满堂脚手架方案.docx

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满堂脚手架方案

附录一：

一、工程概况

辽宁修正生物制药综合车间工程，由辽宁修正生物制药有限公司投资建设，施工由辽宁建设安装集团有限公司承建，工程监理单位为本溪市金业建设监理有限责任公司监理，工程位于本溪市石桥子经济开发区。

本工程设计为钢筋混凝土框架结构，层数为3层，建筑高度为19.2m。

二、使用材料

1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A（3号）钢，其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》（GB/T700）中Q235A钢的规定。

2、钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。

3、铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净。

4、扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

5、扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。

6、扣件表面应进行防锈处理。

7、钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。

8、外架钢管采用金黄色，栏杆采用红白相间色，扣件刷暗红色防锈漆。

三、脚手架的计算

本工程的主体结构楼层施工采用满堂式脚手架，搭设尺寸为：

立杆的纵距1米，立杆的横距1米，立杆的步距1.50米。

采用的钢管类型为48×3.5，托梁材料选用40*80mm的木方，在计算过程中，由于板厚、跨度不统一，为了安全起见，计算时各种参数均采用最大值。

四、搭设技术措施

搭设技术措施：

1、室内满堂脚手架搭设必须严格符合相关规定要求。

2、满堂脚手架的纵、横距不应大于1.1米。

3、满堂脚手架应设登高设施，保证操作人员上下安全。

4、满堂脚手架的步距，应控制在1.5米以内，必须高于1.5米，应有保护措施。

5、满堂脚手架的稳固，应采用斜杆（剪刀撑）保护。

6、满堂脚手架严禁采用钢、竹混搭。

五、满堂脚手架计算书

一、搭设方案

（一）基本搭设参数

楼板模板支架高H为5.75m，立杆步距h（上下水平杆轴线间的距离）取1.5m，立杆纵距la取1m，横距lb取1m。

立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。

整个支架的简图如下所示。

模板底部的方木，截面宽50mm，高80mm，布设间距0.3m。

（二）材料及荷载取值说明

本支撑架使用Φ48×3.5钢管，钢管壁厚不得小于3mm，钢管上严禁打孔；采用的扣件，应经试验，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。

模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重，以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。

二、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算

荷载首先作用在板底模板上，按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算。

其中，取与底模方木平行的方向为纵向。

（一）板底模板的强度和刚度验算

模板按三跨连续梁计算，如图所示:

（1）荷载计算，按单位宽度折算为线荷载。

此时，

模板的截面抵抗矩为：

w＝1000×182/6=5.40×104mm3；

1、模板自重标准值：

x1＝0.3×1=0.1kN/m；

2、新浇板混凝土自重标准值：

x2＝0.1×24×1=2.4kN/m；

3、梁板中钢筋自重标准值：

x3＝0.1×1.1×1=0.11kN/m；

4、施工人员及设备活荷载标准值：

x4＝1×1=1kN/m；

5、振捣混凝土时产生的荷载标准值：

x5＝2×1=2kN/m。

以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.35，4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：

g1=（x1+x2+x3）×1.35=（0.3+2.4+0.11）×1.35=3.79kN/m；

q1=（x4+x5）×1.4=（1+2）×1.4=4.2kN/m；

对荷载分布进行最不利布置，最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。

跨中最大弯矩计算简图

跨中最大弯矩计算公式如下:

M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×3.79×0.32+0.1×4.2×0.32=0.065kN·m

支座最大弯矩计算简图

支座最大弯矩计算公式如下：

M2max=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1×3.79×0.32-0.117×4.2×0.32=-0.078kN·m；

经比较可知，荷载按照图2进行组合，产生的支座弯矩最大。

Mmax=0.078kN·m；

（2）底模抗弯强度验算

取Max（M1max，M2max）进行底模抗弯验算，即

σ=0.078×106/（5.40×104）=1.45N/mm2

底模面板的受弯强度计算值σ=1.45N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2，满足要求。

（3）底模抗剪强度计算。

荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×3.79×0.3+0.617×4.2×0.3=1.46kN；

