扣件式钢管悬挑脚手架计算书.docx
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扣件式钢管悬挑脚手架计算书
五方校园广场
脚
手
架
施
工
方
案
施工单位：
绵阳市富阳建筑工程有限公司
审核人：
编制人：
五方校园广场脚手架施工方案
1、编制依据
1.1．施工图纸
图纸名称
设计单位
五方校园广场工程施工图纸
四川纵桓建筑设计有限责任公司
1.2．施工组织设计
施组名称
编制日期
编制人
五方校园广场工程施工组织设计
2012.5
李江蓉
1.3．主要规范、规程
序号
规范、规程名称
规范、规程编号
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规程》
JGJ130-2001
2、工程概况
2.1设计概况
序号
项目
内容
1
建筑功能
商务酒店式公寓及商场
2
使用年限
50年
3
建筑面积（m2）
总建筑面积
约64000
4
建筑层数
地下
2层
地上
11层
5
建筑层高（m）
地下二层
3.7
地下一层
3.7
一层
6
二层
6
三层~11层
3.3
机房层
3.05
6
建筑高度（m）
绝对标高±0.0
529.4
室内外高差
0.15
基底标高
-10
檐口标高
44
建筑总高
47.1
8
结构形式
基础结构形式
独立基础
主体结构形式
框架结构
楼盖结构形式
现浇梁板结构
一、脚手架施工方案的选择
1.1结合本工程的结构特点，2#楼一单元建筑檐高为18米，为了不影响地下室土方回填施工，现就2#楼1单元副楼（商场部分）的脚手架搭设方式做以下施工方案。
1.2从第二层结构楼面层开始采用钢管悬挑式脚手架，悬挑高度为13.5米，支撑杆的支撑点为一层结构的楼面。
1.3为了保证施工安全和质量，该方案采用安全计算软件计算，计算书详见后。
二、搭设材料
1、搭设脚手架全部采用48mm,壁厚3.5mm的钢管,挑型钢采用14#工字钢,其质量符合现行国家标准规定.
2、脚手架钢管的尺寸、横向水平杆最大长度2.2m,其它杆最大长度为6m,每根6米钢管的最大质量不小于23KG.
3、钢管表面平直光滑，无裂缝、结疤、分层、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕。
4、钢管上严禁打孔，钢管在使用前先涂刷防锈漆。
5、扣件材质必须符合《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定。
（1）新扣件具有生产许可证，法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。
对扣件质量怀疑时，按现行国家规定标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）规定抽样检测。
对不合格品禁止使用。
（2）旧扣件使用前，先进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺拴进行更换处理。
（3）撙、旧扣件均进行防锈处理。
6、脚手片用毛竹，无发霉、腐蚀。
7、密目式安全网必须有建设主管部门认证的产品。
三、地基和基础
立杆基础为一层结构砼，不许考虑承载力问题。
四、脚手架设计尺寸
1、脚手架底步距为1.8m，其余每步为1.8m。
2、立杆纵距为1.5m,横距为1m。
3、防护杆从第二步起设置为0.9m，顶排防护栏不少于二道,高度为0.9m。
4、剪刀撑设置为间距为9m（6距）一排连续支撑。
5、边墙杆件设置竖向为每层、水平向为四跨。
五、纵向、横向水平杆、脚手板、防护栏杆、踢脚杆
1、纵向水平设置在立杆内侧，其长度不小于3跨。
纵向水平杆接长采用对接扣件连接，交错布置，两根相邻纵向水平接头设置相互错开不小于500MM，各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。
2、纵向搭接长度不小于1米，并等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不小于100MM。
3、纵向水平杆的各节点采用直角扣件固定在横向水平杆上。
4、横向水平杆的各个节点处必须调协并采用直角扣件扣接且严禁拆除。
5、脚手片的必须垂直于墙现横向铺设，满铺到位，不留空位。
四角用18铁丝双股并联绑扎固定在纵向水平杆上，要求绑扎牢固，交接处平整，无空头板。
6、脚手片底层满铺，中间每隔三层，操作层的上下层顶层都必须满铺。
7、脚手片外侧自第二步起必须设1.2M高同材质的防护栏和200mm高处的踢脚杆。
六、立杆
1、每根立杆垂直稳放在垫板上。
2、脚手架里立杆距离墙体净距为20CM，大于20CM处的须铺凤站人脚手片，并设置平稳牢固。
3、脚手架怕须设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底坐上不大于200处的立杆上。
横向扫地亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立村杆上，当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延伸长两跨和立杆固定，高低差不小于1M，靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500MM。
4、立杆必须用连墙件和建筑可靠连接。
5、立杆接长除顶层步可采用搭接外，其余各层步接头必须用
（1）对接扣件连接。
对接、搭接均须符合下列规定。
立杆上的对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头要相互错开，不设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3。
七、连墙件
1、连墙件数量的设置，坚向间距为每层，横向间距为4跨。
2、边墙件的布置：
（1）宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300MM。
（2）应从底层第一步纵向水平杆处开始设置。
