩W = 116.80 cm3，截面积A = 25.15 cm2。受脚手架集中荷载 N=1.25.602 +1.43.600 = 11.762 kN；水平钢梁自重荷载 q=1.225.1500.000178.500 = 0.237 kN/m； 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) 悬

21、挑脚手架支撑梁变形图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)经过连续梁的计算得到各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1 = 13.504 kN； R2 = 10.922 kN； R3 = -0.309 kN。 最大弯矩 Mmax= 1.317 kN.m；截面应力 =M/1.05W+N/A= 1.317106 /( 1.05 116800.0 )+ 0.000103 / 2515.0 = 10.743 N/mm2；水平支撑梁的计算强度 =10.743 小于 215.000 N/mm2,满足要求！九、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16号槽钢,计算公式如下 其中b - 均匀弯曲的受

22、弯构件整体稳定系数，按照下式计算： 经过计算得到强度 b = 570 10.065.0 235 /( 1000.0160.0235.0) = 2.32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0.948。经过计算得到强度 = 1.317106 /( 0.948116800.00 )= 11.896 N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 = 11.896 小于 f = 215.000 N/mm2 ,满足要求! 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=

23、RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为RU1=14.284kN十一、拉绳的强度计算:钢丝拉绳(支杆)的内力计算：钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=14.284kN 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619、637、661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14.284kN，=0.820,K=10.000,得到：钢丝绳

24、最小直径必须大于12.000mm才能满足要求! 钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为 N=RU=14.284kN 钢丝拉绳(斜拉杆)的吊环强度计算公式为 其中 f 为吊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)的吊环最小直径 D=(1428.3824/3.142125.000) 1/2 =13.000mm; 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=10.922kN； 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: 其中

25、f 为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8f = 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=10921.6484/(3.142502)1/2=11.792mm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 = 10.922kN；d - 楼板螺栓的直径，d = 16.000mm fb - 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.270N/mm2； h-楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度

26、，经过计算得到 h 要大于10921.648/(3.14216.0001.270)=171.086mm。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拉力，N = 10.922kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 16.000mm； b - 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=80.000mm； fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.950fc=11.900N/mm2；经过计算得到公式右边等于73.77 kN 大于锚固力 N=10.92 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!建设有限公司 项目部 年 月 日