SM安泰世界城A区高层区工程脚手架搭设专项方案

福建晋南市政建设有限公司 脚手架卸料平台施工方案目 录第一章 方案编制说明1第一节 编制依据及工程概况1第二节 使用材料1第三节 构造要求2第四节 搭设技术措施4第二章 计算书及技术交底部分7第一节 计算书7钢管落地脚手架计算书7普通型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算书19卸料平台计算书35第二节 架子搭设安全技术交底43第三节 卸料平台安全技术交底45第三章 脚手架、卸料平台验收、使用及管理部分45第一节 架子、卸料平台的验收、使用及管理45第一章 方案编制说明第一节 编制依据及工程概况一、编制依据：1、本工程建筑施工图；2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)；3、福建省建筑施工现场安全管理资料编写指南。二、工程概况：SM安泰世界城A区（高层区）工程位于晋江市福埔SM国际广场，建筑面积为75085，由1#、2#、3#、5#、6#楼及裙楼、地下室组成，主体结构为钢筋混凝土框剪结构，抗震设防烈度七度，耐火等级为地下一级，地上一级；该工程地下一层，地上十七二十一层（6#楼上部为17层，其余上部为21层）。地下室结构层高4.0米，地上部分层高3.0米，标准层层高3.0米。地下室顶板为结构双向板，设计地下室顶板混凝土强度等级C35，板厚350mm，地上部分楼板厚度100mm120mm，局部板厚150mm，设计楼板混凝土强度等级C30第二节 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(GB700-89)中Q235A钢的规定。每批钢材进场时，应有材质检验合格证。2、钢管选用外径48mm，壁厚3.0mm的焊接钢管。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.0m，小横杆长度1.5m。3、根据可铸铁分类及技术条件(GB978-67)的规定，扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。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、脚手板应采用竹串片脚手板，厚度不小于20mm，宽度大于等于1000mm，长度为2m，不得有开裂、腐朽。脚手板的两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各设两道箍。8、钢管及扣件报皮标准：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。9、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。10、型钢不允许随意的打眼、钻孔；第三节 构造要求1、本计算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范；2、施工中不允许超过设计荷载。3、立杆基础：3.1、外架支撑于地下室顶板上，保证地基不变形；3.2、立杆支承在120×50×30cm的道木上；3.3、场地平整不得积水。4、小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。而剪力撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定性的。并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。而连墙件则承受全部的风荷载。扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。5、本工程二层以上均为塔楼，本方案拟采用落地于地下室顶板上，支撑于地下室顶板的按落地式双排脚手架进行验算，搭设高度为30米。6、一层至十层采用全封闭双排外落地脚手架，十一层至十七层采用全封闭悬挑双排外脚手架，十七层以上至屋面采用全封闭悬挑双排外脚手架，三段（一段钢管落地架、上部两段普通型钢悬挑钢管脚手架）外脚手架组成本工程全高度范围内外脚手架体系。6.1落地架采用48×3.0mm双排钢管脚手架搭设，立杆横距b=1.05m，主杆纵距l=1.3m，内立杆距墙0.25m。脚手架步距h=1.8m，脚手板从地面2.0m开始每1.8m设一道（满铺），共13层，脚手架与建筑物主体结构采用连墙件采用双扣件、顶撑、钢管等组成的部件,其中扣件承受拉力,压力由顶撑、钢管等传递，连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3.9 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件。6.2  悬挑架采用48×3.0双排钢管脚手架搭设；悬挑水平钢梁采用16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 2.50 米；固定工字钢在楼面上用216的圆钢，距外墙边0.2米设置116的钢筋套环，距外墙边2.3米设置116的钢筋套环。悬挑水平钢梁上面采用直径大于14mm钢丝绳与主体结构拉结，悬挑水平钢梁钢丝绳拉结点距离建筑物 1.2 m。本悬挑架全高度内卸荷一次，卸荷高度9m。脚手架与建筑物主体结构连墙件采用双扣件、顶撑、钢管等组成的部件,其中扣件承受拉力,压力由顶撑、钢管等传递，连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3.9 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件。7. 卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此必须严格地进行设计和验算。卸料平台主梁材料类型及型号：16号工字钢；次梁材料类型及型号：14a号槽钢槽口水平；次梁水平间距ld(m)：0.50，建筑物与次梁的最大允许距离le(m)：1.20。水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：3.50，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：1.50, 次梁悬臂Mc（m）：0.00；内侧钢绳与墙的距离(m)：1.00，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：1.20；上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：3.00；脚手板类别：木脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.35；栏杆、挡板类别：木脚手板挡板。第四节 搭设工艺流程、搭设图1、架子搭设工艺流程：在牢固的地基弹线、立杆定位摆放扫地杆竖立杆并与扫地杆扣紧装扫地小横杆，并与立杆和扫地杆扣紧装第一步大横杆并与各立杆扣紧安第一步小横杆安第二步大横杆安第二步小横杆加设临时斜撑杆，上端与第二步大横杆扣紧(装设与柱连接杆后拆除)安第三、四步大横杆和小横杆安装二层与柱拉杆接立杆加设剪力撑铺设脚手板，绑扎防护及档脚板、立挂安全网。2、架体与建筑物的拉结 采用连墙件采用双扣件、顶撑、钢管等组成的部件,其中扣件承受拉力,压力由顶撑、钢管等传递。3、安全网（1）挂设要求：安全网应挂设严密，用塑料蔑绑扎牢固，不得漏眼绑扎，两网连接处应绑在同一杆件上。安全网要挂设在棚架内侧。（2）脚手架与施工层之间要按验收标准设置封闭平网，防止杂物下跌。4、安全挡板：通道口及靠近建筑物的露天作业场地要搭设安全挡板，通道口挡板需向两侧各伸出1M，向外伸出3M。5、搭设图第四节 搭设技术措施1、外架搭设(1)立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。(2)立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采取对接扣件，对接应符合下要求：立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立杆接头不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3，同一步内不允许有二个接头。(3)立杆顶端应高出建筑物屋顶1.5m。(4)脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应用直角扣件固定在距垫铁块表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。(5)大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧，大横杆长度不宜小于3跨，并不小于6m。