悬挑阳台支撑方案.docx

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悬挑阳台支撑方案

一、编制依据

序号

规范、规程名称

规范、规程编号

1

建筑施工高处作业安全技术规范

JGJ80-xxx

2

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

JGJ130-2011

3

建筑施工安全检查标准

JGJ59-2011

4

高层建筑砼结构技术规范

JGJ3-2010

5

建筑机械使用安全技术规程

JGJ33-xxx

6

施工现场临时用电技术规范

JGJ46-2005

7

建筑结构荷载规范

GB5009-xxx

8

XXX工程施工组织设计

9

施工图纸

二、工程概况

XXXXX。

三、设计总体思路

本工程主楼二层开始有阳台，因裙楼部分尚未施工，阳台支撑无法落在裙楼顶板上。

为确保悬挑阳台施工安全，该悬挑阳台支撑体系采用悬挑工字钢，将钢管立在悬挑工字钢上进行悬挑支撑。

四、悬挑阳台支撑方案

在施工地下室顶板时，根据悬挑阳台所在的位置，按照间距1m进行当施工至地下室顶板位置时，在顶板上预埋马镫形预埋件（HPB300级20mm锚固钢筋）详下图，预埋件位置加设4Ф14的加强筋对楼板进行加强处理。

顶板混凝土施工完毕后，选用16#工字钢悬挑至顶层阳台外边缘正下方作为阳台下立杆支撑支座，工字钢横向间距为1m，纵向间距为1m，上面焊有150mm长的25mm钢筋小立柱，并套上立杆作为上二层悬挑阳台的支撑。

预埋锚固钢筋示意图

悬挑阳台支撑示意图

工字钢布置间距为1000mm，锚固段长度3000mm，悬挑段2000mm。

钢管支撑纵横间距1000mm设置，采用外径为Ø48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。

每层设置3道水平杆，水平杆与主楼内的架体连在一起，确保悬挑阳台的整体稳定性。

扫地杆距地200，架体搭设时采用立杆上加可调顶托，顶托上用方木（50×100mm）作为主龙骨的支撑体系，顶部水平杆距U托顶部不大于300。

五、质量保证注意事项

1、施工前，熟悉图纸，确保预埋件埋设位置准确。

2、搭设悬挑阳台支撑时，严禁集中堆放不必要的施工材料或重大荷载。

3、支撑搭设时，严格按照方案要求施工。

4、支撑搭设完毕后，报监理验收合格后方可进行下到工序施工。

六、计算书

6.1、参数信息

1.模板支架参数

横向间距或排距（m）:

1.00；纵距（m）:

1.00；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；模板支架搭设高度（m）:

4.90；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.5；板底支撑连接方式:

方木支撑；

立杆承重连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.75；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.500；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.500；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

3.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底支撑采用方木；

面板弹性模量E（N/mm2）:

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:

13；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；木方的间隔距离（mm）:

250.000；

木方弹性模量E（N/mm2）:

9000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方的截面宽度（mm）:

50.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

4.楼板参数

楼板的计算厚度（mm）:

100.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

6.2、模板面板计算

模板面板为受弯构件,按三跨连续梁对面板进行验算其抗弯强度和刚度

模板面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=100×1.82/6=54cm3；

I=100×1.83/12=48.6cm4；

模板面板的按照三跨连续梁计算。

面板计算简图

1、荷载计算

（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：

q1=25.5×0.1×1+0.5×1=3.05kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

q2=1×1=1kN/m；

2、强度计算

计算公式如下:

M=0.1ql2

其中：

q=1.2×3.05+1.4×1=5.06kN/m

最大弯矩M=0.1×5.06×2502=31625N·m；

面板最大应力计算值σ=M/W=31625/54000=0.586N/mm2；

面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

面板的最大应力计算值为0.586N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

3、挠度计算

挠度计算公式为

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

其中q=q1=3.05kN/m

面板最大挠度计算值ν=0.677×3.05×2504/（100×9500×48.6×104）=0.017mm；

面板最大允许挠度[ν]=250/250=1mm；

面板的最大挠度计算值0.017mm小于面板的最大允许挠度1mm,满足要求!

6.3、模板支撑方木的计算

方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=b×h2/6=5×10×10/6=83.33cm3；

I=b×h3/12=5×10×10×10/12=416.67cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算

（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：

q1=25.5×0.25×0.1+0.5×0.25=0.762kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN/m）：

q2=1×0.25=0.25kN/m；

2.强度验算

计算公式如下:

M=0.1ql2

均布荷载q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×0.762+1.4×0.25=1.265kN/m；

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.265×12=0.126kN·m；

方木最大应力计算值σ=M/W=0.126×106/83333.33=1.518N/mm2；

方木的抗弯强度设计值[f]=13.000N/mm2；

方木的最大应力计算值为1.518N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

3.抗剪验算

截面抗剪强度必须满足:

τ=3V/2bhn<[τ]

其中最大剪力:

V=0.6×1.265×1=0.759kN；

方木受剪应力计算值τ=3×0.759×103/（2×50×100）=0.228N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.4N/mm2；

方木的受剪应力计算值0.228N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2，满足要求!

4.挠度验算

计算公式如下:

ν=0.677ql4/（100EI）≤[ν]=l/250

均布荷载q=q1=0.762kN/m；

最大挠度计算值ν=0.677×0.762×10004/（100×9000×4166666.667）=0.138mm；

最大允许挠度[ν]=1000/250=4mm；

方木的最大挠度计算值0.138mm小于方木的最大允许挠度4mm,满足要求!

6.4、木方支撑钢管计算

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P＝1.518kN;

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.569kN·m；

最大变形Vmax=1.598mm；

最大支座力Qmax=6.641kN；

最大应力σ=569341.071/5080=112.075N/mm2；

支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值112.075N/mm2小于支撑钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度为1.598mm小于1000/150与10mm,满足要求!

6.5、扣件抗滑移的计算

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0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=6.641kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

6.6、模板支架立杆荷载设计值（轴力）

作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.138×4.9=0.678kN；

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.5×1×1=0.5kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.5×0.1×1×1=2.55kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.728kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1+2）×1×1=3kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算

N=1.2NG+1.4NQ=8.674kN；

6.7、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式:

σ=N/（φA）≤[f]

其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=8.674kN；

φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ--------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

按下式计算:

l0=h+2a=1.5+0.1×2=1.7m；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；

l0/i=1700/15.8=108；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=8673.792/（0.53×489）=33.468N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=33.468N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，建议按下式计算

l0=k1k2（h+2a）=1.167×1.003×（1.5+0.1×2）=1.99m；

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.167；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.7按照表2取值1.003；

Lo/i=1989.852/15.8=126；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.417；

钢管立杆的最大应力计算值；σ=8673.792/（0.417×489）=42.537N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=42.537N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

以上表参照杜荣军:

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

6.8、悬挑梁的受力计算

悬挑阳台支撑排距为1000mm，内排脚手架距离墙体800mm。

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。

受立杆集中荷载N=1.2NG+1.4NQ=8.674kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；

悬挑脚手架工字钢受力计算简图（kN）

悬挑支撑梁剪力图（kN）

悬挑支撑梁弯矩图（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：

R[1]=24.868kN；

R[2]=7.52kN；

最大弯矩Mmax=22.55kN·m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=22.55×106/（1.05×141000）+24.868×103/2610=162.93N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值162.93N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

6.9、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

σ=M/φbWx≤[f]

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：

查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得，φb=0.99

由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.79。

经过计算得到最大应力σ=22.55×106/（0.79×141000）=202.44N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=202.44N小于[f]=215N/mm2,满足要求!