（3）家优先采用菱形布置，也可采用方形，矩形布置。
（4）一字型、开口型脚手架的两端必须设连墙头杆，连墙件的垂直距不应大于建筑物的层高，并不应大于4M（2步）。
（5）采用刚性连墙件和建筑物可靠连接，可采用钢筋预埋或砼中，钢筋和钢管焊接配合使用的附墙连接方式。
八、剪刀撑、安全网
1、每道剪刀撑越立杆的根数6根（小于9M）。
2、和地面的角在45°~60°之间。
3、应在外侧立面整个长度和高差上连接设剪刀撑。
4、剪刀撑杆的接长宜采用搭接，搭接长度不应小于1M；两根撑杆须交错布置，同立杆的交错相同。
5、剪刀斜杆使用旋转件固定在和相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150MM。
6、一字型、开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道。
7、脚手架外侧必须用建设主管部门认证的合格的密目式安全网封闭，且应将安全网固定在脚手架外立杆里侧，使用18#铅丝张持严密。
8、砼浇筑施工层满铺水平安全网，以防坠落。
九、斜道
1、采用之字型斜道，宜附着外脚手架或建筑物设置。
2、人行斜道宽度不宜小于1M，坡度宜采用1：
3。
3、拐弯处应设置平台，其宽度不小于斜道宽度。
4、斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及踢脚杆，栏杆高度应为1.2M,踢脚杆高度仅为0.3MM,内侧应挂密目网封闭。
5、脚手板模铺进，应在横向水平增设纵向支支杆，纵向支托杆间距不应大于500MM。
6、脚手板上应每隔250~300mm设置一根防滑木条，木条厚度为20~30MM。
十、避雷装置
1、脚手架顶部高于2M，四角设置（长度大于35M，应中间设1根）避雷针。
2、用16㎡黄绿双色铜蕊线作引下线途中用磁瓶，导线绑扎。
3、接线装置的接地线使用采用三根导体，在不同点和接地体作电气连接，垂直接地体应采用4*40角钢、钢管或22圆钢，长度2.2M,不得采用螺纹钢,接地电阻不大于4欧.
十一、脚手架搭设质量和安全要求
脚手架的搭设应将质量要求和安全要求有机地统一起来，确保搭设过程以及以后的使用和拆除过程的安全和适用。
1、搭设前，单位工程负责人应按脚手架搭拆方案的要求，对架子工进行安全技术方案，交义双方履行签字手续。
2、熟悉图纸和施工现场看，掌握建筑平面和立面的构造特点，环境条件，按照《建筑施工施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中构造要求，决定脚手架步距等等，具体施搭设步骤。
3、材料准备，对进场的钢管、扣件、脚手架、安全网等进行检查验民。
4、搭设场地准备。
根据脚手架搭高度、搭设场地质情况和现行国家标准（地基和基础
施工及验收规范》（JBJ202）做好脚手架地基和基础的施工要求，竖实平整，不积水，砼硬化，经验后合格后，按方案的要求放线定位。
5、架子工应持有效的物种作业人员操作证上岗作业。
必须戴好安全带、必须穿鞋，
严禁穿塑料底鞋，皮鞋等硬易滑的鞋子登高作业。
操作工具及小零件要放在工具袋内，扎紧衣袖口，领口以及裤腿口，以防钩挂发生危险。
（二）搭设过程中的质量和安全要求
1、扣件式双排钢管脚夫手架搭设一般顺序：
里立杆--外立杆--小横杆--大横杆--扫地杆
--脚手片--防护栏杆和踢脚夫杆--连墙杆--安全网。
2、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，保证搭设过程中和稳定性。
3、脚手架搭设中累计误差超过允许偏差，难红杏出墙纠正，每搭完一步脚夫手架后，按规定校步距、纵距、横距、立杆的垂直度。
4、竖立杆时使用研由两个配合操作、大、小横杆和立杆连接时，也必须两人配合。
5、当有六级六级以上大风和雾、雨或雪雨、雪天气时，应停止脚手架搭设作业。
雨、雪后上架作业应注意防滑，并采取防滑措施。
6、非操作层脚夫手架上严禁不住堆放材料，且必须保持清洁，操作层脚手架上材料堆放不能集中，不能超高，堆放要稳固，每平方米的堆放不得超过300KG，工作完成后及时清除干净。
7、脚手架搭设后由施工企业组织分段验收（一般不超过3步架），办理验收手续。
验收表中应写验收的部位，内容量化，验收人员履行验收签字手续。
验收不合格和，应在整改完毕后重新填写验收表。
脚手架验收合格牌后方可使用。
十二、拆除方案
1、外架拆除前应由单位工程负责人召集有关人员对架子工程进行全面检查签证确认，建筑物施工完毕且需要使用时，脚手架方可拆除。
2、拆除脚手架应设警戒，张挂醒目的警戒标志，禁止非操作人员通行和地面施工人员能行，并有专人负责警戒。
3、长立杆、斜杆的拆除应由二人配合进行，不宜单独作业，下班时应检查是否牢固，必要时应加设临时固定支撑，防止意外。
4、拆除外架前应将通道口上的存留材料杂物清除，按自上而下先装后拆，后装先拆的顺序。
5、拆除顺序为：
安全网--踢脚杆--防护栏杆--剪刀撑--脚手片--搁栅杆--连墙杆--大横杆--小横杆--立杆，自上而下拆除，一步一清，不得采用踏步式拆除，不准上，下同时作业。
6、如遇强风、雨、雪等气候，不能进行外架拆除。
7、拆卸的钢管和扣件应分类堆放，严禁高空抛掷。
8、吊下的钢管和扣件运到地面时应及时按品种规格堆放整齐。
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）、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。
一、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为13.5m，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.85m，立杆的步距为1.5m；
内排架距离墙长度为0.30m；
大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；
采用的钢管类型为Φ48×3.5；
横杆和立杆连接方式为双扣件；取双扣件抗滑承载力调整系数0.75；
连墙件布置取两步两跨，竖向间距3m，水平间距3m，采用扣件连接；
