型钢悬挑脚手架专项施工方案.docx

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型钢悬挑脚手架专项施工方案

目录

一、编制依据…………………………………………………………………………2

二、工程概况…………………………………………………………………………2

三、参数信息…………………………………………………………………………3

1脚手架参数……………………………………………………………………3

2活荷载参数……………………………………………………………………3

3风荷载参数……………………………………………………………………3

4静荷载参数……………………………………………………………………3

5水平悬挑支撑梁………………………………………………………………3

6拉绳与支杆参数………………………………………………………………4

四、大横杆的计算……………………………………………………………………5

1均布荷载值计算………………………………………………………………5

2强度验算………………………………………………………………………6

3挠度验算………………………………………………………………………6

五、小横杆的计算……………………………………………………………………7

1荷载值计算……………………………………………………………………7

2强度验算………………………………………………………………………7

3挠度验算………………………………………………………………………8

六、扣件抗滑力的计算………………………………………………………………8

七、脚手架立杆荷载计算……………………………………………………………9

八、立杆的稳定性计算………………………………………………………………10

九、连墙件的计算……………………………………………………………………11

十、悬挑梁的受力计算………………………………………………………………12

十一、悬挑梁的整体稳定性计算……………………………………………………14

十二、拉绳的受力计算………………………………………………………………15

十三、拉绳的强度计算………………………………………………………………15

十四、锚固段与楼板连接的计算……………………………………………………16

十五、安全措施………………………………………………………………………16

普通型钢悬挑脚手架计算书

一、编制依据：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2001；

2、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

3、《建筑安装工程安全技术规程》（[56]国议周字第40号）；

4、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91；

5、《建筑工程施工安全技术操作规程》；

6、《建筑安装工人安全技术操作规程》（80）建工劳字第24号；

7、《建筑施工计算手册》；

8、国家现行的有关建筑、市政、安装的施工规范、规定。

9、上海中建建筑设计院有限公司设计的本工程设计图纸，J-2010-03-025CD；

10、XX项目工程商住楼施工组织设计。

二、工程概况：

XX项目工程位于成都市青羊区苏坡乡清江村4组，施工场地狭窄。

工程1#住宅楼和2#商业楼工程，地下室两层。

1#、2#楼为地上六层。

1、建筑总面积为14537.47㎡，其中1#住宅楼建筑面积为5023.10㎡、2#商业楼为4019.99㎡、地下室5494.38㎡。

2、建筑物尺寸：

⑴1#住宅楼长

～

轴线50.000m、宽

～

轴线26.000m，2#商业楼长

～

58.000m、宽

～

轴线10.500m。

⑵建筑物檐口高度1#住宅楼为21.00m；2#商业楼21.60m（局部25.60m）。

本工程相对标高±0.000相当于绝对标高513.70m。

室内外高差：

300㎜。

因本工程工期短，两层地下室完成后就必须施工地上结构，根据立面安全防护和外墙面装饰、装修的需要，采用双排型钢外挑脚手架施工。

脚手架搭设按照以下方案进行实施：

在二层设工字钢悬挑梁，按24米（超过六层建筑檐口高度2.6m），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。

型钢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》（JGJ130-2001）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范编制。

三、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为24米，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为≤1.8米，立杆的横距为0.9米，立杆的步距为≤1.8米；

内排架距离墙长度为0.30米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

脚手架沿墙纵向长度为74米；

采用的钢管类型为Q235bΦ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数1.00；

连墙件布置取两步三跨，竖向间距3米，水平间距4.5米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件连接；

2.活荷载参数

施工均布荷载（kN/m2）:

2.000；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处成都市，查荷载规范基本风压为0.350，风荷载高度变化系数μz为1.000，风荷载体型系数μs为0.645；

计算中考虑风荷载作用；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m2）:

0.1394；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

2层；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、竹笆片脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.3米，建筑物内锚固段长度1.7米。

与楼板连接的钢筋采用HPB235Φ20

楼板混凝土标号:

C30；

6.拉绳与支杆参数

支撑数量为:

1；

钢丝绳安全系数为:

8.000；

钢丝绳与墙距离为（m）:

3.000；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面钢丝绳距离建筑物1.2m。

四、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=0.038kN/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=2×0.9/（2+1）=0.6kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.09=0.154kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.6=0.84kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.154×1.82+0.10×0.84×1.82=0.312kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.154×1.82-0.117×0.84×1.82=-0.368kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.312×106,0.368×106）/5080=72.44N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=72.44N/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：

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.038+0.09=0.128kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.6kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.128×18004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.6×18004/（100×2.06×105×121900）=2.845mm；

大横杆的最大挠度2.845mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

五、小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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=0.038×1.5=0.058kN；

