型钢悬挑扣件式管钢脚手架施工方案及计算书.docx

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型钢悬挑扣件式管钢脚手架施工方案及计算书

型钢悬挑扣件式管钢脚手架

施工方案及计算书

一、工程概况

潍坊赋海仁居小区1#楼为四个单元，总长度为71.9米，宽度为19.4米，总高度为36.75米，共11层，四层及以上为标准层，层高位2.9米，结构形式为框架—剪力墙结构。

本工程悬挑脚手架分二次悬挑，第一次在四层开始悬挑，悬挑五层计14.5米，第二次在九层上悬挑，悬挑五层加1.5米（操作层），悬挑高度为16.4米，在四层和九层上每一根槽钢前端用钢丝绳斜拉在本层梁上。

二、脚手架搭设

脚手架钢管选用Φ48×3.5mm，悬挑槽钢采用160*60*6mm，长度采用6米、4.5米、3米在楼梯间处使用6米，阳台处使用4.5米，其余地方使用3米，固定槽钢在楼面上用Φ12、Φ16圆钢，6米的槽钢设3个钢筋套环，距外墙边分别是0.2米处设一个Φ12钢筋套环，1.7米处设一个Φ16钢筋套环，3米处设一个Φ16钢筋套环，最后一个钢筋套环距槽钢边缘0.2米。

4.5米槽钢设2个钢筋套环，距外墙边缘分别是0.2米设一个Φ12钢筋套环，1.5米处设一个Φ16钢筋套环。

3米的槽钢设2个钢筋套环，距外墙边缘分别是0.2米处设一个Φ12钢筋套环，1.5米处设一个Φ16钢筋套环，立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.3米，外立杆距外墙面为1.2米，大横杆间距为1.5米，小横杆长度为1.5米。

每个主接点均设小横杆，脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用硬拉连接方式，小横杆Φ48*3.5mm钢管固定在内外立杆上，另一端固定在框架柱上。

悬挑梁架体按最大高度计算，即计算九层以上部分14.9＋1.5＝16.4米，按16.4米高架体对槽钢进行强度、刚度、稳定性等验算。

三、槽钢挑梁设计

1、槽钢挑梁荷载的取值与组合

计算高度H=16.4米，步距h＝1.5米，立杆纵横距La=1.5米，立杆横距Lb＝0.9米，外立杆至墙距Ld＝1.2米，内立杆至墙距L＝0.3米，内立杆至墙距Lc=0.3米.

钢管自重G=0.0377KN/m，拉杆、挡脚板自重G2=0.14KN/m,安全立网自重G3=0.0034KN/m2，安全平网自重G4＝0.00487KN/m2，装饰施工活荷载qk＝2KN/m2，木脚手板自重G5＝0.35KN/m2。

脚手架结构自重（包括立杆，纵、横水平杆、剪力撑、横向斜撑和扣件）查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）附表A—1得：

架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1394KN/m。

NG1K=H×Gk1=16.4×0.1394=2.28KN。

构配件自重：

外立杆、木脚手架（按三层考虑）

NG2K-1=3×La×Lb×0.3×103/2=3×1.5×0.9×0.3×103/2=607.55N

防护栏杆、挡脚板（按三层考虑）

NG2K-2＝3×La×G2×103=3×1.5×0.14×103=630.1N

安全网（平网按二层考虑）

NG2K-3=H×La×G3*103+2×La×Lb×G4×103/2

=16.4×1.5×0.0034×103+2×1.5×0.9×0.00487×103/2=90.3N

纵向横杆（搁置脚手板用按三层考虑）

NG2K4＝3×Lb×G1×103/2=3×0.9×0.0377×103/2=50.88N

计：

NG2K＝607.55＋630.1＋90.3＋50.88＝1378.83N

内立杆：

木脚手架（按三层考虑）

NG2K-1=（3×La×Lb×0.3×103/2＋3×La×0.3×0.3）×103＝1012.75N

纵向横杆（搁置脚手板,按三层考虑）

NG2K=（3×Lb×G1/2+3×LC×G1）×103

=（3×0.9×0.037）/2+3×0.3×0.0377）×103=90N

小计:

NG2K=1012.75+90=1102.75N.

施工均布活荷载:

外立杆NQK外=La×Lb×qK/2=1.5×0.9×2/2=1.35KN

内立杆NQK外=La×Lb×qK/2+2×La×Lb×qK=1.35+2×1.5×0.3×2＝3.15KN

垂直组合：

（不考虑风荷载）

外立杆N1=1.2×（NG1K+NG2K）+1.2×NQK外=1.2×（2.28+1.379）+1.2×1.35=6.01KN

内立杆N2=1.2×（NG1K+NG2K）+1.2×NQK内=1.2×（2.28+1.103）+1.2×

3.15=7.84KN

四、槽钢挑梁设计

本工程水平悬挑梁槽钢采用[160*63*6mm,长分为6m、4.5m、3m，取长3m在九层楼面上预埋1Ф12、1Ф16的圆钢对槽钢进行背焊固定。

（一）悬挑槽钢设计

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2002）规定进行下列计算与验算，

计算模型：

按照悬挑梁进行计算，验算悬挑梁时，不考虑钢丝绳的承载力，只作为附加安全保险。

查热轧普通槽钢GB/T707-1988得[16a截面特性

WX=108m3，IX=866m4，自重q=0.168KN/m

弹性模量：

E=206*103N/mm2，翼缘宽度b=63mm

翼缘平均厚度δ=6.5mm,高度h=160mm.

