上海某公安局办公楼大修工程施工组织设计精品文档.docx

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第一章

24米三角支架悬挑脚手架

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）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24.0米，立杆采采用单立管。

搭设尺寸为:

立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.55米，立杆的步距1.80米。

采采用的钢管类型为φ48×3.5，连墙件采采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

施工均布荷载为1.5kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设13层。

悬挑水平钢梁采采用12.6号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.90米，建筑物内锚固段长度0.10米。

悬挑水平钢梁采采用支杆与建筑物拉结，最外面支杆距离建筑物1.60m，支杆采采用钢管60.0×4.0MM。

第1节一、大横杆的计算:

大横杆按照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=0.150×1.550/3=0.078kN/m

活荷载标准值Q=1.500×1.550/3=0.775kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.078=0.139kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×0.775=1.085kN/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采用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×0.139+0.10×1.085）×1.5002=0.269kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.139+0.117×1.085）×1.5002=-0.317kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:

=0.317×106/5080.0=62.386N/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采用下的挠度

计算公式如下:

静荷载标准值q1=0.038+0.078=0.116kN/m

活荷载标准值q2=0.775kN/m

三跨连续梁均布荷载作采用下的最大挠度

V=（0.677×0.116+0.990×0.775）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=1.705MM

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10MM,满足要求!

第2节二、小横杆的计算:

小横杆按照照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

采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=0.150×1.550×1.500/3=0.116kN

活荷载标准值Q=1.500×1.550×1.500/3=1.162kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.116+1.4×1.162=1.836kN

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:

Mqmax=ql2/8

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=（1.2×0.038）×1.5502/8+1.836×1.550/3=0.963kN.m

=0.963×106/5080.0=189.469N/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=5.0×0.038×1550.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.12MM

集中荷载标准值P=0.058+0.116+1.162=1.336kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1336.350×1550.0×（3×1550.02-4×1550.02/9）/（72×2.06×105×121900.0）=7.034MM

最大挠度和

V=V1+V2=7.149MM

小横杆的最大挠度小于1550.0/150与10MM,满足要求!

第3节三、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采用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.550=0.060kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.550×1.500/2=0.174kN

活荷载标准值Q=1.500×1.550×1.500/2=1.744kN

荷载的计算值R=1.2×0.060+1.2×0.174+1.4×1.744=2.722kN

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；

第4节四、脚手架荷载标准值:

作采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0.1248

NG1=0.125×24.000=2.995kN

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

NG2=0.150×13×1.500×（1.550+0.100）/2=2.413kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

NG3=0.110×1.500×13/2=1.072kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.003

NG4=0.003×1.500×24.000=0.108kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.589kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按照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=1.500×2×1.500×1.550/2=3.487kN

风荷载标准值应按照照以下公式计算

Wk=0.7Uz·U5·Wo

其中W0——基本风压（kN/m2），按照照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定

采采用:

W0=0.550

Uz——风荷载高度变化系数，按照照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规

定采采用:

Uz=1.770

Us——风荷载体型系数:

Us=0.546

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×1.770×0.546=0.372kN/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

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——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

第5节五、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=12.79kN；

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.16；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58CM；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.33m；

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=1.60；

A——立杆净截面面积，A=4.89CM2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.08CM3；

——钢管立杆受压强度计算值（N/MM2）；经计算得到

=159.47

[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=12.06kN；

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.16；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58CM；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.33m；

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=1.60

A——立杆净截面面积，A=4.89CM2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08CM3；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.215kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/MM2）；经计算得到

=192.70

[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!

第6节六、连墙件的计算:

连墙件的轴向力计算值应按照照下式计算:

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照照下式计算:

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.372kN/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=5.626kN，连墙件轴向力计算值Nl=10.626kN

连墙件轴向力设计值Nf=φA[f]

其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=10.00/1.58的结果查表得到φ=0.98；

A=4.89CM2；[f]=205.00N/MM2。

经过计算得到Nf=98.641kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=10.626kN大于扣件的抗滑力8.0kN，须采采用双扣件进行加固!

试验表明:

双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

连墙件扣件连接示意图

第7节七、悬挑梁的受力计算:

悬挑脚手架的水平钢梁按照照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分脚手架荷载N的作采用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本项目中，脚手架排距为1550MM，内侧脚手架距离墙体100MM，支拉斜杆的支点距离墙体=1600MM，

水平支撑梁的截面惯性矩I=488.43CM4，截面抵抗矩W=77.53CM3，截面积A=18.10CM2。

受脚手架集中荷载P=1.2×6.59+1.4×3.49=12.79kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×18.10×0.0001×7.85×10=0.17kN/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=13.755kN,R2=13.553kN,R3=-1.320kN

最大弯矩MMax=0.681kN.m

抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=0.681×106（1.05×77530.0）+7.336×1000/1810.0=12.422N/MM2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/MM2,满足要求!

