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1、XX市行政中心大樓腳手架搭設方案廣東省XX建筑工程有限公司編 制審 批20042181、工程概況.xx市行政中心大樓及會議接待中心工程位于浙江省xx市臨城新區,總建筑面積約為58000m2，地下1 層，地上為26 層，主樓高度為99m，裙房高度為21m，采用現澆框架剪力墻結構體系，主樓由二座塔樓組成，在21 層處由空中連廊相連，塔樓呈長方形。2、腳手架的選擇目前高層腳手架主要采用附著升降腳手架、懸挑式腳手架、吊腳手架等。經過多種腳手架比較分析決定采用懸挑式腳手架，但目前使用的多為懸臂結構、下撐結構、懸臂加下撐的組合結構或者懸臂加斜拉的組合結構。但是這幾種結構都沒有充分利用鋼材的抗拉性能，經過研2、究決定采用斜拉式腳手架。3、基本搭設方式及材料的選擇挑架從裙房頂開始搭設，裙房頂到主樓頂的距離約為75m，分三步搭設，每一步的架體高度為25m。挑架搭接處的施工方法：在放槽鋼底位置放大橫桿，然后把槽鋼放在大橫桿上，再把立桿豎在槽鋼上，接下來按普通的搭設方法搭設，同時安裝完挑架底座，等到砼強度達到設計要求后再拆除槽鋼底大橫桿，使上面挑架和下面挑架脫離，成為二個獨立的架體。挑架底座采用二根12 號槽鋼，拉桿采用20 圓鋼（鋼絲繩的彈性較大，容易引起底座下彎和受力不均勻），架體采用483.5 的鋼管，立桿在架體的9m 以下采用雙立桿。4、方案計算書鋼管腳手架的計算參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術3、規范（JGJ130-2001）。計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為37.0米，立桿采用單立管。搭設尺寸為：立桿的縱距1.50米，立桿的橫距1.00米，立桿的步距1.50米。采用的鋼管類型為483.5，連墻件采用3步3跨，豎向間距4.50米，水平間距4.50米。施工均布荷載為3.0kN/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設5層。懸挑水平鋼梁采用8號槽鋼U口水平，其中建筑物外懸挑段長度1.50米，建筑物內錨固段長度1.00米。懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最外面鋼絲繩距離建筑物1.49m。各構件的計算過程如下：一、小橫桿的計算:小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。按照小橫4、桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算小橫桿的自重標準值 P1=0.038kN/m腳手板的荷載標準值 P2=0.3501.500/3=0.175kN/m活荷載標準值 Q=3.0001.500/3=1.500kN/m荷載的計算值 q=1.20.038+1.20.175+1.41.500=2.356kN/m小橫桿計算簡圖2.強度計算最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩計算公式如下:M=2.3561.0002=0.295106/5080.0=57.974N/mm2小橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算最大撓度考慮為簡支梁均布荷載5、作用下的撓度計算公式如下:荷載標準值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m簡支梁均布荷載作用下的最大撓度V=5.01.7131000.04/(3842.06105121900.0)=0.888mm小橫桿的最大撓度小于1000.0/150與10mm,滿足要求!二、大橫桿的計算:大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。用小橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算小橫桿的自重標準值 P1=0.0381.000=0.038kN腳手板的荷載標準值 P2=0.3501.0001.500/3=0.175kN活荷載標準值 6、Q=3.0001.0001.500/3=1.500kN荷載的計算值 P=(1.20.038+1.20.175+1.41.500)/2=1.178kN大橫桿計算簡圖2.強度計算最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下:集中荷載最大彎矩計算公式如下:M=0.08(1.20.038)1.5002+0.2671.178=0.480106/5080.0=94.508N/mm2大橫桿的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!3.撓度計算最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下:集中荷載最大撓度計算公7、式如下:大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度V1=0.6770.0381500.004/(1002.060105121900.000)=0.05mm集中荷載標準值P=0.038+0.175+1.500=1.713kN集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度V1=1.8831713.4001500.003/(1002.060105121900.000)=4.34mm最大撓度和：V=V1+V2=4.389mm大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求!三、扣件抗滑力的計算:縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規范5.2.5):R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承載8、力設計值,取8.0kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；1.荷載值計算橫桿的自重標準值 P1=0.0381.500=0.058kN腳手板的荷載標準值 P2=0.3501.0001.500/2=0.262kN活荷載標準值 Q=3.0001.0001.500/2=2.250kN荷載的計算值 R=1.20.058+1.20.262+1.42.250=3.534kN單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!當直角扣件的擰緊力矩達40-65N.m時,試驗表明:單扣件在12kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kN；雙扣件在20kN的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kN；四、腳手架9、荷載標準值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m)；本例為0.1394NG1 = 0.13937.000=5.158kN (2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；本例采用竹串片腳手板，標準值為0.35NG2 = 0.35051.500(1.000+0.300)/2=1.706kN (3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；本例采用欄桿、木腳手板標擋板，準值為0.14NG3 = 0.1401.5005/2=0.525kN(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005NG4 = 0.0051.500310、7.000=0.277kN經計算得到，靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.667kN。活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，內、外立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到，活荷載標準值 NQ = 3.00021.5001.000/2=4.500kN風荷載標準值應按照以下公式計算其中 W0 - 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：W0 = 0.450Uz - 風荷載高度變化系數，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用：Uz = 1.130Us - 風荷載體型系數：Us = 0.960經計算11、得到，風荷載標準值Wk = 0.70.4501.1300.960 = 0.342kN/m2。考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N = 1.2NG + 0.851.4NQ風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW計算公式MW = 0.851.4Wklah2/10其中 Wk - 風荷載基本風壓值(kN/m2)；la - 立桿的縱距 (m)；h - 立桿的步距 (m)。