悬挑脚手架计算.docx

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悬挑脚手架计算

分段悬挑扣件式钢管脚手架计算书

一、外脚手架方案要点

1.分段搭设，分段卸载，每段高度为30m。

2.悬挑外脚手架跟随主体结构上升而逐段、逐层搭设，待进行悬挑第二段结构施工、脚手架升高搭设时，拆除第一悬挑段脚手架的钢管、脚手板、安全网等，用于第三段悬挑脚手架的搭设，依次循环向上进行。

3.搭设材料:

用钢管扣件搭设双排脚手架的基本架体,立杆、大小横管均采用φ48×3.5钢管（钢材强度设计值fc=205N/mm2），以竹笆片作为脚手板,架体外侧用密目安全网封闭。

4.外脚手架基本技术参数

立杆横距：

lb=1.0m

立杆纵距：

la=1.5m

步距：

h=1.8m

连墙件为2步3跨

对脚手架施工活荷载计算,主体施工阶段考虑一层作业,荷载标准值为3KN/m2；装饰阶段考虑二层同时作业，荷载标准值为2KN/m2。

5.执行标准:

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001、J84—2001）。

二、分段悬挑扣件式钢管脚手架构造

采用扣件式钢管脚手架搭设的分段悬挑脚手架构造示意图见下页所示。

三、荷载计算

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001、J84—2001）的有关规定执行。

分段悬挑外脚手架搭设构造示意图

1.恒载标准值计算

由于搭设时，立杆的纵距la=1.5m，取纵向1.5m宽为计算单元,以悬挑高

度30m高为一个验算段。

（1）结构自重标准值：

按（JGJ1301—2001，J84--2001）附录A表A-1：

构架基本结构部件自重：

gk1=0.1248KN/m，

则Gk1=Higk1=30×0.1248=3.744KN

（2）安全网、外围护结构整体拉结杆件和防护材料自重：

gk3=0.0768KN/m，

则Gk3=Higk1=30×0.0768=2.304KN

（3）作业层材料自重栏杆、竹笆片荷重：

gk2=0.05KN/m2,

竹笆片隔层铺设，n=30/1.8=16.6，取n=17

Gk3=nlalbgk2=17×1.5×1.0×0.05=1.275KN

则恒载总值：

Gk1=Gk1+Gk2+Gk3=3.744+2.304+1.275=7.323KN

2.施工活荷载标准值计算

QK=n1lagk=n1la*0.5qk

按（JGJ130—2001、J84—2001）中4.2.2条

结构施工时，qk=3KN/m2，

装饰施工时，qk=2KN/m2，gk=0.5qk,

结构施工时，以一层施工荷载n=1，

装饰施工时，以二层同时施工，n=2

QK1=n1lagk=1×1.5×1.0×3×0.5=2.25KN

QK2=n2lagk=2×1.5×1.0×2×0.5=3.0KN

3.风荷载的标准值计算：

ωk=0.7μzμsωo

μz—风压高度变化系数，

查，当50m高时，μz=1.36，当90m高时，μz=1.72

μs—脚手架风荷载体型系数，按敞开式计算，μs=1.3Ψ

查附录A，表A-3，挡风系数，ψ=0.089，考虑密眼安全网的挡风效果，以2倍的挡风效果考虑，则ψ=2×0.089=0.178

取1.3ψ=1.3×0.178=0.231

ωo基本风压，取0.35

悬挑脚手架设在主体结构六层以上开始搭设，则选取高度在50m以上和90m高时为最不利部位进行验算。

当离地面高为50m时，

ωk=0.7μzμsωo

=0.7×1.36×0.231×0.35=0.077KN/m2

当离地面高90m时，

ωk=0.7×1.72×0.231×0.35=0.097KN/m2

四、脚手架整体稳定性计算

按敞开式脚手架，组合风荷载情况计算：

N/ψA+Mw/W≤f

计算立杆段的轴向力设计值

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK

1.计算自重标准值产生的轴向力

搭设高度为30m，底部立杆受力

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK

N1=1.2×7.323+0.85×1.4×2.25（主体结构施工阶段）

=11.465KN

N2=1.2×7.323+0.85×1.4×3.0（装饰施工阶段）

=12.36KN

2.计算风荷载产生的弯矩（按三跨连续梁考虑）

Mω=0.85×1.4Mωk=0.12ωkh2

当搭设高度距地面50m高时，

Mω=0.12ωkh2=0.12ωkLah2

=0.12×0.077×1.0×1.82=0.029KNm=29KNmm

当搭设高度距地面90m高时，

Mω=0.12ωkLah2

=0.12×0.097×1.0×1.82=0.038KNm=38KNmm

3.确定立杆的计算长度系数μ

lo=kμh

k----计算长度附加系数，=1.155

μ---考虑整体稳定因素,单杆长度系数，查规范（JGJ130--2001）中表5.5.3

μ=1.50

h=1.8

λ=lo/i=kμh/I=1.155×1.5×1.8/0.0158=197.4

查Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数，表C,

ψ=0.186

4.验算立杆稳定性（按组合风荷载时考虑）,

验算结构底部的结构荷载阶段受力状况：

取N1=11.465KN，Mω1=29KNmm

N2=12.36KN，Mω1=38KNmm

∴

（1）当50m高时，

