紫祥园9#楼悬挑脚手架预审方案Word下载.docx
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保温工程
屋面采用EPS板保温层，外墙采用特种防火酚醛板保温层。
屋面工程
采用保温隔热防水屋面。
1.1.2结构概况
基础工程
本工程地基基础设计等级为乙级，采用梁板式筏形基础。
地基土类为强风化基岩，地基承载能力特征值为250KPa。
砼工程
基础垫层砼强度等级为C20；
地下室至六层的框架柱、剪力墙及边缘构件、剪力墙连梁部分砼强度等级为C35，抗渗等级P6；
其余部位砼强度等级C30。
钢筋工程
采用HPB300、HRB335、HRP400、HRB500、CRB550冷轧带肋五种级别的钢筋。
砌体工程
采用轻骨料砼小型空心砌块、全烧结陶粒保温、蒸压加气砼砌块、烧结空心砖和空心砌块、烧结多孔砖、烧结普通砖等作为二次结构用砌块，其相应砌块强度等级及所用砂浆要符合工程要求。
二、编制依据：
建设项目施工图纸、及现场情况
《建筑施工手册》
《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）
三、脚手架工程设计及搭设参数
本工程地下室至三层采用落地式双排钢管扣件式脚手架，搭设高度为15.4m;
四层到顶层采用悬挑式钢管脚手架，分三段悬挑，外挑长度为1.2m。
第一段从四层到九层，搭设高度为18m。
第二段从十层到十五层，搭设高度为18m，第三段从十六层到顶，搭设高度为15.1m。
悬挑架采用工字钢悬挑双排外脚手架，钢丝绳斜拉结构。
（见附图1）。
脚手架钢管选用φ48×
3.5无缝钢管；
外挑工字钢采用I18工字钢，长度4.0~9米；
固定工字钢在楼面上采用2φ18的圆钢拉环，分别距外墙边0.1和2.4m~4.5m。
脚手架立杆纵向间距为1.5m，横向间距为0.85m，内立杆距外墙0.45m，外立杆距外墙面为1.3m，大横杆间距为1.8m，小横杆间距不超过1.5m、长度为1.5m。
外侧立杆和外侧纵向水平杆以及剪刀撑采用黄白相间架管。
脚手架与建筑物的连墙拉杆水平距离4.5m，竖向距离为3.0m，连墙件采用φ48×
3.5钢管与预埋件刚性连接方式；
和φ48×
3.5钢管与砼柱打抱箍刚性连接。
卸荷钢丝绳吊点水平间距以2个立杆间距为准，既1.5×
2=3.0m。
钢丝绳张拉高度3.0m，吊点距墙面为1.3m，斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角a=3.0/1.3=2.3（见附图1）
悬挑架高3×
6=18m，按18m对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性验算。
四、外架设计
4.1、悬挑架计算（三、九、十五层）
荷栽的取值与组合
4.1.1计算基数:
计算高度H=18m步距h=1.8m
立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=0.85m
外立杆至墙距ld=1.3m内立杆至墙距lc=0.45m
查<
<
扣件式钢管脚手架安全技术规范>
>
（JGJ30—2011）
钢管自重G1=0.0384KN/m挡脚板自重G2=0.0132KN/m
安全网自重G3=0.034KN/m²
施工活荷载qk=3KN/m²
木脚手板自重G5=0.35KN/m²
4.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵，横，水平杆，剪刀撑，横向斜撑和扣件），查＜＜扣件式钢管脚手架安全技术规定＞＞（JGJ30--2011）附表A—1得：
每米立杆承受的结构自重标准值gk1=0.1248KN/m.