按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算：

τ=3×1460/（2×1000×18）=0.122N/mm2；

所以，底模的抗剪强度τ=0.122N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。

（4）底模挠度验算

模板弹性模量E=6000N/mm2；

模板惯性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4；

根据JGJ130－2001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，底模的总的变形按照下面的公式计算：

ν=0.159mm；

底模面板的挠度计算值ν=0.159mm小于挠度设计值[v]=Min（300/150，10）mm，满足要求。

（二）板底模板的强度和刚度验算

按三跨连续梁计算

（1）荷载计算

模板自重标准值：

x1=0.3×0.3=0.09kN/m；

新浇混凝土自重标准值：

x2=0.4×24×0.3=9.6kN/m；

梁板中钢筋自重标准值：

x3=0.4×1.1×0.3=0.132kN/m；

施工人员及设备活荷载标准值：

x4=1×0.3=0.3kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载标准值：

x5=2×0.3=0.6kN/m；

以上1、2、3项为恒载，取分项系数1.35，4、5项为活载，取分项系数1.4，则底模的荷载设计值为：

g2=（x1+x2+x3）×1.35=（0.09+9.6+0.05）×1.35=9.82kN/m；

q2=（x4+x5）×1.4=（0.3+0.6）×1.4=1.26kN/m；

支座最大弯矩计算简图

支座最大弯矩计算公式如下:

Mmax=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×9.82×12-0.117×1.26×12=-1.13kN·m；

（2）方木抗弯强度验算

方木截面抵抗矩W=bh2/6=40×802/6+50×802/6=10.7×104mm3；

σ=1.13×106/（10.7×104）=10.56N/mm2；

底模方木的受弯强度计算值σ=10.56N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2，满足要求。

（3）底模方木抗剪强度计算

荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×9.82×1+0.617×1.26×1=6.66kN；

按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算：

τ=0.832N/mm2；

所以，底模方木的抗剪强度τ=0.832N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。

（4）底模方木挠度验算

方木弹性模量E=9000N/mm2；

方木惯性矩I=40×803/12=1.707×106mm4；

根据JGJ130－2001，刚度验算时采用荷载短期效应组合，取荷载标准值计算，不乘分项系数，因此，方木的总的变形按照下面的公式计算：

ν=0.521×（x1+x2+x3）×la4/（100×E×I）+0.192×（x4+x5）×la4/（100×E×I）=0.924mm；

底模方木的挠度计算值ν=0.924mm小于挠度设计值[v]=Min（1000/150，10）mm，满足要求。

（三）托梁材料计算

根据JGJ130－2001，板底托梁按二跨连续梁验算，承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载，如图所示。

（1）荷载计算

材料自重：

0.0384kN/m；（材料自重，近似取钢管的自重，此时，偏于保守）

方木所传集中荷载：

取

（二）中方木内力计算的中间支座反力值，即

p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×9.82×1+1.2×1.26×1=12.31kN；

按叠加原理简化计算，钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。

（2）强度与刚度验算

托梁计算简图、内力图、变形图如下：

托梁采用：

木方:

40×80mm；

W=42.667×103mm3；

I=170.667×104mm4；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

中间支座的最大支座力Rmax=12.31kN；

钢管的最大应力计算值σ=1.122×106/42.667×103=26.307N/mm2；

钢管的最大挠度νmax=4.692mm；

支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2；

支撑钢管的最大应力计算值σ=26.307N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度计算值ν=4.692小于最大允许挠度[v]=min（1000/150,10）mm,满足要求!

