幕墙脚手架工程专项技术方案设计Word文档格式.docx

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3）必须对脚手架设计（足够数量）的连墙点和连墙点构造作出设计。

对不能设置的点位，应采取适当位移或其它弥补措施解决。

4）按确保施工作业和现场安全的要求，确定脚手架外围表面、作业层、进出口、通道、现场以及特殊作业条件下的安全防（围）护措施。

三、落地式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规X》（JGJ130-2001）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为46.5米，立杆：

下面16.5米采用双立管，上面30米采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为

48×

3.2，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.0米。

施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共满铺。

一）大横杆的计算:

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。

按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.150×

1.050/3=0.052kN/m

活荷载标准值Q=2.000×

1.050/3=0.700kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×

0.038+1.2×

0.052=0.109kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×

0.700=0.980kN/m

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×

0.109+0.10×

0.980）×

1.5002=0.240kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×

0.109+0.117×

1.5002=-0.283kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.283×

106/5080.0=55.616N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

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:

静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m=0.091N/mm

活荷载标准值q2=0.700kN/m=0.700N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×

0.091+0.990×

0.700）×

103×

1500.04/（100×

2.06×

105×

121900.0）

=1.521mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

二）小横杆的计算:

小横杆按照简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，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=0.038×

1.500=0.058kN

1.050×

1.500/3=0.079kN

1.500/3=1.050kN

荷载的计算值P=1.2×

0.058+1.2×

0.079+1.4×

1.050=1.634kN

小横杆计算简图

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=（1.2×

0.038）×

1.0502/8+1.634×

1.050/3=0.578kN.m

=0.578×

106/5080.0=113.803N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×

0.038×

1050.004/（384×

2.060×

121900.000）=0.02mm

集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.050=1.186kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1186.350×

1050.0×

（3×

1050.02-4×

1050.02/9）/（72×

=1.941mm

最大挠度和

V=V1+V2=1.965mm

L1050

小横杆的最大挠度<

==7mm

150150

<

10mm

满足要求!

三）扣件抗滑力的计算:

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X5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

横杆的自重标准值P1=2×

1.5×

1/2=0.057kN

1.500/2=0.118kN

1.500/2=1.575kN

荷载的计算值R=1.2×

0.040+1.2×

0.118+1.4×

1.575=2.395kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

四）脚手架荷载标准值:

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（kN/m）；

0.1248kN/m

NG1=0.125×

25.000=3.120kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；

本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2=0.150×

4×

1.500×

（1.050+0.200）/2=0.563kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；

本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.150×

4/2=0.450kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；

0.005

NG4=0.005×

25.000=0.187kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.320kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，、外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=2.000×

2×

1.050/2

=3.150kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规X》（GB50009-2001）的规定采用：

W0=0.450

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规X》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=1.200

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×

0.450×

1.250×

1.200

=0.472kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×

1.4NQ

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×

1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

五）立杆的稳定性计算:

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=9.59kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；

k——计算长度附加系数，取1.155；

u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.08cm2；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

经计算得到

=105.61

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=8.93kN；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；

k——计算长度附加系数，取1.155；

u——计算长度系数，由脚手架的高度确定；

u=1.50

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.273kN.m；

=152.12

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

六）最大搭设高度的计算:

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.200kN；

NQ——活荷载标准值，NQ=3.150kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.125kN/m；

经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=85.292米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000米。

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.200kN；

Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.230kN.m；

经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=57.078米。

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000米。

七）连墙件的计算:

1、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×

wk×

Aw

Wk=0.7MzMs·

W0

Mz取1.0（根据JG0-2001、JGJ84-2001）P.62第4.2.3条取

=0.7×

1.0×

0.57×

0.30KN/m2=0.12KN/m2

式中：

Mz=1.0（C类地面，落地脚手架高50m计）

ψ=1.2An/Aw=1.2×

0.368=0.442

挡风系数

经计算An/Aw=0.368

An为挡风面积

Aw为迎风面积

Ms=1.3ψ=1.3×

0.442=0.57

Nlw=1.4wkAw（每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积）

Aw=3La×

2h

=3×

1.8=16.2m2

Nlw=1.4×

0.12×

16.2=2.7KN

No=5.000

经计算得到Nlw=2.7kN，连墙件轴向力计算值Nl=Nlw+No=2.7+5.0=7.7kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=20.00/1.58的结果查表得到

=0.97；

A=4.89cm2；

[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=0.97×

4.89×

102×

205×

10-3=97.23kN

Nf>

Nl，连墙件的设计计算满足要求（抗压满足）!

2、连墙件采用扣件与墙体连接的抗滑移承载力验算。

经过计算得到Nl=7.7kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!

八）立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

其中p——立杆基础底面的平均压力（N/mm2），p=N/A；

p=38.38

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；

N=9.59

A——基础底面面积（m2）；

A=0.25

fg——地基承载力设计值（N/mm2）；

fg=68.00

地基承载力设计值应按下式计算

fg=kc×

fgk

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；

kc=0.40

fgk——地基承载力标准值；

fgk=170.00

地基承载力的计算满足要求!