(6)大横杆对接扣件连接、对接应符合以下要求：对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm。并应避免设在纵向水平跨的跨中。(7)架子四周大横杆的纵向水平高差不超过500mm，同一排大横杆的水平偏差不得大于1/300。(8)小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上。(9)每一主节点(即立杆、大横杆交汇处)处必须设置一小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150mm，靠墙一侧的外伸长度不应大于250mm，外架立面外伸长度以100mm为宜。操作层上非主节点处的横向水平杆宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于立杆间距的1/2，施工层小横杆间距为1m。(10)脚手板一般应设置在三根以上小横杆上，当脚手板长度小于2m时，可采用两根小横杆，并应将脚手板两端与其可靠固定，以防倾翻。脚手板平铺，应铺满铺稳，靠墙一侧离墙面距离不应大于150mm，拐角要交圈，不得有探头板。(11)搭设中每隔一层外架要及时与结构进行牢固拉结，以保证搭设过程中的安全，要随搭随校正杆件的垂直度和水平偏差，适度拧紧扣件。(12)拉杆必须从第一层与窗口连接，拉杆与脚手架连接的一端可稍微下斜，不容许向上翘起。保证垂直4m、水平6m拉接。(13)脚手架的外立面的两端各设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置；中间每道剪刀撑的净距不应大于15m。(14)剪刀撑的接头除顶层可以采用搭接外，其余各接头均必须采用对接扣件连接。(15)剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。(16)用于大横杆对接的扣件开口，应朝架子内侧，螺栓向上，避免开口朝上，以防雨水进人，导致扣件锈蚀、锈腐后强度减弱，直角扣件不得朝上。(17)外架施工层应满铺脚手板，脚手架外侧设防护栏杆一道和挡脚板一道，栏杆上皮高1.2m，挡脚板高不应小于180mm。栏杆上立挂安全网，网的下口与建筑物挂搭封严(即形成兜网)或立网底部压在作业面脚手板下，再在操作层脚手板下另设一道固定安全网。（18）剪刀撑在脚手架外侧交叉成十字形的双杆互相交叉并与地面成45°60°夹角。作用是把脚手架连成整体，增加脚手架的整体稳定。2、过门洞的处理过门洞，双排脚手架可挑空1.2根立杆，即在第一步大横杆处断开。悬空的立杆处用斜杆撑顶，逐根连接三步以上的大横杆，以使荷载分布在两侧立杆上，斜杆下端与地面的夹角要成60°左右，凡斜杆与立杆、大横杆相交处均应扣接。3、过窗洞的处理单排脚手架遇窗洞时，可增设立杆或吊设一根短大横杆，将荷载传递到两侧的小横杆若窗洞宽超过1.5m时，应于室内加设立杆(底部加铺垫木)和大横杆来承担小横杆传来的荷载。4、脚手架的避雷设置在脚手架的四个角方向的底部提前预设四处避雷接地引出线端头，引下线与建筑物的设计避雷带用镀锌扁铁焊接，待脚手架搭设至一定高度是在脚手架的角杆上方焊接避雷针并与下端避雷接地体引上线做电气连接。基本能够起到避雷效果。第二章 计算书及技术交底部分第一节 计算书钢管落地脚手架计算书扣件式钢管落地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)、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)等编制。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 30 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：横距Lb为 1.05m，纵距La为1.3m，大小横杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.25m；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 48×3.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3.9 m，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活荷载标准值:2.000 kN/m2； 同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处福建晋江，基本风压0.61 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.693；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1190；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；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板类别:竹串片脚手板；栏杆挡板类别:竹串片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033；脚手板铺设总层数:13；5.承重混凝土板参数板类型：双向板；板单元计算宽度Bc(m)：8.4m；板单元计算长度Bl(m)：8.4m；板厚度h(mm)：350；混凝土成型龄期TB(天)：28；混凝土强度等级：XB=C35；混凝土强度实测值fck(MPa)：16.7；钢筋位置 配筋量及等级 每米宽钢筋面积（mm2）X向正筋 HRB40016200 ASX=1005.5Y向正筋 HRB40016200 ASY=1005.5X向负筋 HRB40012200 ASX'=565.5Y向负筋 HRB40014200 ASY'=769.5 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=0.033 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/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=0.08×0.166×1.32+0.10×0.98×1.32 =0.188 kN·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= -0.10×0.166×1.32-0.117×0.98×1.32 =-0.222 kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.188×106,0.222×106)/4490=49.443 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 49.443 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.138 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.7 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.677×0.138×13004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.7×13004/(100×2.06×105×107800) = 1.012 mm；大横杆的最大挠度 1.012 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1300/150 mm与10 mm，满足要求！