景帝苑悬挑脚手架设计书.doc

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悬挑外脚手架施工方案

一、工程概况

二、脚手架工程设计及搭设参数

本工程二层以下采用全封闭双排外落地脚手架，二层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架，计划在二层平面设工字钢悬挑并钢丝绳斜拉结构。

脚手架钢管选用ф48×3.5；外挑槽钢采用I10，长度约为2.9米（阳台为2.9米加阳台宽度）；固定工字钢在楼面上用2ф14的螺纹钢筋。

立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.35m，外立杆距外墙面为1.4米，大横杆间距为1.5米，小横杆长度为1.5米。

脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用拉筋和顶撑配合使用的刚性连接方式:

拉筋用ф6.5钢筋，顶撑用ф48×3.5钢管，或者采用ф48×3.5钢管固定在内立杆上，每个节点采用三个直角（旋转）扣件。

悬挑架高10×2.9米=29米,再上女儿墙1.3米及高出女儿墙1.2米,总计:

29+1.3+1.2＝31.5米,故按31.5米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。

三、悬挑架的荷载取值及简支梁设计

3.1悬挑架荷载的取值与组合

3.1.1计算基数：

计算高度H=31.5m步距h=1.5m

立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=1.05m

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）：

钢管自重G1=0.0384KN/m挡脚板自重G2=0.0262KN/m

安全立网自重G3=0.0034KN/m2安全平网自重G4=0.00487KN/m2

外立杆至墙距ld=1.40m主体施工活荷载qk=3KN/m2

内立杆至墙距lc=0.35m

3.1.2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范》（JGJ30—2001）附表A-1得：

架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1394KN/m

NG1K=H×gk1=31.5×0.1394=4.3911KN

3.1.3构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等）

⑴外立杆

①竹串片板按一层考虑，单位荷重按0.35kN/m2计：

NG2K-1=1×la×lb×0.35×103

=1×1.05×1.5×0.35×103=551.25N

②栏杆、挡脚板（挡脚板按一层考虑，栏杆每步架1根）

NG2K-2=1×la×G1+18×G2×103

=（1×1.5×0.0384+18×0.0262）×103=529.2N

③安全网（立网、平网）

NG2K-3=H×la×G3×103+4×la×lb×G4×103=22.2×1.5×0.01×103=191.33N

④合计

NG2K=551.25+529.2+191.33=1271.78N

⑵内立杆

①竹串片板按一层考虑

NG2K-1=1×la×lb×0.35×103+1×la×lc×0.35×103

=（1×1.05×1.5×0.35+1×1.5×0.35×0.35）×103

=735N

②安全栏杆

NG2K-2=18×0.0262×103=471.6N

③安全网（平网）

NG2k-3=4×la×lb×G4×103=30.681N

合计

NG2K=735+471.6+30.681=1237.3N

3.1.4施工均布活荷载

按主体施工阶段一层施工考虑：

外立杆NQK外=1×la×lb×qk/2=1×1.5×1.05×3/2=2.3625kN

内立杆NQK内=1×la×lb×qk/2+1×la×lc×qk

=2.3625+0.3×1.5×0.35×3

=3.9375kN

3.1.5垂直荷载组合

⑴外立杆

N1=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK外

=1.2×（4.3911+1.27178）+1.4×2.3625

=10.103kN

⑵内立杆

N2=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK内

=1.2×（4.3911+1.2373）+1.4×3.9375

=12.27kN

3.2简支梁设计

本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用I10钢，长2.9m（局部4.4m），二层楼面上分别在A点、B点预埋16的圆钢，A点为全封闭，B点为敞开口。

根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算：

计算模型：

按简支梁考虑

⑴I10钢截面特性

Wx=49×103mm3,I=245×104mm4,自重q=0.1126kN/m，弹性模量E=206×103N/mm2，翼缘宽度b=68mm，翼缘平均厚度δ=7.6mm，高度h=100mm。