第8节八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采采用12.6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，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到:

φb=2.00

由于φb大于0.6，按照照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值采用φb'查表得到其值为0.918

经过计算得到强度

=0.68×106/（0.918×77530.00）=9.58N/MM2；

水平钢梁的稳定性计算

<[f],满足要求!

第9节九、支杆的受力计算:

水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力RDi按照照下面计算

其中RDicosαi为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。

各支点的支撑力RCi=RDisinαi

按照照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为

RD1=15.589kN

第10节十、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=15.589kN

下面压杆以钢管60.0×4.0MM计算，斜压杆的容许压力按照照下式计算:

其中N——受压斜杆的轴心压力设计值，N=15.59kN；

φ——轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到φ=0.26；

i——计算受压斜杆的截面回转半径，i=2.05CM；

l——受最大压力斜杆计算长度，l=3.40m；

A——受压斜杆净截面面积，A=7.29CM2；

——受压斜杆受压强度计算值，经计算得到结果是82.40N/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!

第二章50米高落地脚手架

B类城市郊区，底部24米双管

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）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为50.0米，24.0米以下采采用双管立杆，24.0米以上采采用单管立杆。

搭设尺寸为:

立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.55米，立杆的步距1.80米。

采采用的钢管类型为φ48×3.5，连墙件采采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

施工均布荷载为1.5kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设28层。

第1节一、大横杆的计算:

大横杆按照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=0.150×1.550/3=0.078kN/m

活荷载标准值Q=1.500×1.550/3=0.775kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.078=0.139kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×0.775=1.085kN/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采用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下:

跨中最大弯矩为

M1=（0.08×0.139+0.10×1.085）×1.5002=0.269kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.139+0.117×1.085）×1.5002=-0.317kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:

=0.317×106/5080.0=62.386N/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采用下的挠度

计算公式如下:

静荷载标准值q1=0.038+0.078=0.116kN/m

活荷载标准值q2=0.775kN/m

三跨连续梁均布荷载作采用下的最大挠度

V=（0.677×0.116+0.990×0.775）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=1.705MM

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10MM,满足要求!

第2节二、小横杆的计算:

小横杆按照照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

采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=0.150×1.550×1.500/3=0.116kN

活荷载标准值Q=1.500×1.550×1.500/3=1.162kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.116+1.4×1.162=1.836kN

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）×1.5502/8+1.836×1.550/3=0.963kN.m

=0.963×106/5080.0=189.469N/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=5.0×0.038×1550.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.12MM

集中荷载标准值P=0.058+0.116+1.162=1.336kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1336.350×1550.0×（3×1550.02-4×1550.02/9）/（72×2.06×105×121900.0）=7.034MM

最大挠度和V=V1+V2=7.149MM

小横杆的最大挠度小于1550.0/150与10MM,满足要求!

第3节三、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采用力设计值；

1.荷载值计算

横杆的自重标准值P1=0.038×1.550=0.060kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.550×1.500/2=0.174kN

活荷载标准值Q=1.500×1.550×1.500/2=1.744kN

荷载的计算值R=1.2×0.060+1.2×0.174+1.4×1.744=2.722kN

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。

第4节四、脚手架荷载标准值:

作采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0.1248

NG1=0.125×50.000+24.000×0.0384=7.1616kN

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

NG2=0.150×28×1.500×1.500/2=4.725kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

NG3=0.110×1.500×28/2=2.310kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.003

NG4=0.003×1.500×50.000/2=0.1125kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=14.31kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按照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=1.500×2×1.500×1.500/2=3.375kN

风荷载标准值应按照照以下公式计算

Wk=0.7Uz·U5·W0

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

W0=0.550

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

Uz=1.560

Us——风荷载体型系数:

Us=0.546

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×1.560×0.546=0.328kN/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

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

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——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

第5节五、立杆的稳定性计算:

单双立杆交接位置和双立杆底部均需立杆稳定性计算。

参照施工手册计算方法，双立杆底部的钢管截面面积和模量按照照两倍的单钢管截面的0.7折减考虑。

1.不考虑风荷载时,

①底部立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=21.897kN；

φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.185；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58CM；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；

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=1.50；

A——立杆净截面面积，A=6.85CM2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=7.11CM3；

——钢管立杆受压强度计算值（N/MM2）；经计算得到

=172.9

[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单双立杆交接位置的立杆稳定性计算

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1248

NG1=0.1248×26.0=3.2448kN

脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

NG2=0.150×15×1.500×1.500/2=2.53kN

栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

NG3=0.110×1.500×15/2=1.24kN

吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.003

NG4=0.003×1.500×26.0/2=0.0585kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.073kN

活荷载标准值N