五、立桿的穩定性計算:不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式其中 N - 立桿的軸心壓力設計值，N=15.50kN； - 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i 的結果查表得到0.21；i - 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58c12、m；l0 - 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.95m；k - 計算長度附加系數，取1.155；u - 計算長度系數，由腳手架的高度確定，u=1.70；A - 立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W - 立桿凈截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； - 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 152.88f - 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 f,滿足要求!考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式其中 N - 立桿的軸心壓力設計值，N=14.56kN； - 軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 l0/i13、 的結果查表得到0.21；i - 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm；l0 - 計算長度 (m),由公式 l0 = kuh 確定，l0=2.95m；k - 計算長度附加系數，取1.155；u - 計算長度系數，由腳手架的高度確定；u = 1.70A - 立桿凈截面面積，A=4.89cm2；W - 立桿凈截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；MW - 計算立桿段由風荷載設計值產生的彎矩，； - 鋼管立桿受壓強度計算值 (N/mm2)；經計算得到 = 170.58f - 鋼管立桿抗壓強度設計值，f = 205.00N/mm2；考慮風荷載時，立桿的穩定性計算 Nl，連墻件的設計計算滿足要求!14、當連墻件采用扣件與墻體連接。經過計算得到 Nl = 14.688kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不滿足要求!連墻件扣件連接示意圖當連墻件采用焊接方式與墻體連接，對接焊縫強度計算公式如下其中 N為連墻件的軸向拉力，N=14.688kN；lw為連墻件的周長，取3.141648.0=150.80mm；t為連墻件的周長，t=3.50mm；ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強度，取185.0N/mm2；經過焊縫抗拉強度 = 14687.53/(150.803.50) = 27.83N/mm2。對接焊縫的抗拉或抗壓強度計算滿足要求!連墻件對接焊縫連接示意圖七、懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂15、的連續梁計算。懸臂部分腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。本工程中，腳手架排距為1000mm，內側腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體 = 1490mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 101.30cm4，截面抵抗矩W = 25.30cm3，截面積A = 10.24cm2。受腳手架集中荷載 P=1.27.67+1.44.50=15.50kN水平鋼梁自重荷載 q=1.210.240.00017.8510=0.10kN/m懸挑腳手架示意圖懸挑腳手架計算簡圖經過連續梁的計算得到懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kN)懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm)16、各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=14.780kN,R2=19.299kN,R3=-2.838kN最大彎矩截面應力=M/1.05W+N/A=2.886106/(1.0525300.0)+7.3411000/1024.0=115.816N/mm2水平支撐梁的計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求!八、懸挑梁的整體穩定性計算:水平鋼梁采用8號槽鋼U口水平,計算公式如下其中b - 均勻彎曲的受彎構件整體穩定系數，按照下式計算：經過計算得到b=5708.043.0235/(1490.080.0235.0)=1.65由于b大于0.6，按照鋼結構設計規范(GB50017-2003)附錄B其值17、用b查表得到其值為0.884經過計算得到強度=2.89106/(0.88425300.00)=129.08N/mm2；水平鋼梁的穩定性計算 f,滿足要求!九、拉桿的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面計算其中RUicosi為鋼繩的拉力對水平桿產生的軸壓力。各支點的支撐力 RCi=RUisini按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為RU1=16.502kN十、拉桿的強度計算:拉繩或拉桿的軸力RU我們均取最大值進行計算，為RU=16.502kN拉桿的強度計算：上面拉桿以鋼管100.010.0mm計算，斜拉桿的容許壓力按照下式計算：=N/A f其中 N - 斜拉桿的軸心壓18、力設計值，N = 16.50kN；A - 斜拉桿凈截面面積，A =29.85cm2； - 斜拉桿受拉強度計算值，經計算得到結果是 5.53 N/mm2；f - 斜拉桿抗拉強度設計值，f = 215N/mm2；受拉斜桿的穩定性計算 f,滿足要求!斜撐桿的焊縫計算：斜撐桿采用焊接方式與墻體預埋件連接，對接焊縫強度計算公式如下其中 N為斜撐桿的軸向力，N=16.502kN；lw為斜撐桿件的周長，取314.16mm；t為斜撐桿的厚度，t=10.00mm；ft或fc為對接焊縫的抗拉或抗壓強度，取185.0N/mm2；經過計算得到焊縫抗拉強度 = 16502.48/(314.1610.00) = 5.2519、N/mm2。對接焊縫的抗拉或抗壓強度計算滿足要求!十一、錨固段與樓板連接的計算:水平鋼梁與樓板壓點的計算應該采用無支點懸臂形式計算結果。其計算結果如下：1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環，拉環強度計算如下：水平鋼梁與樓板壓點的拉環受力R=24.860kN水平鋼梁與樓板壓點的拉環強度計算公式為其中 f 為拉環鋼筋抗拉強度，按照混凝土結構設計規范10.9.8f = 50N/mm2；所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環最小直徑 D=248604/(3.1416502)1/2=18mm水平鋼梁與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度。2.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺20、栓，螺栓粘結力錨固強度計算如下：錨固深度計算公式：其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 24.86kN；d 樓板螺栓的直徑，d = 20mm；fb 樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5N/mm2；h 樓板螺栓在混凝土樓板內的錨固深度，經過計算得到 h 要大于24860.07/(3.1416201.5)=263.8mm。3.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算如下：混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式：其中 N 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，N = 24.86kN；d 樓板螺栓的直徑，d = 20mm；b 樓板內的螺栓錨板邊長，b=5d=100mm；fcc 混凝土的局部擠壓強度設計值，計算中取0.95fc=13.59N/mm2；經過計算得到公式右邊等于131.6kN樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!