⑵最大弯矩

Mmax=N2×lb×lC／（lb+lC）+1／16×q（lb+lC）2

=12.27×1.05×0.35／1.4+1／16×0.1126×1.42=3.3KN·m

⑶强度验算

σ=Mmax/（γx×Wx）

γx----截面发展系数，对I形截面，查表得：

γx=1.05；

Wx----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：

Wx=49×103mm3。

f----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

σ=3.3×106/（1.05×49×103）=64.14N/mm2＜f=215N/mm2

∴安全。

⑷整体稳定验算

根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。

按附录一之

（二），本间支梁跨长1.4米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：

ψ=（570bδ/l1h）·235/σs

=[570×68×7.6/（1400×100）]×235/215=2.3

则间支梁梁弯曲应力为：

σ=Mmax/（Ψ×Wx）

=3.3×106/（2.3×49×103）=29.3N/mm2＜f=215N/mm2

∴安全。

⑸刚度验算

ω=N2lb/9EIl×[（lb2+2lClb）3/3]1/2+5ql4/384EI

N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）；

E----弹性模量，E=206×103N/mm2。

I----钢材的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

ω<10mm，满足要求。

⑹I10钢后部锚固钢筋设计

①锚固钢筋的焊缝验算

σ=F1/（lW·δ）

F1----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F1=6.4kN；

lW----焊缝的计算长度，取lW=30-10=20mm。

δ----焊缝的计算厚度，取8mm。

σ=6.4×103/（20×8）=40N/mm2＜[σ]=160N/mm2

∴满足要求。

⑺由计算结果可知，当挑梁采用I10钢时，其强度、挠度、稳定性均

符合要求。

四、斜拉钢丝绳计算

选用9.0（7∮3.0）钢绞线

根据计算得：

F=14.6KN

F/s=14.6×103/3.14×32=516<1670

满足要求

挂勾钢筋采用螺纹16钢筋

F/s＝14.6×103/3.14×82＝72<310

满足要求

四、立杆稳定性计算

4.1无风荷载时，立杆稳定性计算：

N/（∮A）≤f

N——计算立杆最大垂直力设计值，取N=N2=12.27kN；

∮——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ查（JGJ130—2001）附

录C表C取值；

根据第5.3.3条规定：

立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×150=260cm

长细比：

λ=l0/i（钢管回转半径）=260/1.58=164.556，

查附录C，∮=0.260

A——立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：

A=489mm2

立杆稳定性计算：

N/（∮A）=12270/（0.26×489）=96.51N/mm2

4.2在风荷载作用下，立杆稳定性计算：

N/（∮A）+MW/W≤f

MW——由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算；

W——钢管立杆的截面模量，查附录B表B：

W=5.08cm3；

⑴由风荷载产生的弯矩计算

①水平风荷载标准值

ωk=0.7μz·μs·ω0

μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）：

B类地区，脚手架最高处36.90m，查表得：

μz=1.5166；

μs——脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4规定采用：

查表得：

敞开式脚手架的挡风面积为1.5×1.5×0.095=0.21375m2

密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，

脚手架综合挡风面积为：

（1.5×1.5-0.21375）×0.5+0.21375=1.231875m2

其综合挡风系数为∮=1.231875/（1.5×1.5）=0.5475

查规范表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数

为1.3∮，即：

μs=1.3×0.5475=0.71175；

ω0——基本风压。

根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定：

ω0=0.45。

ωk=0.7×0.45×1.5166×0.71175=0.34KN/m2

②由风荷载产生的弯矩计算

MW=0.85×1.4×ωklah2/10=0.85×1.4×0.34×1.5×1.52/10

=0.1366KN.m

⑵立杆稳定性计算

N/（∮A）+MW/W=12270/（0.26×489）+0.1366×106/（5.08×103）

=123.4kN/mm2

五、连墙件计算

连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。

连墙拉筋用Ф6.5钢筋拉到剪力墙上,顶撑用Ф48×3.5钢管，水平距离4.5m，竖向距离为3米。

5.1作用于脚手架上的水平风荷载标准值：

ωk=0.34KN（同脚手架稳定计算数值）

由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：

N1w=1.4ωkAw=1.4×0.34×3×4.5=6.426KN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，对双排脚手架取5.0KN

连墙件轴向力设计值Nl=N1w+N0=6.426+5=11.426KN

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》可知，一个直角（旋转）扣件的抗滑设计值为8.00KN。

由此可见，在两步三跨内采用ф48×3.5钢管固定在内立杆上，每个节点采用三个直角（旋转）扣件可满足要求。

5.2连墙设置的注意事项：

①确保杆件的连接可靠，扣件必须拧紧，垫木必须夹持稳固，避免脱出。

②装设连杆时应保持立杆的垂直度要求，避免拉杆时产生变形。

③连墙构造中的连墙杆或拉筋应垂直于墙面设置，并呈水平位置或稍可

向脚手架一端倾斜，但不允许向上翘起。

六、安全措施：

⑴脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以

上二步。

⑵每搭完一步脚手架后，应按下表的规定校正步距、纵距、横距及立杆

的垂直度。

⑶底座应准确的放在焊在槽钢上的钢筋上。

⑷立杆搭设应符合下列规定：

①相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，立杆上的对接扣件应交错布置：

两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高