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=2×0.9×1.5/（2+1）=0.900kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.058+0.135）+1.4×0.9=1.491kN；

小横杆计算简图

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=1.2×0.038×0.92/8=0.005kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.491×0.9/3=0.447kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.452kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.452×106/5080=88.977N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=88.977N/mm2小于小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=5×0.038×9004/（384×2.06×105×121900）=0.013mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.135+0.9=1.093kN；

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=1092.6×900×（3×9002-4×9002/9）/（72×2.06×105

×121900）=1.126mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.013+1.126=1.139mm；

小横杆的最大挠度为1.139mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm,满足要求！

六、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，按照扣件抗滑承载力系数1.00，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=0.038×1.8×2/2=0.0684kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.038×0.9/2=0.017kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×0.9×1.8/2=0.243kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.9×1.8/2=1.62kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.0684+0.017+0.243）+1.4×1.62=2.662kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

七、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（kN），为0.1394

NG1=[0.1394+（1.80×2/2）×0.038/1.80]×24.00=4.2576；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3

NG2=0.3×2×1.8×（0.9+0.3）/2=0.648kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.15×2×1.8/2=0.27kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.8×24=0.216kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.3916kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、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=2×0.9×1.8×2/2=3.24kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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

Wo=0.3kN/m2；

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=1；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.645；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.3×1×0.645=0.135kN/m2；

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=1.2×5.212+1.4×2.7=10.035kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.212+0.85×1.4×2.7=9.468kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.135×1.8×

1.82/10=0.0937kN.m；

八、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=10.035kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=2.599m；

长细比Lo/i=164；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.262；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=10035/（0.262×489）=78.323N/mm2；

立杆稳定性计算σ=78.323N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=9.468kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

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：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=2.599m；

长细比:

L0/i=164；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.262

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=9467.64/（0.262×489）+54400.106/5080=84.606N/mm2；

立杆稳定性计算σ=84.606N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

九、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.135kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.5m2；

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）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=2.56kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=7.56kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×10-4×205×103=95.133kN；

Nl=7.56

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=7.56小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

十、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。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为900mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=712cm4，截面抵抗矩W=102cm3，截面积A=21.5cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×5.3916+1.4×3.24=11.006kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×21.5×0.0001×78.5=0.203kN/m；

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

经过连续梁的计算得到

悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）

悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）

悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R[1]=11.956kN；

R[2]=9.063kN；

R[3]=-0.343kN。

最大弯矩Mmax=1.628kN.m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.628×106/（1.05×102000）+

0×103/2150=15.20N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值15.20N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

十一、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=570×9.1×80×235/（1200×140×235）=2.47

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.956。

经过计算得到最大应力σ=1.628×106/（0.956×102000）=16.703N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=16.703小于[f]=215N/mm2,满足要求!

十二、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

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：

RU1=12.877kN；

十三、拉绳的强度计算:

钢丝拉绳（支杆）的内力计算：

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=12.877kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

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），

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--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；

K--钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取12.877kN，α=0.82，K=8，得到：

经计算，钢丝绳最小直径必须大于16mm才能满足要求！

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=12.877kN

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环的强度计算公式为

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=（1287.734×4/3.142×125）1/2=16mm；

十四、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.343kN；

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[342.698×4/（3.142×50×2）]1/2=17.089mm；

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，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

十五、钢悬挑梁安装要求

1、悬挑外脚手架是外墙防护和装饰工程施工用脚手架。

该架体需承受施工过程中的各种垂直和水平荷载，应保证其在各种荷载作用下不发生失稳、倒塌以及超过容许要求的变形、倾斜、摇晃等现象，以确保安全施工。

2、脚手架搭设要求

⑴脚手架立杆纵距1.5m，大横杆步距1.8m，小横杆纵距≤1.5m，剪刀撑通高设置，外挂密目安全网全封闭，连墙杆为二步三跨（或3.6×5.4m），型钢间距1.5m,斜拉钢丝绳间距1.5m,阳角处另加斜拉钢丝绳。

⑵型钢悬挑梁采用型钢作支撑梁,下料前应对型钢检查,若有损伤,不得使用。

严格按要求长度下料，在型钢上焊接防钢丝绳滑移装置。

型钢必须按要求除锈，刷防锈漆二遍，面刷一遍调和漆。

⑶各预埋铁件，应用经检验合格的原材料制作，且严格按节点大样制作，预埋时严格按平面、立面布置所示位置预埋，埋设间距和锚固长度及预留高度严格按图施工。

≥100≥5001400（200）70050

Ф20钢梁卡环与梁或板锚固,长度L=35d,环比梁顶高30mm,环比梁侧宽20mm

外Ф30～38钢管与钢梁焊牢

十六、安全措施

1、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。

2、每搭完一步脚手