悬挑式脚手架施工方案.doc

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1、悬挑式脚手架计算书编制： 审核： 批准： 某某苑21#楼某某年九月一日目 录脚手架计算书的编制依据31、依据规范32、主要参考文献3参数信息31、脚手架参数32、永久荷载参数43、可变荷载参数44、风荷载参数45、水平悬挑支撑梁46、拉绳参数5横向水平杆（小横杆）计算51、抗弯强度计算62、变形计算7纵向水平杆(大横杆)计算7扣件的抗滑承载力计算8计算立杆段轴向力设计值N9立杆的稳定性计算10连墙件计算13脚手架上水平风荷载标准值k13求连墙件轴向力设计值Nl13连墙件稳定计算13抗滑承载力计算14悬挑梁的受力计算15悬挑梁的整体稳定性计算17悬挑梁钢丝绳的受力计算18水平梁锚固段与楼板连接的

2、计算19 脚手架计算书的编制依据1、依据规范1. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)。2. 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）。3. 钢结构设计规范（GB50017-2003）4. 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）5. 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)2、主要参考文献建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算主编：刘群建书施工安全设施计算软件参数信息1、脚手架参数脚手架排数：双排脚手架；钢管类型：483.0脚手架搭设高度H(m)：17.4脚手架步距h(m)：1.5；立杆纵距la(m)：1.5；立杆横距lb(m)：1脚手架内排距墙

3、(m)：0.3；小横杆计算外伸长度a1(m)：0.3；小横杆间距S(m)：1.5大小横杆的布置方法：小横杆在大横杆上面(北方作法)横杆与立杆的连接方式：单扣件；连墙件布置：二步三跨；连接方式：双扣件2、永久荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值gk(kN/m2):0.1394；脚手板类别:；脚手板自重标准值QP1(kN/m2):0.15；脚手板铺设层数:2层； 栏杆挡板类别:木脚手板 ；栏杆挡脚板自重标准值QP2 (kN/m2):0.14；安全设施与安全网QP3(kN/m2):0.005 每米脚手架钢管自重标准值(kg/m):3.33；3、可变荷载参数施工均布活荷载标准值QK(kN/m2):3；

4、脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数: 1层；4、风荷载参数本工程地处山东省济宁市，基本风压wO (kN/m2):0.4；5、水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.4米，建筑物内锚固段长度2.5米。与楼板连接的螺栓直径(mm):20；楼板混凝土标号:C30；6、拉绳参数悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结。钢丝绳与建筑物的水平距离是:1.3m;钢丝绳与建筑楼板的垂直距离是:2.9m;钢丝绳安全系数为:6;横向水平杆（小横杆）计算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第6.2.2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均

5、应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是：脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆如图：横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1、抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值：qk=(QK+QP1)S=(3+0.15)1.5=4.73 kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4QKS+1.2QP1S=1.431.5+1.20.151.5=6.57 kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算

6、弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载）。最大弯矩：Mmax=qlb2=6.5712=0.821kNm884、钢管载面模量W=4.49cm35、Q235钢抗弯强度设计值，查规范表5.1.6得表f=205N/mm26、按规范中公式（5.2.1）计算抗弯强度=Mmax=0.821106=182.85N/mm2205N/mm2W4.491037、结论：满足要求2、变形计算1、钢材弹性模量：查规范表5.1.6得E2.06105N/mm22、钢管惯性矩I10.78cm43、容许挠度：查规范表5.1.8，得=l/150与10mm4、按规范中公式（5.2.3）验算挠度=5qklb4

7、=54.7310004=2.8mm10006.7与10mm384EI3842.0610510.781041505、结论：满足要求纵向水平杆(大横杆)计算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图： 不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：F=0.5qlb(1+a1)2=0.56.571(1+0.3)2=5.55kNlb1由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1)2=0.54.731(1+0.3)2=4kNlb1扣件的抗滑承载力计算1. 直角扣件，旋转扣件抗滑承载力设计值=8kN。横杆与立杆连接方式采用:单扣件Rc= 8kN。2. 纵向水平

8、杆通过扣件传给立杆竖向力设计值：R=F=5.55kNRc3. 结论：满足要求计算立杆段轴向力设计值N立杆稳定性计算部位取脚手架底部。1.脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=17.40.1394=2.43kNHs脚手架高度gk每米立杆承受的结构自重2.构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5(lb+a1)laQp1+Qp2la+laHQp3=0.5(1+0.3)1.520.15+0.141.52+1.517.40.005=0.843kNlb立杆横距；a1小横杆外伸长度；la立杆纵距；Qp1脚手板自重标准值；Qp2脚手板挡板自重标准值；Qp3密目式安全立网自重标准值；H脚手架高

9、度；3.施工荷载标准值产生的轴向力总和NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5(1+0.3)1.531=2.93kNQk施工均布荷载标准值；4.组合风荷载时立杆轴向力NN=1.2(NG1K+NG2K)+0.851.4NQk=1.2(2.43+0.843)+0.851.42.93=7.41kN5.不组合风荷载时立杆轴向力NN=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQk=1.2(2.43+0.843)+1.42.93=8.03kN立杆的稳定性计算立杆稳定性的计算部位选择脚手架底部。组合风荷载时，由规范公式5.3.1-2N+Mwf验算立杆稳定性jAWN计算立杆段的轴向力设计值；j轴心受压构件的稳

