外墙钢管脚手架搭设方案受力计算.docx

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外墙钢管脚手架搭设方案受力计算

外脚手架搭设方案

1.外脚手搭设方案

1.1编制依据

本工程总高度为90米，按照规定，应采用钢管脚手架。

1.2本工程钢管脚手架搭设的概况

本工程28层，建筑总高度90米，根据有关规定，应搭设脚手架，方案如下：

1.2.1立杆横距选1.05m，立杆纵距选1.5m，立杆间距不大于1.8m，步高1.5m，内侧立管距墙面0.25m,采用φ48×3.5钢管，十字、旋转、一字形扣件搭设，铺设木脚手板层数为二层，同时进行装修施工二层。

1.2.2原已建建筑物21层，实际需搭设脚手架高度为61.2米，1至3层采用双钢管立杆搭设，即由架子顶往下算50米至61.2米之间采用双排钢管作立杆，21层开始至28层采用悬挑脚手架。

1.2.3脚手架交圈搭设，外排钢管内侧采用密目网封闭围护。

1.3脚手架搭设

1.3.1脚手架搭设工艺流程：

基础准备→C20素砼垫层→竖立管并同时安扫地杆→搭设水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡脚板和栏杆→满张安全网。

1.3.2操作要点：

除21层以下部位外，21层以上脚手架配合施工进度搭设，一次搭设高度高出操作层不大于一步架。

1.3.2.1地面上竖第一节立管时，每6跨应暂设一根抛撑与地面夹角为45-60°，直至拉接件搭设好后方拆除。

1.3.2.2底部立管采用不同长度的钢管，立管的联接必须交错布置，

相邻立管的联接不应在同一高度，其错开的距离不得小于500mm，并不得在同一步内。

1.3.2.3大横杆应水平设置，钢管长度不小于3跨；接头采用对接扣件连接，内外两根相邻纵向水平管的接头不应在同步同跨内，上下两个相邻接头应错开一跨，其错开的水平距离不应小于500mm.

当水平管采用搭接时，其搭接长度不应小于1m，不少于2个旋转扣件固定，其固定间距不应少于400mm，相邻扣件中心至杆端的距离不应小于150mm.

1.3.2.4每根立管的底座向上200mm处，必须设置纵横向扫地杆，用直角扣件与立管固定。

1.3.2.5脚手架在整个长度和高度方向上连续设置剪刀撑；每副剪刀撑跨越立管的根数不应超过7根,与纵向水平杆呈45-60°角。

1.3.2.6立管从第一步纵向水平杆处开始用刚性固定件与建筑物可靠连接，预埋件布置间距垂直方向3M，水平方向为4.5米。

1.3.2.7外脚手架立面，外侧满封密孔尼龙安全网，平面每四层设安全网一道，确保施工安全。

1.3.2.8脚手架搭设完后应组织有关部门验收，验收合格后方可使用。

1.4脚手架拆除

1.4.1拆除前应全面检查脚手架，重点检查扣件连接固定、支撑体系是否符合安全要求，拆除前进行技术交底，根据拆除现场的情况，设围栏或警戒标志，并有专人看守，清除脚手架留存的材料、电线等杂物。

1.4.2拆除架子的工作地区，严禁非操作人员进入。

拆除顺序应是后搭先拆，先搭后拆，严禁采用推倒或拉倒的拆除做法。

1.4.3拉接件应随脚手架逐层拆除，当拆除至最后一节立管时，应先搭设临时支撑加固后，方可拆固定件与支撑件。

1.4.4拆除的脚手架部件及时运至地面，严禁从空中抛掷。

1.4.5运至地面的脚手架部件，应及时清理、保养。

1.5落地式脚手架的计算

b：

立杆横距为1.05M

la:

立杆纵距为1.5M

b1:

内立杆距建筑外墙皮距离为0.25m

h:

脚手架步距为1.5m

脚手架荷载：

满铺木脚手板2层，同时装修施工层数为2层，脚手架与建筑物主体结构连接点的布置：

H1竖向间距2h=2×1.5=3.0M

l1水平距离3×1.5=4.5

钢管为ф48×3.5；Q235-A，

Qk均布施工荷载，根据规定为2.0KN/m2,本工程按4.0KN/m2计算。

WO基本风压，本工程基本风压为0.77kn/m2

本工程为半拉子工程，施工至21层时停建，主体结构未填充墙体，脚手架为塑料密目网全封闭式，连墙点二步三跨，采用钢管扣件与墙柱拉结。

按以上条件，根据相关资料查得以下数据。

μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数1.5

la——受压立杆计算长度等于μh=1.5×1.5=2.25m

I——φ48*3.5钢管回转半径为15.8MM

λ——长细比等于lO/i=2.25×103/15.8=142.4

φ——Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数为0.34

A——钢管毛截面积489MM2

f——φ48*3.5钢管的抗拉、抗压和抗弯强度设计值205N/MM2

NG2K——构配件自身产生的轴向力等于1.715/2=0.86KN

ΣNqk——施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆可按

一个纵距（跨）内施工荷载总和的1/2取值为:

8.4/2=4.2KN

HS——按稳定计算的搭设高度

[H]——允许搭设高度

MWK——风荷载标准值产生的弯距等于QwkH12/10

qwk——风线荷载标准值等于WwLa

0.85——荷载效应组合系数

WK——风压标准值等于0.7μZμSWO

μ2——风压高度系数,根据本工程双排单立杆搭设高度为50米及工程所处地理位置为1.67

μS——脚手架风载体型系数等于0.31×1.3=0.403

W——φ48×3.5Q235-A型钢截面模量为5080MM3

qk——每米立杆承受的结构自重标准值，根据已知条件查得本工程为0.1394KN/M

NG1K——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力为0.411/2=0.205KN

R——考虑脚手架工作条件的结构抗力调整系数0.725

MW——风荷载设计值产生的立杆段弯矩等于0.85×1.4MWK

NW——风荷载产生的连墙件轴向力设计值等于1.4WKAW

AW——迎风面积

WK=0.7μ2μSWO=0.7×1.67×0.403×0.77=0.36KN/M2

qwk=WKla=0.36×1.5=0.54KN/M

MWk=QwkH12/10=0.543×32/10=0.48KN.M

MW=0.85×1.4MWK=0.85×1.4×0.48=0.57KN.M

1.5.1最大充许搭设高度

1.5.4.1按稳定计算的搭设高度（按组合风荷载计算）

HS=φAf-[.2NG2K+0.85×1.4（ΣNQk+MWkΦA/W）]÷1.2qk

=0.34×489×0.205-{1.2×1.03+0.85×1.4[4.2+（480×0.34×489÷5080）]}÷1.2×0.1394

=54.6M

1.5.1.2最大允许搭设高度:

[H]=HS÷（1+0.001HS）=54.6÷（1+0.001×54.6）=51.77M

根据以上计算结果，可以搭设51.77M，本工程外架搭设的总高度86米，局部92米，现采取以下措施：

①1-3层采用双立杆搭设。

②采用钢丝绳斜拉卸荷，斜杆支撑卸荷或悬挑钢梁分段搭设等方法。

1.5.2架子结构的整体稳定性验算。

单根立杆搭设高度为51.77M，折合步数h=28.76步，实际单根钢管立杆部分高度为28×1.5=42米

1.5.2.1单根钢管搭设部分的稳定性验算

N/φA+MW/W≤f

n

N=1.2（hNG1K+NG2K）+1.4∑NG2K

i=1

=1.2×（28×0.205+0.86）+1.4×4.2

=13.8KN

N/φA+MW/W=195N/MM2

f=205N/MM2＞195N/MM2

所以安全

1.5.2.2双根钢管搭设部分的整体稳定性验算

1）求N值

最底部压杆轴力最大和最不利

双钢管部分每一步一个纵距脚手架自重

N1G1K=NGK1+1×1.6×0.0384+2×0.0146

（钢管自重）（扣件自重）

=0.205×1.15/1.5+0.0614+0.0292=0.296KN

n

N=1.2（nNG1K+n、N、G1K+NG2K）+1.4∑NQik

i=1

=1.2（28×0.205+7×0.296+0.86）+1.4×4.2

=16.28KN

2）验算双杆搭设的整体稳定

因为采用双钢管,所以在公式N/QA≤kf右边

应乘一kA=0.85受力不均匀的折减系数

N/2φA=16280/2×0.34×489=16280/332.5=48.9N/MM2

KKAf=0.725×0.85×205=126.33N/MM2＞48.9N/MM2

所以安全。

1.5.3连墙点抗风强度稳定性验算

NW=1.4WKAW=1.4×2×1.5×3×1.5×0.36=6.8KN

连墙杆轴向力设计值计算。

Nι=NW+3=6.8+3=9.8KN

连墙杆的计算长度,按最不利考虑为

lO=立杆横距+内立杆距墙的距离=1.05+0.25=1.3M

λ=lO/i=1.3×103/15.8=82.3，根据λ=82.3查得φ=0.607

连墙杆按压杆的稳定性验算，用Nι/φA＞kf验算

Nι/φA=9800/0.607×489=33N/MM2

Kf=0.725×205=148.625N/MM2＞33.826N/MM2

所以安全。

根据Nι=9.8KN，墙体内用2个扣件与其连接，外面用1个扣件与其连接，1个扣件的抗滑能力设计值为8.0KN，8.0×2=16KN＞9.8KN，所以安全。

1.6悬挑脚手架计算

本工程21层开始采用槽钢悬挑钢管扣件脚手架至28层，架体总高度为25.32m，步距1.8m，步数为14步，立杆纵距2.0m，横距1.5m，槽钢最大悬挑长度为1450mm。

1.6.1荷载计算：

（按一个纵距悬挑长度1450mm计算，）

1.6.1.1操作层荷载计算

脚手架上操作层附加荷载不得大于2700N/m2，考虑动力系数1.2，超载系数2。

W1=2×1.2×2700×2.0×1.5=13608N

脚手架自重计算：

立杆自重：

q1=25.2×2×3.84=193.54kg

纵向水平杆：

q2=2×6×14×3.84=645.12kg

横向水平杆：

q3=1.4×11×3.84=75.26kg

竹笆：

q4=[1.5×2×2+1.5×2×2]m2×35.7kg/m2=299.9kg

安全网：

q5=19.2×2×8kg/m2=307.2kg

扣件：

q6=6×11×1.5=99kg

总自重：

W2=q1+q2+q3+q4+q5+q6

=14195.8kg=14195.8N

考虑自重超长系数1.3

总荷载W=W1+W2=12960.0+14195.8×1.3=31414.5N

1.6.1.2每根立杆竖向荷载

p=w/2=31414.5/2=15707.3N

1.6.2立杆强度及稳定验算：

1.6.2.1钢管截面特征：

钢管内径d=42，外径D=48，壁厚δ=5mm

截面积A=π/4（D2-d2）=π/4（482-41.2）=489mm2

回转半径i=1/4（D2+d2）1/2=1/4（482+41.2）1/2=15.8mm

计算长度L0=1800mm

弹性模量E=2.1×105N/mm2

长细比λ=L0/i=1800÷15.8=114

1.6.2.2立杆稳定验算：

欧拉临界应力

δE=π2×2.1×105÷1142=159N/mm2

实际应力δ=p/A=15707.3÷489=32N/mm2

δE＞δ强度、稳定性能够满足要求。

1.6.3斜撑杆件验算：

1.6.3.1斜撑杆受力计算，计算简图见下图

斜撑角度

α=arctg2900/1600=63.44°

斜杆轴向力NBC计算

MA=0（力矩平衡）

NBC×1.45sina=p×1.45+p×0.65

NBC=（p×1.45+p×0.65）/1.45sina=25570N

1.6.3.2斜撑杆强度、稳定性验算

计算长度L=1/2（2.92+1.62）1/2=1.656m

长细比λ=L/i=1656÷15.8=104.8

欧拉临界应力

δE=π2×2.1×105/104.82=188.52N/mm2

实际应力δ=25570/89=52.30N/mm2

δE＞δ斜撑杆强度、稳定性能够满足要求。

实际斜撑杆中间采用双钢管转向扣件并连，每四跨加设Φ12钢丝索斜拉。

1.6.4水平荷载：

架体承受水平风荷载，由附着于建筑物上的拉结点传递到建筑物上，由建筑物承受，故计算不考虑风荷载，但架体拉结点必须每层拉结，横向4m以内不得少于一个拉结点。

1.6.5悬挑脚手架施工要点：

斜撑安装时楼面予埋Φ16圆环作为［120槽钢连接固定点或剪力墙位置留设洞口固定槽钢，安装时根据放样长度截好斜撑钢管，上撑点同槽钢下口予埋钢筋套接，钢管下撑点同剪力墙予埋钢筋套接，作为斜撑下撑固定点。

立杆采用Φ22螺纹钢套接固定，再用水平钢管将斜撑杆相互拉强，形成稳定体系。

斜撑钢管用万向扣件并联两根钢管，万向扣件上、中、下设三个点，增强斜撑的刚度，然后搭设第一步脚手架，在脚手架水平杆安好后，在斜撑杆上设置一道斜拉杆，同立杆根部平杆连接。