钢管落地脚手架悬挑防护棚搭设专项施工方案.docx
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钢管落地脚手架悬挑防护棚搭设专项施工方案
钢管落地脚手架悬挑防护棚搭设专项施工方案
第一节编制依据
悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。
第二节工程概况
xxxxxxx工程，工程建设地点，xxxxxx路，属于框架结构，地上六层，建筑高度24米，底层层高4.2米，标准层层高3.9米，总建筑面积15800㎡总工期450天。
本工程由xxxxxx建设xxxxxx有限责任公司设计，xxxxxx勘察院勘察，xxxxxx建设监理有限责任公司监理，xxxx建筑安装公司施工，由xxxxx承担项目经理，由xxxx承担技术负责人。
第三节脚手架防护选择
本工程考虑到施工工期、质量、安全及规范要求，故在选择方案时应充分考虑一下几点：
1、架体的结构悬挑防护棚搭设，力求做到结构安全可靠，造价经济合理。
2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。
3、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，便于检查验收。
4、综合以上几点，脚手架悬挑防护搭设，必须符合JGJ59-11检查标准要求。
第四节悬挑脚手架计算书
一、参数信息：
1、脚手架参数
双排脚手架搭设高度为24m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.6m，内排架距离墙长度为0.30m；
大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；
采用的钢管类型为Φ48×3.0；
横杆与立杆连接方式为单扣件；
连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.2m，水平间距4.5m，采用扣件连接；
连墙件连接方式为单扣件；
2、活荷载参数
施工均布置荷载（KN/㎡）:
3.000；脚手架用途：
结构脚手架；
同时施工层数：
2层；
3、风荷载参数
本工程地处湖南吉首市，基本风压0.3KN/㎡；
风荷载高度变化系数UZ，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数US为0.214；
4、静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值（KN/m）：
0.1345；
脚手板自重标准值（KN/㎡）：
0.300；栏杆挡脚板自重标准值（KN/m）：
0.000；
安全设施与安全网自重标准值（KN/㎡）：
0.005；脚手板铺设层数：
5层；
脚手板类别：
竹笆片脚手板；栏杆挡板类别：
无；
5、水平悬挑支撑管
悬挑水平钢梁采用Φ48×3钢管，其中建筑物外悬挑段长度3.8m,建筑物内锚固段长度1.2m。
锚固压点为扣件连接。
楼板混凝土标号为C25。
6、拉绳与支杆参数
钢丝绳安全系数为：
6.000；
钢丝绳与墙距离为（m）：
3.000；
悬挑水平钢管采用钢丝绳及钢管与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.2m。
二、大横杆的计算：
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，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。
将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.033KN/m；
脚手板的自重标准值：
P2=0.3×0.9（2+1）=0.09KN/m；
活荷载标准值：
Q=3×0.9/（2+1）=0.9KN/m；
静荷载的设计值：
q1=1.2×0.033+1.2×0.9=1.12KN/m；
活荷载的设计值：
q2=1.4×0.9=1.26KN/m；
2、强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯矩计算公式如下：
M1max=0.08q112+0.10q212
跨中最大弯距为M1max=0.08×1.12×52+0.10×1.47×52=0.361KNm；
支座最大弯距计算公式如下：
M2max=0.10q112-0.117q212
支座最大弯距为M2max=-0.10×1.12×52-0.117×1.47×52=-12.04KNm；
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=Ma×（8.23×106,12.04×106）/4490=84.324N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为σ=84.324N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！
3、挠度验算：
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：
Vmax=（0.677q114+0.990q214）/100E1
其中：
静荷载标准值：
q1=P1+P2=0.033+0.09=0.12KN/m；
活荷载标准值：
q2=Q=1.05KN/m；
最大挠度计算值为：
V=
0.677×0.12×15004/（100×2.06×105×107800）+0.990×0.9×15004/（100×2.06×105×107800）=1.971mm；
大横杆的最大挠度1.971mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！
三、小横杆的计算：
根据JgJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照筒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作为小横杆集中荷载，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=0.033×1.5=0.05KN；
脚手板的自重标准值：
P2=0.3×0.9×1.5/（2+1）=0.135KN；
活荷载标准值：
Q=3×0.9×1.5/（2+1）=1.35KN；
集中荷载的设计值：
P=1.2×（0.05+0.135）+1.4×1.35=2.122KN；
2、强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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=q12/8
Mqmax=1.2×0.033×0.92/8=0.005KNm；
集中荷载最大弯矩计算公式如下：
MPmax=P1/3
MPmax=2.122×0.9/3=0.637KNm；
最大弯矩M=Mqmax+Mqmax=0.864KNm；