四、悬挑式脚手架设计

结合本工程主楼的实际情况，3#、5#楼落地式脚手架搭设至13层。

13层以下为落地式脚手架（搭在地下室顶板上，地下室顶板标高为-0.70m，板厚为200㎜），14层楼面开始悬挑，高度为17.250m，分2次悬挑，步距为1.8m。

第一次悬挑从14层楼面（楼面标高为44.73m）悬挑至19层楼面（61.980m），共10步；

第二次悬挑从19层楼面（61.980m）悬挑至屋顶（79.35m）,共10步。

采用16号槽钢用锚筋锚入楼板中，较好地满足了本工程的施工要求。

悬挑脚手架示意图如下:

（附后）

五、悬挑式扣件钢管脚手架计算书

（一）悬挑脚手架搭设位置示意，相应计算简图：

双排悬挑脚手架搭设高度为20m，立杆为单立管。

搭设尺寸：

立杆纵距为1.50m；

立杆横距为1.05m，步距1.80m。

连墙件为2步3跨（即竖向间距为3.60m，水平间距为4.50m）施工均布荷载为3.0KN/m2，同时施工2层，脚手板共铺7层。

悬挑水平钢梁采用16#槽钢，悬挑段长度为1.50～1.55m（其中50mm为构造端长度）。

Q235工16#槽钢截面特性

H=160mm，b=88mm,tw=6.0mm

T=9.9mm,A=26.11cm2

G=20.50Kg/m,R=8.0mm

Ix=1127cm4,

x=140.9cm3

Sx=80.8cm3,iy=1.89cm

（二）荷载及内力计算

荷载计算：

1、φ48×

3.5mm钢管脚手架每米立杆的结构自重标准值gk=0.1248KN/m

立杆自重：

NG1K=0.1248×

24=2.995KN≈3.00KN

2、脚手板自重：

NG2K=0.35KN/m2×

1.5m×

（1.05+0.25）×

1/2×

8（排）=2.73KN

3、栏板、档脚板自重：

NG3K=0.14KN/m2×

8（排）=1.09KN

4、安全网（含立网、平网）：

NG4K=0.128KN/层×

7层=0.90KN

5、纵向水平杆自重：

NG5K=0.0384KN/m×

16根（含纵向扫地杆）=0.92KN

6、施工荷载（按结构脚手架）：

NQK=3KN/m2×

2层同时施工=5.85KN

立杆作用于悬挑槽钢上的集中力标准值PK=PGK+PQK

PGK=NG1K+NG2K+NG3K+NG4K+NG5K

=3.00+2.73+1.09+0.90+0.92=8.64KN

PQK=NQK=5.85

Pk=8.64+5.85=14.49KN

P=1.2PGK+1.4PQK

=1.2×

8.64+1.4×

5.85=10.37+8.19=18.56KN

内力计算：

Mmax=P（0.25+1.30）+1/2×

0.205×

1.52=18.56×

1.55+0.23

=28.77+0.23=29KN·

m

Vmax=2P+0.205KN×

1.5=37.12+0.31=37.43KN

（三）强度验算：

抗弯强度：

Mmax29×

106

σ===196N/mm2<

f=215N/mm2（满足）

γx

x1.05×

140.9×

103

抗剪强度：

VmaxS37.43×

80.8×

τ===44.7N/mm2<

fV=125N/mm2（满足）

Itw1127×

104×

6.0

（四）整体稳定性验算：

由GB50017-2003钢结构设计规X附录（B-1-1）式：

4320Ahλytl2235

∮b=βb·

1++ηb

λ2y

x4.4hfy

ηb=0

λy=L1/iy=130/1.89=68.8

由ξ计算βb

L1t1300×

9.9

ξ===0.914>

0.6

bh88×

160

<

1.24

βb=0.21+0.67ξ=0.21+0.67×

0.914=0.822

432026.11×

16068.8×

9.92

∮b=0.822×

×

1++0

68.82140.9×

1034.4×

160

=2.224×

1.391=3.094>

0.2820.282

∮ˊb=1.07-=1.07-=1.07-0.09=0.98

∮b3.094

Mmax29×

σ===210N/mm2<

f=215N/mm

∮ˊb

x0.98×

整体稳定性满足要求。

（五）正常使用极限状态验算（挠度计算）：

E=206×

103N/mm2

Ix=1127cm4

f=fpk1+fpk2+fgk

Pk1b12（3a1+2b1）14.49×

2502×

1250+2×

250）

fpk1===0.276mm

6EI6×

206×

1127×

104

Pk2b22（3a2+2b2）14.49×

13002×

200+2×

1300）

Fpk2===5.63mm

6EI6×

PkL40.205×

15004

fgk===0.00056≈0

8EI8×

L2×

1500

f=0.276+5.63+0=5.91mm<

==7.5mm

400400

满足正常使用极限状态要求

结论：

经计算用16#槽钢做挑梁，满足两个极限状态的要求。

（六）挑梁倾覆计算：

1、倾覆力矩：

M倾=29KN·

2、抗倾覆力矩：

由预埋在楼面内的两道抱箍对倾覆转动点产生的抗倾覆力矩为：

（4φ14，fy=210N/mm2,As=615mm2）

M抗=fyAs×

1.275m=210×

615×

10-3×

1.275=164.7KN·

M抗164.7

==5.68>

1.5（安全）

M倾29

3、抱筋拉力螺杆计算（d=14mm）

Л132Л132

Ae=（d-

）=（14-

2）=115.4mm2

424424