N/ψA+Mw/W=11.465/0.186×489+29/5.08×103

=0.125+0.0057

=0.131KN/m2=131KN/mm2

（2）当90m高时，

N/ψA+Mw/W=12.36/0.187×489+38/5.08×103

=0.135+0.0075KN/m2=143KN/mm2

<180KN/mm2

均满足要求

五、悬挑槽钢[14梁承载力验算

1.悬挑梁受力计算

总荷载：

上部杆件的恒载和施工活荷载传递至挑梁上，并考虑施工荷载最大时为装饰阶段二层同时作业。

取N=12.36KN

N1=0.45NN2=0.55N

Mmax1=N1l1+N1l2

=0.45×12.36×0.35+0.55×12.36×1.35

=11.12KNm

Mmax2=ql2/2=0.15×1.35×1.35/2

=0.14KNm

Mmax=Mmax1+Mmax2

=11.12+0.14=11.26KNm

Mmax/γxWnx≤f

σ=11.26×103/1.05×80.5=133N/mm2

<205N/mm2

满足要求。

2.悬挑梁斜拉索的卸荷计算

（1）PN1=（N1+N2）/sinα

=（0.45N+0.55N）/sinα

=12.36/0.912=13.55KN

α=arctg3.0/1.35=65.77°

（2）均布荷载的作用，槽钢的自重：

G=0.15×（1.35/2）/sinα

=0.22KN

3.钢丝绳受力

P=13.55+0.2=13.75KN

选用6×19的钢丝绳子，φ14，查表，钢丝绳的最小破断力为101KN

取换算系数0.85

则K=0.85×101×103/13.75×103=6.24>[K]=6

所以，仅考虑钢丝绳单独受力时，也能满足要求。

六、连墙件的验算

按两步三跨分析连墙杆件的受力情况：

风压标准值：

ωk=0.097KN/m2

连墙杆件的受力：

Nl=Nlω+N0

Nl—连墙件的轴向力设计值KN

Nlω-风荷载产生的连墙件的轴向力设计值，

Nlω=1.4ωkAω=1.4ωkhωlω=1.4×0.097×3.6×4.5

N0-连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力设计值，双排架取5

Nl=Nlω+N0=1.4×0.097×3.6×4.5+5=7.19KN

若为扣件连接，RC=8KN>7.19KN,并视为刚性拉结。

则为安全

若为φ8的圆钢连接，则RC=205×82×π×10-3/4=10.3KN

RC>N则安全，视为半刚性拉结，在拉结处设撑杆。

七、水平杆的验算

1.纵向水平杆的验算：

（1）抗弯强度验算

纵向水平杆受施工荷载和脚手板的作用，按三跨连续梁受力考虑。

其计算简图如下：

q

ABCD

150015001500

G=1.2q×l/2+1.4ql/2

=1.2×0.35×1.05/2+1.4×3×1.05/2

=2.43KN/m

Mmax=0.1Gql2

=0.1×2.43×1.52=0.547KNm

σ=Mmax/W=0.547×106/5.08×103=108N/mm2≤f=205N/mm2

（2）挠度验算

υ=0.677×ql4/100EI=0.677×2430×1.54/100×2.06×105×121900=1/303<[υ]=1/150及10mm

所以满足要求

2.横向水平杆验算

（1）抗弯强度验算

横向水平杆受纵向杆传来的集中荷载的作用，按简支梁考

虑，其受力简图如下；

NNNN

1350/31350/31350/3

1350

F=1/4（ΣGk+ΣQk）

=1/4（1.2×0.35×1.05×1.5+1.4×3×1.05×1.5）

=1.82KN

Mmax=Fa=Fb/3=1.82×1.05/3=0.637KNm

σ=Mmax/W=0.637×106/5.08×103=125N/mm2

则安全

（2）挠度验算

υ=Fa/24EI（3b2-4a2）

=（1.82×（1.05/3）×105）/（24×2.06×105×121900）×[3×1.052-4×（1.05/3）2]×109

=0.003=1/333<[υ]=1/150和10mm

满足要求

八、脚手架的搭设方法和要求

1.悬挑外脚手架采用拉撑结合的扣件式钢管脚手架，双排钢管脚手架的排距为1.0m，立杆纵距为1.5m，步距为1.8m，钢管的规格为Φ48×3.5mm。

2.对于高层建筑物的施工，外墙脚手架搭设是其中一个重要环节。

为了确保本工程外墙脚手架搭设成功和安全使用，各项目部要建立悬挑脚手架搭设领导小组，领导成员具体负责和指挥该悬挑脚手架的搭设。

3.安排经过专业培训并具有架子工操作资格的专业人员负责搭设，专职安全员现场直接指挥搭设。

4.根据施工图纸和施工方案提前做好悬挑脚手搭设的材料准备和人员、机械的配备，班前对施工人员做好技术交底。

5.严禁在雨天或高温天气进行施焊，应有足够的防火措施。

6.埋设槽钢时，严禁随意改变梁中主筋位置，预埋端应设受剪锚固筋，锚固筋销入槽钢端部孔内，并与主筋焊接。

7.槽钢预埋定位后，严禁对其进行撞击，或在上面操作，以免标高和位置产生位移。

8.槽钢上固定立杆杆脚用φ25钢筋焊接，要派有资格且有经验的职工负责焊接。

焊接后要进行取样检测，确保焊接点的牢固与稳定。

9.悬挑脚手架搭设前应先在底层试搭一跨，进行承载力模拟试验，经验证符合设计要求后，才能全面搭设。

10.搭设人员必须戴好安全帽和配挂安全带，做好自身的安全防护工作。

搭设过程中不得随意改变构架尺寸和减少杆配件数量。

11.悬挑脚手搭设完毕后，要经加载试验和有关部门检测验收合格后方可投入使用，使用过程中派专人对各连接点进行观察，确保其使用的安全度。