最大应力计算值σ=M/W=0.864×106/4490=192.514N/mm2；
小横杆的最大弯曲应力σ=192.514N/mm2小于横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！
3、挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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=5q14/384E1
Vqmax=5×0.033×10504/（384×2.06×105×107800）=0.024mm；
大横杆传递荷载P=P1+P2+Q=0.05+0.158+1.575=1.782KN；
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=P1（312-412/9）/72E1
VPmax=1782.45×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105×107800）=3.298mm；
最大挠度和V=Vqmax+VPmax=0.024+3.298=3.322mm；
小横杆的最大挠度为3.322mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm，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，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00KN。
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8.00KN；
R—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
大横杆的自重标准值：
P1=0.033×5×2/2=0.17KN
小横杆的自重标准值：
P2=0.033×0.9=0.02KN
脚手板的自重标准值：
P3=0.3×0.9×1.5/2=0.203
活荷载标准值：
Q=3×0.9×1.5/2=2.025KN
荷载的设计值：
R=1.2×（0.017+0.02+0.203）+1.4×2.025=3.13KN；
R<8.00KN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！
五、脚手架立杆荷载的计算：
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，为0.1345KN/m
NG1=[0.1345+（1.50×2/2）×0.033/1.60]×24.00=3.977KN；
（2）脚手板的自重标准值：
采用竹笆片脚手板，标准值为0.3KN/㎡
NG2=0.3×5×1.5×（1.05+0.3）/2=1.519KN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用无，标准值为OKN/m
NG3=0×5×1.5/2=0KN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网：
0.005KN/㎡
NG4=0.005×1.5×24=0.18KN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.676KN
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值
NQ=3×1.05×1.5×2/2=4.725KN；
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.676+0.85×1.4×4.725=12.434KN；
六、立杆的稳定性计算：
风荷载标准值按照以下公式计算
WK=0.7UZUSωO
其中ωO—基本风压（KN/㎡），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
ωO=0.3KN/㎡；
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=0.74；
UZ—风荷载体型系数：
取值为0.214；
经计算得到，风荷载标准值为：
WK=0.7×0.3×0.74×0.214=0.033KN/㎡；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为：
MW=0.85×1.4WKLah2/10=0.85×1.4×0.033×1.5×1.62/10=0.015KNm；
考虑风荷载时，立杆稳定性计算公式
σ=N/（φA）+MW/W≤[f]
立杆的轴心压力设计值：
N=Nd=12.434KN；
计算立杆的截面回转半径：
i=1.59㎝；
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
K=1.155；
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.5；
计算长度，由公式10=Kuh确定：
10=2.772m；
长细比：
LO/i=174；
轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比10/i的结果表得到：
φ=0.235
立杆净截面面积：
A=4.24cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=4.49cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205N/㎜2；
σ=12433.95/（0.235×424）+15196.479/4490=128.173N/mm2；
立杆稳定性计算σ=128.173N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/㎜2，满足要求！
七、连墙件的计算：
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：
N1=N1W+NO
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算UZ=0.92，US=0.214，ωO=0.3，WK=0.7UZUSωO=0.7×0.92×0.214×0.3=0.041KN/㎡
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积AW=14.4㎡；
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（KN），NO=5.000KN；
风荷载产生的连墙件在好奇偶向力设计值（KN），按照下式计算：
N1W=1.4×WK×ＡＷ=0.834KN；
连墙件的轴向力设计值N1=N1W+NO=5.834KN；
连墙件承载力设计值按下式计算：
Nf=φA[f]
其中φ—轴心受压立杆的稳定系数；
由长细比1/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949,1为内排架距离墙的长度；