（四）立杆稳定性验算

立杆计算简图

1、不组合风荷载时，立杆稳定性计算

（1）立杆荷载。

根据《规程》，支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算：

N=1.35∑NGK+1.4∑NQK

其中NGK为模板及支架自重，显然，最底部立杆所受的轴压力最大。

将其分成模板（通过顶托）传来的荷载和下部钢管自重两部分，分别计算后相加而得。

模板所传荷载就是顶部可调托座传力，根据3.1.4节，此值为F1=12.31kN。

除此之外，根据《规程》条文说明4.2.1条，支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。

故支架自重部分荷载可取为

F2=0.15×5.5=0.825kN；

立杆受压荷载总设计值为：

Nut=F1+F2×1.35=12.31+0.825×1.35=13.135kN；

其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数，F1因为已经是设计值，不再乘分项系数。

（2）立杆稳定性验算。

按下式验算

φ--轴心受压立杆的稳定系数，根据长细比λ按《规程》附录C采用；

A--立杆的截面面积，取4.89×102mm2；

KH--高度调整系数，建筑物层高超过4m时，按《规程》5.3.4采用；

计算长度l0按下式计算的结果取大值：

l0=h+2a=1.5+2×0.1=1.7m；

l0=kμh=1.167×1.539×1.5=2.69m；

式中：

h-支架立杆的步距，取1.5m；

a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度，取0.1m；

μ--模板支架等效计算长度系数，参照《规程》附表D－1,取1.539；

k--计算长度附加系数，按《规程》附表D－2取值为1.167；

故l0取2.155m；

λ=l0/i=2.155×103/15.8=136；

查《规程》附录C得φ=0.243；

KH=1；

σ=1.05×N/（φAKH）=1.05×13.135×103/（0.243×4.89×102×1）=112.168N/mm2；

立杆的受压强度计算值σ=112.168N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。

2、组合风荷载时，立杆稳定性计算

（1）立杆荷载。

根据《规程》，支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。

由前面的计算可知:

Nut＝13.135kN；

风荷载标准值按下式计算：

Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.45=0.064kN/m2；

其中w0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

w0=0.45kN/m2；

μz--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：

μz=0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.273；

Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.064×1×1.52/10=0.017kN·m；

（2）立杆稳定性验算

σ=1.05×N/（φAKH）+Mw/W=1.05×13.135×103/（0.243×4.89×102×1）+0.017×106/（5.08×103）=115.515N/mm2；

立杆的受压强度计算值σ=115.515N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。

（五）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

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=120×1=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=1.05N/A=1.05×13.135/0.25=55.167kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=13.135kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=55.167kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

（六）拆模时间计算

参考《建筑施工安全手册》（杜荣军主编，中国建筑工业出版社出版社出版），各楼层层高、楼面设计荷载、楼板板厚均按相同计。

1、支架所受各类荷载的取值：

附加在每根立杆上的楼盖自重荷载为：

N板i＝1.35×0.1×1×1×（24+1.1）＝3.39kN；

模板自重为：

N模i＝1.35×0.3×1×1＝0.405kN；

支架自重为：

N支gi＝1.35×0.15×2.8＝0.567kN；

混凝土浇筑施工荷载为：

N浇i＝1.4×（1+2）×1×1＝4.2kN；

楼盖总的设计荷载为：

NQ=1.4×2.5×1×1+3.39＝6.89kN；

2、浇筑层的荷载计算（设当前浇筑层为第i层）：

浇筑层荷载强度达到0.000/14.300×100％=0％设计强度，

N支i=N板i+N模i+N支gi+N浇i=3.39+0.405+0.567+4.2＝8.562kN；

3、下一层立杆的荷载计算：

下一层荷载强度达到10.000/14.300×100％=69.93％设计强度，

N支i-1＝N支i+N模i+N支gi+αN板i=8.562+0.405+0.567+1×3.39＝12.924kN；

其中，α为楼盖荷载计入比例，α＝1。

4、下二层立杆的荷载计算：

下二层荷载强度达到15.000/14.300×100％=104.895％设计强度，

N支i-2＝N支i-1+N支gi+αN板i-NQ=12.924+0.567+0.15×3.39-6.89＝7.11kN；

其中，α为楼盖荷载计入比例，α＝0.15。

0.4N支i-2

拆除后下二层的立杆荷载由下三层的楼盖分担60％，分担后的下三层楼盖承担的荷载为0.6N支i-2