连墙件连接方式为双扣件；
2.活荷载参数
施工均布荷载（kN/m2）:
3.000；脚手架用途:
结构脚手架；
同时施工层数:
1层；
3.风荷载参数
本工程地处四川绵阳市，基本风压0.3kN/m2；
风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.74，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.251；
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:
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；
安全设施和安全网自重标准值（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:
竹笆片脚手板挡板；
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用Φ48×3.5钢管，其中建筑物外悬挑段长度1.2m，建筑物内锚固段长度2.3m。
锚固压点压环钢筋直径（mm）:
14.00；
楼板混凝土标号:
C30；
6.拉绳和支杆参数
支撑数量为:
1；
悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳、下面采用支杆和建筑物联结。
钢丝绳安全系数取:
6.000；
钢丝绳和墙支点距离为（m）:
5.800；
支杆和墙支点距离为（m）:
5.800；
最里面支点距离建筑物1.1m,支杆采用48×4mm钢管。
二、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=0.3×0.85/（2+1）=0.085kN/m；
活荷载标准值:
Q=3×0.85/（2+1）=0.85kN/m；
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.085=0.148kN/m；
活荷载的设计值:
q2=1.4×0.85=1.19kN/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:
M1max=0.08q1l2+0.10q2l2
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.148×1.52+0.10×1.19×1.52=0.294kN·m；
支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.148×1.52-0.117×1.19×1.52=-0.347kN·m；
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
σ=Max（0.294×106,0.347×106）/5080=68.307N/mm2；
大横杆的最大弯曲应力为σ=68.307N/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：
νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI
其中：
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.038+0.085=0.123kN/m；
活荷载标准值:
q2=Q=0.85kN/m；
最大挠度计算值为：
ν=0.677×0.123×15004/（100×2.06×105×121900）+0.990×0.85×15004/（100×2.06×105×121900）=1.865mm；
大横杆的最大挠度1.865mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm和10mm，满足要求！
三、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=0.3×0.85×1.5/（2+1）=0.128kN；
活荷载标准值：
Q=3×0.85×1.5/（2+1）=1.275kN；
集中荷载的设计值:
P=1.2×（0.058+0.128）+1.4×1.275=2.007kN；
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和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=ql2/8
Mqmax=1.2×0.038×0.852/8=0.004kN·m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=Pl/3
Mpmax=2.007×0.85/3=0.569kN·m；
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.573kN·m；
最大应力计算值σ=M/W=0.573×106/5080=112.765N/mm2；
小横杆的最大弯曲应力σ=112.765N/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和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:
νqmax=5ql4/384EI
νqmax=5×0.038×8504/（384×2.06×105×121900）=0.01mm；
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.128+1.275=1.46kN；
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:
νpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI
νpmax=1460.1×850×（3×8502-4×8502/9）/（72×2.06×105×121900）=1.267mm；