三、小横杆的计算根据JGJ130-2001第条规定，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= 0.033×1.3 = 0.043 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.3/(2+1)=0.137 kN；活荷载标准值：Q=2×1.05×1.3/(2+1) =0.910 kN；集中荷载的设计值: P=1.2×(0.043+0.136)+1.4 ×0.91 = 1.49 kN； 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与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 = ql2/8Mqmax = 1.2×0.033×1.052/8 = 0.006 kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 1.49×1.05/3 = 0.521 kN·m ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.527 kN·m；最大应力计算值 = M / W = 0.527×106/4490=117.354 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =117.354 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/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与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:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.043+0.136+0.91 = 1.09 kN；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:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1089.79×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 2.016 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.016 = 2.04 mm；小横杆的最大挠度为 2.04 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；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 = 0.033×1.3×2/2=0.043 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.05/2=0.017 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.3/2=0.205 kN；活荷载标准值: Q = 2×1.05×1.3 /2 = 1.365 kN；荷载的设计值: R=1.2×(0.043+0.017+0.205)+1.4×1.365=2.23 kN；R < 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载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0.119kN/m NG1 = 0.1190+(1.30×2/2)×0.033/1.80×30.00 = 4.292kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3×13×1.3×(1.05+0.2)/2 = 3.296 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹串片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.15×13×1.3/2 = 1.268 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.3×30 = 0.195 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 9.05 kN；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 = 2×1.05×1.3×2/2 = 2.73 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×9.05+ 0.85×1.4×2.73= 14.108 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.05+1.4×2.73=14.681kN；六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.61 kN/m2； z - 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：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.693；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 ×0.61×0.74×0.693 = 0.219 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.219×1.3×1.82/10 = 0.11 kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 14.108 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 14.681kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 14108.1/(0.188×424)+109755.97/4490 = 201.433 N/mm2；立杆稳定性计算 = 201.433 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 14681.4/(0.188×424)=184.181 N/mm2；立杆稳定性计算 = 184.181 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、最大搭设高度的计算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：Hs = Af - (1.2NG2k + 0.85×1.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为：NG2K = NG2+NG3+NG4 = 4.758 kN；活荷载标准值 ：NQ = 2.73 kN；每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.119 kN/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.11 /(1.4 × 0.85) = 0.092 kN·m；Hs =( 0.188×4.24×10-4×205×103-(1.2×4.758+0.85×1.4×(2.73+0.188×4.24×100×0.092/4.49)/(1.2×0.119)=38.054 m；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：H = Hs /(1+0.001Hs)H = 38.054 /(1+0.001×38.054)=36.659 m；H= 36.659 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 H =36.659 m。脚手架单立杆搭设高度为30m，小于H，满足要求！八、连墙件的稳定性计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.693，00.61，Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.92×0.693×0.61 = 0.272 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 14.04 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 5.351 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 10.351 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = ·A·f其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 250/15.9的结果查表得到 =0.958，l为内排架距离墙的长度； A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×4.24×10-4×205×103 = 83.269 kN；Nl = 10.351 < Nf = 83.269,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 10.351小于双扣件的抗滑力 12 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图九、混凝土板强度验算 