南京脚手架计算实例加附图.docx

南京脚手架计算实例加附图.docx

《南京脚手架计算实例加附图.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京脚手架计算实例加附图.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

南京脚手架计算实例加附图

金陵大报恩寺遗址公园及配套建设项目

地宫新塔幕墙工程脚手架专项施工方案

编制：

________________________

审核：

_________________________

批准：

_________________________

二0一三年十一月

第1章、编制依据---------------------------------------------3

第二章、工程概况---------------------------------------------4

第三章、施工部署---------------------------------------------5

第四章、施工准备与资源配置计划----------------------7

第五章、脚手架的搭设方案--------------------------------8

第六章、质量标准--------------------------------------------24

第七章、质量控制措施--------------------------------------25

第八章、安全防护和保护环境措施----------------------26

第九章、冬期施工保证措施--------------------------------28

第十章、紧急预案-------------------------------------------另册

第一章、编制依据

本工程的搭设要求根据：

施工图，按国家颁布的现行行业相关设计和施工规范及标准。

在工程施工期间，若有新的国家或地方标准出台，以新标准为准。

类别

文件名称

编号

国家标准

《建筑结构荷载规范》

GB50009-2012

《混凝土结构后锚固技术规范》

JGJ145-2004

《普通螺纹》

GB196--81

《垫圈》

GB96--76

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

JGJ130-2011

《建筑施工高处作业安全技术规范》

JGJ80-91

建设部部颁标准《建筑施工安全检查标准》

JGJ59-99

图纸

幕墙施工图

第二章、工程概况

一、工程简述

工程名称：

金陵大报恩寺遗址公园及配套建设项目（遗址公园）地宫新塔幕墙工程

建设单位：

南京大明文化实业有限责任公司、南京金陵文化保护发展基金会

工程地址：

秦淮区扫帚巷1号

建筑规模：

建筑主体高度96.557米

建设地点：

位于南京市秦淮区中华门外

自然条件：

基本风压：

建筑0.40KN/m2（五十年一遇）；

本工程按Ⅱ类防雷设计

地面粗糙度类别：

B类

地震基本烈度：

7度（设计基本加速度为0.10g）

南京属夏热冬冷地区。

幕墙系统：

地宫报恩新塔采用了多种形式的幕墙组合，主要采用玻璃、耐候钢板、GRC板等面材组合的幕墙形式；

工程简介：

报恩新塔主体结构高度分为以下三个部分：

塔基高度12.6米（标高5.600m～18.200m）、塔身由二～九明层和三～九暗层组成，高度为59.863米（标高18.200m～78.063m）、塔顶包括塔刹部分高度18.594米（78.063m～96.657m），塔身结构支承于棱台塔基上，呈八角形，三层八角对边距离20.2米，为塔身的最大层面，向上各层面渐变至14.5米。

八角钢挑梁从核心筒外挑6.4米，其他各层从下至上由6.4米渐变为4.9米。

钢挑梁端部垂直方向设有钢索，由二层向上穿过暗层钢梁贯通至74.985标高层。

第三章、施工部署

一、施工管理目标

1工期目标

1.1塔身下段为悬挑双排架三层～五层22.1米—37.1米，高度15米为第一段，历时8天搭设完。

1.2塔身中段为悬挑双排架五～七层37.1米—51.3米，高度14.2米为第二段，历时10天搭设完。

1.3塔身上段为悬挑双排架七～九层51.3米—64.7米，高度13.4米为第三段，历时12天搭设完。

1.4塔顶部分为满堂架，九层64.7米—78.6米，高度13.9米为第四段，历时12天搭设完。

1.5塔刹部分为双排架，九层78.6米--96.5米为第五段，历时12天搭设完。

2质量目标

一次性验收合格。

3安全目标

杜绝重伤、死亡事故。

4职业健康安全目标

从业人员上岗职业健康体检率100%。

5文明施工目标

按照国家及南京市有关规定执行，做到依法施工，文明施工，杜绝违法施工、野蛮施工事件发生。

施工现场要做到布局合理，施工组织有序，施工做到工完场清。

二、劳动力安排

专职安全巡视元1名，

搬运工10人，

搭设工15人、

搭设质量验收3人、

三、水平、垂直运输方案

1．水平、垂直运输

塔顶和塔刹部分的钢管、扣件、木脚手板，采用80吨汽车吊吊运至七层（楼层标高为51.3米），七层以上由人工传递运至塔顶。

塔身部分的材料直接采用吊运高度相应的汽车吊，吊运至塔身各层。

注：

另设垂直运输专项方案。

四、组织机构设置及岗位职责

为了加强脚手架搭设进度及安全管理，成立脚手架搭设领导小组。

组长：

冯关清

副组长：

李建坤

组员：

黄慕军、李磊忠

第四章、施工准备与资源配置计划

一、施工准备

1材料准备

1.1.钢管采用Φ48焊接钢管其材质应符合《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定。

用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度分别为4m、6m。

2.扣件应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（ＧＢ１５８３１）的规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。

脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达６５Ｎ·ｍ时，不得发生破坏。

3.脚手板：

脚手板采用木板5m×250cm或符合脚手架尺寸的模板。

4.连墙杆的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ／Ｔ７００）中Ｑ２３５-B级钢的规定。

二、劳动组织及用工计划

架子工

辅助工

合计

（工/日）

15

10

25

第5章、脚手架的搭设方案

根据幕墙工程的施工先后顺序，确保施工安全要求，本工程脚手架按照以下搭设顺序和搭设方式进行：

一、塔顶至塔刹

1、塔顶部分为满堂架，满堂架搭设高度为14米

2、塔刹部分为双排架，双排架搭设高度19.8米

二、塔身悬挑双排架，分四段悬挑：

1、三～五层，悬挑搭设高度为15米

2、五～七层，悬挑搭设高度为14.2米

3、七～九层，悬挑搭设高度为13.4米

4、九～74.985m标高层，悬挑高度为10.3米

三、塔顶满堂架搭设方式见附图一（塔顶部分满堂脚手架）

四、塔刹双排架搭设方式见附图二（塔刹部分为双排架）

五、塔身悬挑双排架搭设方式见附图三（塔顶部分满堂脚手架）

二、脚手架计算

悬挑式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

计算参数:

双排脚手架，搭设高度分别为13.4米、14.2米、13.4米，按14.2米计算立杆采用单立管。

立杆的纵距按最大1.50米，立杆的横距1.05米，内排架距离结构按最大0.50米计算，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为

48×3.0，

连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。

脚手板采用竹笆片，荷载为0.15kN/m2，按照铺设10层计算。

栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。

脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。

基本风压0.55kN/m2，高度变化系数1.0200，体型系数0.8720。

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度2米。

悬挑水平钢梁上面的联梁采用18号工字钢，相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置2根立杆。

悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物2.50m，支杆采用[12.6号槽钢。

一、大横杆的计算

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。

按照大横杆上面的脚手板和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

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×1.050=1.470kN/m

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×0.109+0.10×1.470）×1.5002=0.350kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.109+0.117×1.470）×1.5002=-0.412kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.412×106/4491.0=91.632N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

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:

静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m

活荷载标准值q2=1.050kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.091+0.990×1.050）×1500.04/（100×2.06×105×107780.0）=2.511mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

二、小横杆的计算

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，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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=2.369kN

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=（1.2×0.038）×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m

=0.835×106/4491.0=186.009N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

均布荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=5.0×0.038×1050.004/（384×2.060×105×107780.000）=0.03mm

集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1711.350×1050.0×（3×1050.02-4×1050.02/9）/（72×2.06×105×107780.0）=3.167mm

最大挠度和

V=V1+V2=3.194mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

三、扣件抗滑力的计算

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8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=3.498kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:

单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

四、脚手架荷载标准值

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/m）；本例为0.1070

NG1=0.107×19.500=2.086kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2=0.150×10×1.500×（1.050+0.500）/2=1.744kN

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

NG3=0.150×1.500×10/2=1.125kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×19.500=0.146kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.101kN。

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=3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附录表D.4的规定采用：

W0=0.550

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附录表7.2.1的规定采用：

Uz=1.020

Us——风荷载体型系数：

Us=0.872

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×1.020×0.872=0.342kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×5.101+0.85×1.4×4.725=11.744kN

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

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×5.101+1.4×4.725=12.736kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经过计算得到风荷载产生的弯矩Mw=0.85×1.4×0.342×1.500×1.800×1.800/10=0.198kN.m

五、立杆的稳定性计算

1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=12.736kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

——由长细比，为3118/16=196；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=12736/（0.19×424）=158.503N/mm2；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=11.744kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；

　　k——计算长度附加系数，取1.155；

　　u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.239cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.491cm3；

——由长细比，为3118/16=196；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.198kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=11744/（0.19×424）+198000/4491=190.252N/mm2；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

六、连墙件的计算

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载标准值，wk=0.342kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×3.00=10.800m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5.000

经计算得到Nlw=5.178kN，连墙件轴向力计算值Nl=10.178kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=50.00/1.60的结果查表得到

=0.92；

A=4.24cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=79.494kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

八、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。

本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体500mm，支拉斜杆的支点距离墙体=2500mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4，截面抵抗矩W=185.00cm3，截面积A=30.60cm2。

受脚手架作用的联梁传递集中力N=26.18kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×30.60×0.0001×7.85×10=0.29kN/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）

悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）

悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R1=17.933kN,R2=39.259kN,R3=-3.274kN

最大弯矩Mmax=16.845kN.m

抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=16.845×106/（1.05×185000.0）+13.794×1000/3060.0=91.228N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

九、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下

其中

b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

b=1.65

由于

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值

b'=1.07-0.282/

b=0.899

经过计算得到强度

=16.85×106/（0.899×185000.00）=101.28N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算

<[f],满足要求!

十、支杆的受力计算

水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力RDi按照下面计算

其中RDicos

i为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。

各支点的支撑力RCi=RDisin

i

按照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为

RD1=22.624kN

十一、支杆的强度计算

斜压支杆的强度计算：

斜压支杆的轴力RD我们均取最大值进行计算，为RD=22.624kN

下面压杆以[12.6号槽钢计算，斜压杆的容许压力按照下式计算：

其中N——受压斜杆的轴心压力设计值，N=22.62kN；

——轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到

=0.11；

i——计算受压斜杆的截面回转半径，i=1.57cm；

l——受最大压力斜杆计算长度，l=4.10m；

A——受压斜杆净截面面积，A=15.69cm2；

——受压斜杆受压强度计算值，经计算得到结果是134.36N/mm2；

[f]——受压斜杆抗压强度设计值，f=215N/mm2；

受压斜杆的稳定性计算

<[f],满足要求!

斜撑杆的焊缝计算：

斜撑杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下

其中N为斜撑杆的轴向力，N=22.624kN；

lwt为焊接面积，取1569.00mm2；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2；

经过计算得到焊缝抗拉强度

=22624.25/1569.00=14.42N/mm2。

对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

十二、锚固段与楼板连接的计算

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=39.259kN

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，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[39259×4/（3.1416×50×2）]