10、定系数，应根据长细比由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)附表C取值；f钢材的抗压强度设计值；A立杆的截面面积；W截面模量；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；Mw=0.851.4Mwk=0.851.4klah210规范公式4.2.3，k=0.7zs0，Mwk风荷载标准值产生的弯矩； k风荷载标准值la立杆纵距；h步距；0基本风压；z风压高度变化系数，按现行国家标准建筑结构荷载规范（GBJ 9）规定采用,地面粗糙度类别为地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。,脚手架高度9.0m, z取0.74；s脚手架风荷载体型系数, 根据规范4.2.4条，封闭脚手架,背靠建筑物

11、为敞开,框架或开洞墙,风荷载体型系数s=1.3f=1.30.8=1.040, f挡风系数；风荷载产生的弯曲压应力：w=Mw=0.851.40.7zs0lah2W10Ww=0.851.40.70.741.0400.41.51.52106=19.3 N/mm2104.49103计算长细比：=l0il0计算长度，l0=kh；i截面回转半径；k计算长度附加系数，其值取1.155；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，应按规范表5.3.3采用；立杆横距lb=1m，连墙件布置二步三跨，查规范表5.3.3得=1.5.h步距,1.5m=kh=1.1551.5150.0=163i1.59根据的值，查规范附录

12、C表C得轴心受压构件的稳定系数j=0.265。组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-2验算：N+Mw=7.41103+19.3=85.249N/mm2 f=205N/mm2jAW0.265424结论:满足要求!。不组合风荷载时,立杆的稳定性计算按规范公式5.3.1-1验算:N=8.03103=71.47N/mm2 N(组合风荷载)+Mw现象jAjAW连墙件计算脚手架上水平风荷载标准值k由规范公式4.2.3得k=0.7zs0连墙件均匀布置，受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位，计算按21.4m考虑，地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数z=1.0脚手架风荷载体型

13、系数s=1.3j=1.30.8=1.040k=0.71.01.0400.4=0.29kN/m2求连墙件轴向力设计值NlNl=Nlw+N0=1.4wkAw+5=1.40.2921.531.5+5=10.48kNNlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值；N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架N0=5kN；连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lH=0.3m，因此长细比=lH=30.0=19 =150i1.59根据值，查规范附录表C，j=0.949,Nl=10.48103=26.05N/

14、mm2 205N/mm2jA0.949424满足要求!。抗滑承载力计算直角扣件抗滑承载力计值Rc=8kN连墙件连接方式为双扣件,2*Rc=16kN。Nl=10.48kN 16.0kNkN满足要求!悬挑梁的受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。本方案中，脚手架排距为1m，内排脚手架距离墙体0.3m，钢丝绳拉结点距离墙体为1.3m，水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660.0cm4，截面抵抗矩W =185.0cm3，截面积A = 30.6cm2。受脚手架集中荷载 P=8.03kN；水平钢梁自重荷载 q=1.230.60.000178.500 = 0.288 kN/m； 计算简图(kN)

15、kN.m 水平悬挑梁弯矩图(kN.m) 水平悬挑梁剪力图(kN)经过连续梁的计算得到：支座反力从左到右各支座力分别为：N1=9.539kNN2=7.576kNN3=0.068kNMmax=1.335kN.mMmax=；最大变形 Vmax=0.051mm,在第1跨.抗弯强度计算：水平悬挑梁的抗弯强度设计值f (N/mm2) = 205N/mm2；水平悬挑梁的弯曲应力按下式计算：MmaxN=1.3351064.276103=8.270 0.6的时候，根据钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B.12式jb =1.070.282=0.929jb最终取jb0.9292、整体稳定验算根据钢结构设

16、计规范(GB50017-2003)4.2.2式，整体稳定验算应按下式计算：=M f jbW=1.335106=7.768 205N/mm20.929185.0103M绕强轴作用的最大弯矩W按受压纤维确定的梁毛截面模量结论：满足要求!悬挑梁钢丝绳的受力计算1.钢丝绳的轴力计算sina =Lh=2.9=0.913L12+Lh21.3 2 +2.9 2钢丝绳的轴力按下式计算：Ru=RA=9.539=10.448KNsina0.913 2.钢丝绳的容许拉力按照下式计算：Fg=FgKFg- 钢丝绳容许拉力(kN);Fg- 钢丝绳最小破断拉力(kN)；K-钢丝绳安全系数钢丝绳最小破断拉力：FgFg K=1

17、0.4486=62.7KN依据规范GB/T 20118-2006 一般用途钢丝绳，钢丝绳选择619,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于12mm,其破断拉力为：73.8KN。3、钢丝拉绳的拉环强度计算钢丝拉绳的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为10.448KN。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为=NN f Ad24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=N4=10448.0004=10mmf3.1415125所需要的钢丝拉绳的拉环最小直径为10mm。水平梁锚固段与楼板连接的计算1、水平钢梁与楼板压点如

18、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均按不设钢丝绳时计算，经计算RC=4.891kN； 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为：=NN f A2d24其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-200210.9.8条规定：吊环应采用HPB235级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上，在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/ mm2。取f = 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径d=N4=4891.0004=7.89mm2f23.14155

19、0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。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：楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度h计算公式:hNdft其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N =4.891kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 20mm ft - 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，按照混凝土结构设计规范GB50010-2002表4.1.4，计算中取1.43N/mm2；hN=4891.000=54.44mmdft3.1415201.43经过计算得到楼板螺栓锚固深度 h 要大于54.44mm。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：N(b2d2)fcc4 其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N =7.576kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 20mm； b - 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=520=100mm； fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值，砼标号为：C30，按照混凝土结构设计规范GB50010-2002表4.1.4，计算中取0.950fc=0.9514.313.59N/mm2；(b2d2)fcc=(10023.1415202)13.59=131.63kN44N=7.576KN 131.63KN结论：楼板混凝土局部承压计算满足要求!。