单根立杆传递荷载代表值(kN)：NL=NG+NQ=9.05+2.73=11.78kN；混凝土板活荷载设计值(kN/m2)：QB=1.4×2×NL/(La×Lb)×(Lb×Bc)/(0.49×Bc×Bl)+Qk=1.4×11.78/(1.3×1.05)×(1.05×8.4)/(0.49×8.4×8.4)+0=3.082kN/m2；混凝土板恒载设计值：(kN/m2)：GB=1.2×h0/1000×25=10.5kN/m2；GB'=GB+QB/2=10.5+3.082/2=12.041kN/m2；GQ=GB+QB=10.5+3.082=13.582kN/m2；QB'= QB/2=3.082/2=1.541kN/m2；四边铰支：mq1=0.037；mq2=0.037；四边固定：m1=0.018；m2=0.018；m1'= -0.051；m2'=-0.051；M1=(m1+×m2)×GB'×Bc2+(mq1+×mq2)×QB'×Bc2=22.75kN/m2；M2=(m2+×m1)×GB'×Bc2+(mq2+×mq1)×QB'×Bc2=22.75kN/m2；M1'=m1'×GQ×Bc2=-49.163kN/m2；M2'=m2'×GQ×Bc2=-49.163kN/m2；依据工程结构设计原理板的正截面极限计算公式为：Mu=1sfyAsh0Mu=1fcb(h0-/2)+fy'As'(h0-s')；Mu=fyAs(h0-s')（当<2s'时，采用此公式）；式中Mu -板正截面极限承载弯矩； 1 -截面最大正应力值与混凝土抗压强度fc的比值，低于C50混凝土1取1.0； s' -纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离默认取20mm； fc -混凝土抗压强度标准值，参照上述修正系数修改； fy' -受压区钢筋抗拉强度标准值； As'-受压区钢筋总面积； -混凝土受压区高度，=Asfyh0/(1fcbh0+fy'As') s -截面内力臂系数，s=1-0.5，=Asfy/(1bh0) fy -钢筋抗拉强度标准值； As-受拉钢筋总面积； h0 -计算单元截面有效高度，短跨方向取h-20mm，长跨方向取h-30mm，其中h是板厚；M1=0.80×M1U=0.80×1.00×1-0.5×1005.500×360.00/(1.00×1000×320×16.70)×360.000×1005.50×320/1000000=89.528kN·m；M2=0.80×M2U=0.80×1.00×1-0.5×1005.500×360.00/(1.00×1000×330×16.70)×360.000×1005.50×330/1000000=92.424kN·m；M1'=0.80×M1u'=0.80×360.00×769.500×(320-20)/1000000=66.485kN·m；M2'=0.80×M2u'=0.80×360.00×565.500×(330-20)/1000000=50.488kN·m；所以有：M1<M1，M2<M2，|M1'|<M1', |M2'|<M2'，此混凝土板是满足承载能力要求。普通型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算书型钢悬挑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(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、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 18 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.3m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.25 m；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 48×3.0； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3.9 m，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):2.000；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处福建晋江市，基本风压0.7 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1190；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；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:10 层；脚手板类别:竹串片脚手板；栏杆挡板类别:竹串片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 2.5 m。锚固压点螺栓直径(mm):16.00；楼板混凝土标号:C30；6.拉绳与支杆参数 钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。 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=0.033 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/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=0.08×0.166×1.32+0.10×0.98×1.32 =0.188 kN·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= -0.10×0.166×1.32-0.117×0.98×1.32 =-0.222 kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.188×106,0.222×106)/4490=49.443 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 49.443 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.138 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.7 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.677×0.138×13004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.7×13004/(100×2.06×105×107800) = 1.012 mm；大横杆的最大挠度 1.012 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1300/150 mm与10 mm，满足要求！ 三、小横杆的计算根据JGJ130-2001第条规定，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= 0.033×1.3 = 0.043 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.3/(2+1)=0.137 kN；活荷载标准值：Q=2×1.05×1.3/(2+1) =0.910 kN；集中荷载的设计值: P=1.2×(0.043+0.136)+1.4 ×0.91 = 1.49 kN； 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与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 = ql2/8Mqmax = 1.2×0.033×1.052/8 = 0.006 kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 1.49×1.05/3 = 0.521 kN·m ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.527 kN·m；最大应力计算值 = M / W = 0.527×106/4490=117.354 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =117.354 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/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与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:qmax = 5ql4/384EIqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.043+0.136+0.91 = 1.09 kN；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:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1089.79×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×107800) = 2.016 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.016 = 2.04 mm；小横杆的最大挠度为 2.04 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！ 