A=4.24㎝2；[f]=205N/㎜2；
连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487KN；
N1=5.834连墙件采用单扣件与墙件连接。
由以上计算得到N1=5.834小于单扣件的抗滑力8KN，满足要求！
八、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
RAH=ΣRUiCOSθi
其中RUiCOSθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：
RUI=19.498KN
九、选择6×19钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700Mpa，直径15.5㎜。
[Fg]=aFg/K
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），查表得Fg=152KN；
a—钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。
a=0.85；
K—钢丝绳使用安全系数。
K=6。
得到：
[Fg]=21.533KN>RU=19.498KN。
经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。
钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环强度计算
钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为N=RU=19.498KN
钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环的强度计算公式为
σ=N/A≤[f]
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；
所需要的钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环最小直径D=（19498×4/（3.142×50×2））1/2=15.8mm；
实际拉环选用直径D=16mm的HPB235的钢筋制作即可。
十、锚固段与楼板连接的计算：
1、水平钢管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：
h≥N/лd[fb]
其中N—锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=0.05KN；
d—楼板螺栓的直径，d=20㎜；
[fb]—楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.57N/㎜2；
[f]—钢材强度设计值，取215N/mm2；
h—楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于490838/（3.142×20×1.57）=0.505mm。
螺栓所能承受的最大拉力F=1/4×3.14×202×215×10-3=67.51KN
螺栓的轴向拉力N=0.05KN小于螺栓所能承受的最大拉力F=67051KN，满足要求！
2、水平钢管与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：
混凝土局部承压的拉力要满足公式：
N≤（b2-лd2/4）fcc
其中N—锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N=9.585KN；
d—楼板螺栓的直径，d=20㎜；
b—楼板内的螺栓锚板边长，b=5×d=100㎜；
fCC—混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fC=16.7N/㎜2；
经过计算得到公式右边等于161.75KN，大于锚固力N=9.59KN，楼板混凝土局部承压计算满足要求！
玉固5mmmm_________________________________________________________________________________________________________________________
普通型钢悬挑脚手架计算报审表
工程名称
职业中等专业学校综合实训楼
审核部位
悬挑脚手架防护棚
计算参数
计算双排脚手架，大横杆在上，搭设高度为12m，采用单立杆。
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.5m。
连墙件布置取两步两跨，竖向间距3m，水平间距3m，施工均布荷载3KN/㎡，同时施工2层，脚手板铺设2层，吉首市基本风压为0.3KN/㎡，悬挑长度为3.8m，锚固长度为1.2m，采用1道钢丝绳支撑及两道钢管斜拉支撑。
设计示意图
搭设材料
脚手架采用φ48×3.0钢管及可锻铸铁扣件搭设；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3m，水平间距3m，单扣件；脚手板采用竹笆片脚手板；悬挑钢管φ48×3；楼板混凝土强度等级C20；锚固压点压环钢筋直径20㎜；横杆与立杆连接采用单扣件。
材料检测参数
序号
审核要点
计算过程
结论
1
大横杆的
计算
大横杆的最大弯曲应力为
σ=84.324N/mm2<[f]=205N/㎜2
符合要求
大横杆的最大挠度为
V=1.971㎜<[V]=1500/150㎜且<10㎜
符合要求
2
小横杆的
计算
小横杆的最大弯曲应力
σ=192.514N/mm2<[f]=205N/㎜2
符合要求
小横杆的最大挠度为
V=3.322㎜<[V]=800/150=5.333且<10㎜
符合要求
3
扣件抗滑力的计算
单扣件实际抗滑承载力为8KN
扣件所受力R=3.13KN<8KN
符合要求
立杆稳定性计算（考虑风荷）
σ=128.73N/mm2<[f]=205N/㎜2
符合要求
4
立杆的稳定性计算
连墙件的设计
N1=5.834KN符合要求
5
连墙件的稳定性
单扣件实际抗滑承载力为8KN
扣件所受应力N1=5.834KN符合要求
6
悬挑梁的受力计算
水平支撑梁的最大应力计算值
σ=16.079N/mm2<[f]=215N/㎜2
符合要求
7
悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁的稳定性计算
σ=15.422<[f]=215N/㎜2
符合要求
8
拉绳的强度计算
[Fg]=17.425KN>RU=10.156KN，钢丝绳满足要求。
符合要求
钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环最小直径必须>1m
符合要求
结论
符合要求
审核人
总监理
工程师
编制人
审核时间
注：
此表数据来源于计算书，详细计算过程请查阅计算书。
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