4.1.3构配件自重（包括脚手板，防护栏杆，挡脚板，密目安全网等）（１）外立杆
木脚手板：
（按4层考虑）:
NG2K-1=（4×
la×
lb×
0.35）×
103/2=3×
1.5×
1.05×
0.35×
103/2=1102.5N
栏杆：
（按10步架计，栏杆每步架一根）
NG2K-2=（10×
G1）×
10³
=（10×
0.0384）×
=576N
安全网:
NG2K-3=H×
G3×
=18×
0.0034×
=61.2N
挡脚板：
（按4道考虑）NG2K-5=4×
G2×
=3×
0.0132×
=79.2N
斜挑防护架:
4×
0.038＋1.5×
3×
0.35=1.8kN
合计：
NG2K外=3.62KN
（2）内立杆
①木脚手板
NG2K-1=（4×
/2+（4×
lc×
0.35）×
=（4×
=1.84N
NG2K内=3.66KN
4.1.4施工均布荷载
按规范要求取最大不利情况,按荷载最大结构脚手架考虑,即同时2层作业层施工:
外立杆:
NQK外=2×
qk/2=2×
0.85×
3/2=3.83KN
内力杆:
NQK内=2×
qk/2+2×
qk
=2×
3/2+2×
3=5.45KN
4.1.5垂直荷载组合
（1）外立杆:
N1=1.2×
（NG1K+NG2K外）+1.4×
NQK外
=1.2×
（0.1248×
18+3.62）+1.4×
3.83=12.75KN
（2）内力杆:
N2=1.2×
（NG1K+NG2K内）+1.4×
NQK内
18+3.66）+1.4×
5.45=14.71KN
4.2水平悬挑梁设计（三、九、十五层）
本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构,水平悬挑钢梁采用Ι18工字钢,长4.0m。
在各栋悬挑层面预埋φ18的圆钢环对工字钢进行固定,距外墙边0.1m。
根据<
钢结构设计规范>
（GB50017--2003）规定进行下列计算与验算。
计算模型:
计算时不考虑工字钢末端斜拉钢丝绳的作用,钢丝绳的承载力作为安全储备.
（1）Ι18工字钢截面特性:
Wx=185×
mm³
I=1660×
104mm4自重q=0.241KN/m
弹性模量E=206×
N/mm翼缘宽度b=94mm
翼缘平均厚度δ=10.7mm高度h=180mm
计算简图如下:
N1qN2
N3
EDCBA
50850450240050
水平悬挑梁计算简图
（2）最大弯距
Mmax=N1×
1.30+N2×
0.45+q×
1.55²
/2
=12.75×
1.3+14.71×
0.45+0.241×
1.35²
=23.41KN·
m
（3）强度验算
δ=Mmax/（γx×
Wx）<
f
γx—截面塑性发展系数,对Ι形截面,查表得:
γx=1.05;
Wx—对X轴的净截面的抵抗距,查表得:
Wx=185×
f—型钢的抗弯强度设计值,Q235钢,取f=215N/mm²
故δ=23.41×
106/（1.05×
185×
）=120N/mm²
f=215N/mm²
∴安全
（4）整体稳定验算
根据钢结构设计规范（GB50017---2003）的规定.轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题:
本悬挑梁跨长1.35米,按下列公式计算整体稳定系数φb:
φb=βb·
4320/λy2·
Ah/Wx[1+（λyt1/4.4h）2]1/2+ηb
βb=0.21+0.67ξ
ξ=L1t1/b1h=1300×
9.9/88×
160=0.914
βb=0.21+0.67ξ=0.21+0.67×
0.914=0.82
λy=L1/iy=1300÷
18.9=68.78
=0.89×
4320/68.782×
2610×
160/141000[1+（68.78×
9.9/4.4×
160）2]1/2×
235/215=3.09
因φb值超过0.6，需用φ/b代替
φ/b=1.07-0.282/3.09=0.98<
1.0φ/b值符合要求
则悬挑梁弯曲应力为:
δ=Mmax/（φ/b×
Wx）=23.41×
106/（0.98×
）
=129.1N/mm²
∴安全
（5）刚度验算:
ω=N1L³
/3EI+N2a²
（3L-a）/6EI
N1,N2作用于水平悬挑梁的外内立杆荷载（KN）
E—弹性模量E=206×
N/mm²
I—工字钢惯性距I=1660×
104mm4
ω=（12.75×
×
1300³
）/（3×
2.06×
105×
1660×
104）+[（14.71×
450²
）×
（3×
1300-450）]/（6×
104）
=3.1<
L/200=1500/200=7.5mm,满足要求.