四、扣件抗滑力的计算按规范表,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；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 = 0.033×1.3×2/2=0.043 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.05/2=0.017 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.3/2=0.205 kN；活荷载标准值: Q = 2×1.05×1.3 /2 = 1.365 kN；荷载的设计值: R=1.2×(0.043+0.017+0.205)+1.4×1.365=2.23 kN；R < 8.00 kN，单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0.119kN/m NG1 = 0.1190+(1.30×2/2)×0.033/1.80×18.00 = 2.575kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3×10×1.3×(1.05+0.2)/2 = 2.535 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹串片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.15×10×1.3/2 = 0.975 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.3×18 = 0.117 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.202 kN；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 = 2×1.05×1.3×2/2 = 2.73 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.202+ 0.85×1.4×2.73= 10.691 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.202+1.4×2.73=11.264kN；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1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。卸荷净高度为9m; 经过计算得到a1=arctg3.000/(1.050+0.250)=66.571度a2=arctg3.000/0.250=85.236度卸荷处立杆轴向力为：P1 = P2 = 1.5×10.691×9/18 =8.018 kN；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 = 8.018/0.918 = 8.739 kNT2 = P2/sina2 = 8.018/0.997 = 8.046 kNG1 = P1/tana1 = 8.018/2.308 = 3.475 kNG2 = P2/tana2 = 8.018/12.000 = 0.668 kN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 =8.739 kN。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)； - 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 8.739kN，=0.82，K=10，得到：选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d =(2×8.739×10.000/0.820)0.5 = 14.6 mm。吊环强度计算公式为： = 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 = 50 N/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=0.5d2；选择吊环的最小直径要为：d =(2×Fg/f/)0.5 =（2×8.739×103/50/3.142）0.5 = 10.5 mm。钢丝绳最小直径为 14.6 mm，必须拉紧至 8.739 kN，吊环直径为 12.0 mm。七、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7z·s·0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.7 kN/m2； z - 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：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 ×0.7×0.74×0.214 = 0.078 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.078×1.3×1.82/10 = 0.039 kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.691×9/18 =5.345 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = 11.264×9/18 =5.632kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.188立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 5345.49/(0.188×424)+38893.488/4490 = 75.722 N/mm2；立杆稳定性计算 = 75.722 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 5632.14/(0.188×424)=70.656 N/mm2；立杆稳定性计算 = 70.656 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！八、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.7，Wk = 0.7z·s·0=0.7 ×0.92×0.214×0.7 = 0.096 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 14.04 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4×Wk×Aw = 1.896 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.896 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = ·A·f其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 250/15.9的结果查表得到 =0.958，l为内排架距离墙的长度； A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×4.24×10-4×205×103 = 83.269 kN；Nl = 6.896 < Nf = 83.269,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 6.896小于双扣件的抗滑力 12 kN，满足要求！