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.01+1.267=1.278mm；
小横杆的最大挠度为1.278mm小于小横杆的最大容许挠度850/150=5.667和10mm,满足要求！
四、扣件抗滑力的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。
纵向或横向水平杆和立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN；
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=0.038×1.5×2/2=0.058kN；
小横杆的自重标准值:
P2=0.038×0.85/2=0.016kN；
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×0.85×1.5/2=0.191kN；
活荷载标准值:
Q=3×0.85×1.5/2=1.912kN；
荷载的设计值:
R=1.2×（0.058+0.016+0.191）+1.4×1.912=2.996kN；
R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、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，为0.1394kN/m
NG1=[0.1394+（1.50×2/2）×0.038/1.50]×13.50=2.400kN；
（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2
NG2=0.3×2×1.5×（0.85+0.3）/2=0.518kN；
（3）栏杆和挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m
NG3=0.15×2×1.5/2=0.225kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:
0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×13.5=0.101kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.244kN；
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×0.85×1.5×1/2=1.912kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.244+0.85×1.4×1.912=6.169kN；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.244+1.4×1.912=6.57kN；
六、钢丝绳卸荷计算（因此内容在规范以外，故仅供参考）:
钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。
在脚手架全高范围内卸荷2次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以卸荷吊点分段计算。
第1次卸荷净高度为5m;
第2次卸荷净高度为2.5m;
经过计算得到
a1=arctg[3.000/（0.850+0.300）]=69.027度
a2=arctg[3.000/0.300]=84.289度
第1次卸荷处立杆轴向力为：
P1=P2=1.5×6.169×5/13.5=3.427kN；
kx为不均匀系数，取1.5
各吊点位置处内力计算为（kN）：
T1=P1/sina1=3.427/0.934=3.670kN
T2=P2/sina2=3.427/0.995=3.444kN
G1=P1/tana1=3.427/2.609=1.314kN
G2=P2/tana2=3.427/10.000=0.343kN
其中T钢丝绳轴向拉力，G钢丝绳水平分力。
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为[Fg]=T1=3.670kN。
钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
[Fg]=aFg/K
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，取0.82；
K--钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取3.67kN，α=0.82，K=6，得到：
选择卸荷钢丝绳的最小直径为：
d=（2×3.670×6.000/0.820）0.5=7.3mm。
吊环强度计算公式为：
σ=N/A≤[f]
其中[f]--吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；
N--吊环上承受的荷载等于[Fg]；
A--吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；
选择吊环的最小直径要为：
d=（2×[Fg]/[f]/π）0.5=（2×3.670×103/50/3.142）0.5=6.8mm。
第1次卸荷钢丝绳最小直径为7.3mm，必须拉紧至3.670kN，吊环直径为8.0mm。
根据各次卸荷高度得：
第2次卸荷钢丝绳最小直径为5.2mm，必须拉紧至1.835kN，吊环直径为6.0mm。
七、立杆的稳定性计算:
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
ω0=0.3kN/m2；
μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（G
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