（6）I18工字钢后部锚固钢筋设计
锚固钢筋的承载力验算:
锚固选用φ18圆钢环预埋在楼面板上,吊环承受的拉力为:
N3=Max/2.4=10.7KN
吊环承受的拉应力为:
б=N/A=10.7×
103/（2×
3.1415×
92）
=21.02N/mm2<
[б]=215N/mm2满足要求。
（7）验算钢丝绳抗拉强度：
3200
3000
N4
N1qN2
E
D
CBA
不考虑N3作用，取外伸部分作简支梁计算：
NE=（0.45N2+1.35N1+1.352q/2）/1.35=17.82KN
N4=17.82×
3.2/2.9=19.66KN
3.钢丝绳抗拉强度
按下式计算：
PX≤KPg/a
PX—钢丝绳的计算拉力
Pg—钢丝绳的钢丝破断拉力总和
a--考虑钢丝受力不均匀的钢丝破断拉力换算系数，查表得0.85
K—钢丝绳使用的安全系数，取K=3.5
Pg≥KPX/a=3.5×
19.66/0.85=80.97kN
如采用Ф14钢丝绳Pg＝101kN>
80.97kN所以安全。
（8）选择与钢丝配套使用的卡由已选Ф14钢丝绳，得出适用的卡环为14。
由结果可知，当挑梁采用I18工字钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求，为安全计算，本工程另设置钢丝绳拉索作为安全储备。
工字钢梁端挑出长度超过1.5m时，梁端用钢丝绳斜拉，钢丝绳为受力钢丝绳，计算如下：
MA=0
0.45N2+1.3N1+3.25N2+4.1q=NB
NB=（0.45+3.25）×
14.71+（1.3+4.1）×
12.75+4.1×
0.241/4.1=30.3KN
N4=30.3×
（4.12+62）1/2/3.0=36.7KN
选用钢丝绳：
3.5×
36.7/0.85=151KN
查建筑施工计算手册表13-4得：
Ф17.5mm6*37钢丝绳抗拉强度156KN
4.2、双排脚手架计算：
计算高度H=15.7m步距h=1.8m
立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=1.05m
外立杆至墙距ld=1.5m内立杆至墙距lc=0.45m
（JGJ30—2001）
施工活荷载qk=12KN/m²
脚手架结构自重：
qk1=0.1248Kn/
活荷载：
施工荷载Q1=3KN/m2（结构作业）
2、小横杆计算
（1）计算简图q
350A1050B
q=1.2×
1.5+1.4×
1.5=6.93KN/m
Mmax=qL2（1-a2/l2）2/8
=6.93×
1.052×
（1-2×
0.352/1.052）2/8=0.58KN.m
δ=Mmax/W=0.58×
106/（5.08×
103）=114.17N/mm2<
f=205N/mm2
（2）挠度验算
ω=qaL3/（24EI）×
[-1+4（a2/L2）+3（a3/L3）]
=6.93×
350×
10503/[-1+4×
3502/10502+3×
3503/10503]
24×
12.19×
104
=-2.07mm<
L/250=4.2mm
3.3、对纵向水平杆计算
（1）、计算简图
FFqFF
150015001500
集中力对纵向水平杆不产生弯距，由自重及栏杆，挡脚板自重产生弯距。
M=1.2qL2
=1.2×
1.52
=0.04KN.m
&
=M/W
=0.04×
103）
=7.87N/mm2,f=250N/mm2
V=KqL4/（100EI）
=0.66×
15004/（100×
=0.02mm<
f/250=6mm
4、立杆计算
考虑风载时，N/φA+Mw/W<
f
L0=kμh=1.155×
1.8=3.1
λ=l0/i=3100/15.8=196
查建筑施工扣件式脚手架安全技术规范表C
φ=0.189
Mw=0.85×
1.4ωk·
La·
h2/10
=0.85×
1.4×
1.82/10=0.2KN.m
NG=1.2×
15.7+0.034×
15.7＋0.0132×
3＋0.35×
3）＋0.85×
3=8.84KN
N/φA+Mw/W=8.84×
103/0.189×
4.89×
102+0.2×
106/5.08×
103
=130.7N/mm2<
立杆强度、稳定性符合要求
4.4、连墙件计算
连墙件采用钢管扣件刚性连接
Nl=Nlw+N0=1.4×
13.5+5=11.62KN＜8×
2=16kN
钢管连墙件上受力扣件上加设一个护扣。
4.5、十二层处悬挑梁计算
4.5.1计算基数:
计算高度H=7.5m步距h=1.8m
立杆纵距la=1.2m立杆横距lb=0.85m
结构荷载：
恒载：
LB1:
1.2×
0.791×
0.1×
24=2.28KN/m
XL3:
0.18×
0.55×
24=2.9KN/m
L1:
0.5×
（0.791+0.76）×
24=4.02KN
TB9:
（0.15×
0.76+0.167×
0.26）×
24=4.6KN/m
f活=1.4×
3.0KN/m2=4.2KN/m2
工字钢预设位置及最大受力位置如下图：
（2）1#、2#、3#立杆受力分析：
受力简图：
q1为LB1+XL3+f活=2.28+2.9+（0.89+0.62）×
4.2=11.52KN/m
fL1为L1荷载=4.02KN/m
1）、对N1取距：
1.22N2+1.8N3-11.52×
1.62/2-11.52×
0.22/2-4.6×
1.3×
0.95-4.02×
1.51=0
2）、对N3取距：
1.8N1+0.58N2-11.52×
1.8×
1.1-4.6×
0.29=0
3）、对N2取距：
1.22N1+0.58N3-11.52×
0.382/2-4.6×
0.382/2-4.02×
0.29-11.52×
1.422/2-4.6×
0.922/2=0
4）、N1+N2+N3=q1+qTB9+fL1=11.52×
1.8+4.6×
1.3+4.02
计算得：
N1=11.22KN
N2=16.3KN
N3=3.8KN
4.5.2脚手架结构自重（包括立杆、纵，横，水平杆，剪刀撑，横向斜撑和扣件），查＜＜扣件式钢管脚手架安全技术规定＞＞（JGJ30--2011）附表A—1得：
4.5.3构配件自重（包括脚手板，防护栏杆，挡脚板，密目安全网等）（１）外立杆
（按1层考虑）:
NG2K-1=（1×
1.865×
103/2=979N/m
（按2步架计，栏杆每步架一根）
NG2K-2=（2×
=（2×
=143N
=7.5×
=47N
（按1道考虑）NG2K-5=1×
=1×
=24N
4.5.4垂直荷载组合
悬挑梁受力简图：
（1）N5=N1+0.979×
1.35×
1.2=12.81KN
（2）N4=1.2×
（7.5×
0.1248+1.51×
0.0132+7.5×
1.51×
0.034+2×
0.0384+1.05×
1.51）=2.41KN
4.5.5水平悬挑梁设计
水平悬挑钢梁采用Ι18工字钢,长6.0m。
悬挑层面预埋φ18的圆钢环对工字钢进行固定,距外墙边0.1m。
Mmax=N5×
0.2+N2×
1.42+N3×
2.0+N4×
2.3
=12.81×
0.2+16.3×
1.42+3.8×
2.0+2.41×
2.3=38.85KN·
f—型钢的抗弯强度设计值,Q235钢,取f=235N/mm²
故δ=38.85×
）=200N/mm²
f=235N/mm²
∴结构安全
本悬挑梁跨长2.3米,按下列公式计算整体稳定系数φb:
ξ=L1t1/b1h=2300×
10.7/94×
180=1.45
1.45=1.18
λy=L1/iy=2300÷
20=115
=1.18×
4320/1152×
3060×
180/185000×
[1+（115×
10.7/4.4×
180）2]1/2+235/235=1.53
φ/b=1.07-0.282/1.53=0.94<
Wx）=38.85×
106/（0.94×
=223.4N/mm²
∴满足稳定要求。
ω=N4L³
/3EI+N3a3²
（3L-a3）/6EI+N2a2²
（3L-a2）/6EI+N5a5²
（3L-a5）/6EI
ω=2.4*2.33/3*206*0.166+3.8*0.32*（3*2.3-0.3）/6*206*0.166+16.3*0.882*（3*2.3-0.88/6*206*0.166）+12.8*2.12*（3-2.3-2.1）/6*206*0.166
=4.55mm<
L/200=2300/200=11.5mm,满足要求.
N3=Max/3.4=11.43KN
б=N/A=11.43×
=28.42N/mm2<
不考虑N8作用，取外伸部分作简支梁计算：
NE=（1.42N2+2.0N3+2.3N4+0.2N5）/2.3
=（1.42*16.3+2.0*3.8+2.3*2.4+0.2*12.8）/2.3=16.88KN
N4=16.88×
3.0/2.3=22.02KN
Pg≥KPX/a=
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