最大弯距：

Mmax=N1×1.2+N2×0.3+q×1.3/2

=6.01×1.2+7.84×0.3+0.168×1.3/2=9.67KN.m

1、强度验算

б＝Mmax/（γx×Wx）

γx－截面发展系数，对[形截面，查表得：

γx=0.9

Wx-对x轴的净距截面抵抗距，查表得：

Wx=108mm3

f-型钢的抗弯强度设计值，Q235钢取f＝215N/mm2

б＝M/W

б＝9.67×106/（0.9×108）＝99.48N/mm2<215N/mm2，

满足要求安全

2、整体稳定验算：

根据钢结构设计规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。

按附录一之

（二），本悬挑梁跨长1.2m，折算成简支梁，其跨度为2×1.2=2.4m,按下列公式计算整体稳定性系数ψ：

ψ＝（570bδ/L1×Η）×235/бs=〖570×63×6.5/（2400×160）〗×235/215=0.664

则悬挑梁弯曲应力为:

б=Mmax/（ψ×Wx）=9.67×106/（0.664×108）

=134.85N/mm2

满足要求安全

3、刚度验算：

ω＝N1（Lb+Lc）3/3EI+N2Lc2（Lb+Lc+100）×[3-Lc/（Lb+Lc+

100）]/6EI+q（Lb+Lc+100）4/8EI

N1、N2-作用于槽钢上的内、外立杆荷载（KN）

E-弹性模量，E=206*103N/mm2

I-钢材的抗弯强度设计值，Q235钢取f=215N/mm2

ω＝6.01×103（900+300）×3/3×206×103+7.84×103×300×2×（900+300+100）×[3-300/（900+300+100）]/6×206×103×215+0.168×（900+300+100）×4/8×206*103×215=1.63+0.656+0.24=2.526mm<1200/250＝4.8mm

满足要求安全

（二）[16a槽钢后部锚固钢筋设计

1、锚固钢筋的承载力验算：

锚固选用1Ф16圆钢预埋在楼面梁内，吊环承受的拉力为：

N3=Mmax/1.2=9.67/1.2=8.06KN

吊环承受的拉应力为:

б=N/A=8.06×103/3.4×64=37.04mm2<[б]=215N/mm2

满足要求安全

2、锚固钢筋的焊缝验算：

б＝F/（IW×δ）

F-作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值：

F=N3=8.06KN

IW－焊缝的计算长度，取IW＝30mm

δ－焊缝的计算厚度，取δ＝5mm

б=8060/30×5＝53.73N/mm2<[б]=160N/mm2

满足要求安全

综上所述,当挑梁采用[16槽钢时,其强度、挠度、稳定性均符合要求。

五、立杆稳定性计算

1、无风荷载时，立杆稳定性计算：

N/φA≤f

N－计算立杆最大垂直力设计值，取N=N2=7.84KN

φ－轴心受压构件的稳定性系数，根据长细比查（JGJ130-2001）附录C表C取值，根据第5.3.3条规定，立杆计算长度l0=KUh＝1.155*1.5*150＝260cm,长细比λ＝l0/i＝260/1.58＝164.556，查附录C，ƒ＝0.26

A-立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：

A＝489㎜2

立杆稳定性计算：

N/ƒA＝7840/0.26×489＝61.66N/mm2

符合要求安全

2、在风荷载作用下，立杆稳定性计算：

N/ƒA+MW/W≤f

MW—由风荷载设计值产生的弯矩。

按本规范（5.3.4）式计算；

W—钢管立杆的截面模量，查附录B表B：

W＝5.08cm3

由风荷载产生的弯距计算：

水平风荷载标准值ωK=0.7μz×μs*ωo

μz—风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）B类地区，脚手架最高处39.8m，查表得：

μz＝1.68；

μs—脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4规定采用，查表得：

敞开式脚手架的挡风面积为1.5×1.5×0.089＝0.2㎡，密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：

（1.5×1.5-0.2）×0.5+0.2＝1.225㎡

其综合挡风系数为φ＝1.47/（1.5×1.5）＝0.653

根据规范查表4.2.4背靠开洞墙满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3φ，即：

μs＝1.3×0.653＝0.849

ωo－基本风压，根据《建筑结构荷载规范》（GBJG）规定：

ωo＝0.45

ωK＝0.7×0.45×1.648×0.849＝0.441KN/㎡

由风荷载产生的弯矩计算

MW＝0.85×1.4×ωK×La×h×2/10

=0.85×1.4×0.441×1.5×1.5×2/10＝0.236KN·m

立杆稳定性计算

N/ƒA+MW/W＝43.8+0.236×106/5.08×103

＝90.26N/㎜2＜215N/㎜2

符合要求安全

六、连墙件设置

连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固，按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

要求设置，根据本工程实际情况，层高2.9m,柱子最大间距3.6m，所以隔层设拉结点，每个拉结点覆盖的面积2.9×2×3.6＝20.88㎡＜40㎡

符合要求。