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1、懸挑腳手架搭設方案林錦店新型社區康橋九溪郡二標段工程包含136#139#樓；屬于框剪結構;地上11層;地下1層；建筑高度：36.60m；標準層層高：3.00m ；總建筑面積：28641.00平方米；總工期：433天；施工單位：。136#樓，建筑面積7719.31，基底面積835.42，框剪結構，地下一層，地上11層，室外地坪至屋面結構高度36.20m。137#樓，建筑面積5778.18，基底面積556.66，框剪結構，地下一層，地上11層，室外地坪至屋面結構高度36.20m。138#樓，建筑面積5769.99，基底面積534.75，框剪結構，地下一層，地上11層，室外地坪至屋面結構高度34.82、0m。139#樓，建筑面積5769.99，基底面積555.99，框剪結構，地下一層，地上11層，室外地坪至屋面結構高度36.20m。本工程由XX有限公司投資建設，XX有限公司設計，XX勘察有限公司地質勘察，XX監理公司監理，XX工程有限公司組織施工；由秦海民擔任項目經理，盧長樂擔任技術負責人。為了保證施工安全工人操作和樓層水平運輸的需要，計劃從三層頂板開始盤底搭設懸挑腳手架，每棟單體工程懸挑腳手架搭設至標準層8層時斷開，懸挑層數6層，搭設高度17.4米。從8層頂板重新盤底，然后再搭設至樓頂。 型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計算依據建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2011)、建筑3、結構荷載規范(GB 50009-2012)、鋼結構設計規范(GB 50017-201)等規范編制。 一、參數信息:1.腳手架參數雙排腳手架搭設高度為 15 米，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為1米，立桿的步距為1.8 米；內排架距離墻長度為0.30米；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數為 2 根；腳手架沿墻縱向長度為 150 米；采用的鋼管類型為 483.5； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數 0.80；連墻件布置取兩步三跨，豎向間距 3.6 米，水平間距4.5 米，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件連接；2.活荷載參數施工均布荷載(kN/4、m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數:2 層；3.風荷載參數本工程地處河南省鄭州市，查荷載規范基本風壓為0.390，風荷載高度變化系數z為1.250，風荷載體型系數s為0.552；計算中考慮風荷載作用；4.靜荷載參數每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m2):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150；安全設施與安全網自重標準值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數:6 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16a號槽鋼，其中建筑物外懸挑段長度5、1.5米，建筑物內錨固段長度 2.3 米。與樓板連接的螺栓直徑(mm):20.00；樓板混凝土標號:C30；6.拉繩與支桿參數支撐數量為:1； 鋼絲繩安全系數為:8.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.000；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、大橫桿的計算:按照扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)第5.2.4條規定，大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重6、標準值:P2=0.31/(2+1)=0.1 kN/m ；活荷載標準值: Q=21/(2+1)=0.667 kN/m；靜荷載的設計值: q1=1.20.038+1.20.1=0.166 kN/m；活荷載的設計值: q2=1.40.667=0.933 kN/m； 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦? 跨中最大彎距為M1max=0.080.1661.52+0.100.9331.52 =0.24 kN.m；支座最大彎距計算公式如下: 支座最大彎距為 M2ma7、x= -0.100.1661.52-0.1170.9331.52 =-0.283 kN.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：=Max(0.24106,0.283106)/5080=55.709 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應力為 = 55.709 N/mm2 小于 大橫桿的抗壓強度設計值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算:最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下： 其中： 靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.038+0.1=0.138 kN/m； 活荷載標準值: q2= Q =0.667 kN/m；最大撓度計算值為：V= 0.6770.138158、004/(1002.06105121900)+0.9900.66715004/(1002.06105121900) = 1.519 mm；大橫桿的最大撓度 1.519 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計算:根據JGJ130-2001第5.2.4條規定，小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1= 0.0381.5 = 0.058 kN；腳手板的自重標準值：P2=0.311.5/(2+1)9、=0.150 kN；活荷載標準值：Q=211.5/(2+1) =1.000 kN；集中荷載的設計值: P=1.2(0.058+0.15)+1.4 1 = 1.649 kN； 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和 均布荷載最大彎矩計算公式如下: Mqmax = 1.20.03812/8 = 0.006 kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下: Mpmax = 1.6491/3 = 0.55 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.555 kN.m；最大應力計算值 = M / W = 0.555106/508010、=109.344 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應力 =109.344 N/mm2 小于 小橫桿的抗壓強度設計值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下: Vqmax=50.03810004/(3842.06105121900) = 0.02 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.15+1 = 1.208 kN；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下: Vpmax = 1207.61000(310002-410002/9 )11、 /(722.06105 121900) = 1.707 mm；最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.02+1.707 = 1.727 mm；小橫桿的最大撓度為 1.727 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1000/150=6.667與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計算:按規范表5.1.7,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數0.80，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為6.40kN?？v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 - 扣件抗滑承載力設計值,取6.40 kN；R - 縱12、向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；大橫桿的自重標準值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小橫桿的自重標準值: P2 = 0.0381/2=0.019 kN；腳手板的自重標準值: P3 = 0.311.5/2=0.225 kN；活荷載標準值: Q = 211.5 /2 = 1.5 kN；荷載的設計值: R=1.2(0.058+0.019+0.225)+1.41.5=2.462 kN；R 6.40 kN，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計算: 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13、標準值(kN)，為0.1248 NG1 = 0.1248+(1.502/2)0.038/1.8015.00 = 2.352；(2)腳手板的自重標準值(kN/m2)；采用竹笆片腳手板，標準值為0.3 NG2= 0.361.5(1+0.3)/2 = 1.755 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kN/m)；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15 NG3 = 0.1561.5/2 = 0.675 kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.515 = 0.112 kN；經計算得到，靜荷載標準值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 14、4.894 kN；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= 211.52/2 = 3 kN；風荷載標準值按照以下公式計算 其中 Wo - 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用： Wo = 0.39 kN/m2； Uz - 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= 1.25 ； Us - 風荷載體型系數：取值為0.552；經計算得到，風荷載標準值 Wk = 0.7 0.391.250.552 = 0.188 kN/m2；不考慮15、風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.24.894+ 1.43= 10.073 kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.894+ 0.851.43= 9.443 kN；風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.1881.5 1.82/10 = 0.109 kN.m； 六、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為： 立桿的軸向壓力設計值 ：N = 10.073 kN；計算立桿的截面回轉半徑 ：i = 1.58 c16、m；計算長度附加系數參照扣件式規范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；當驗算桿件長細比時，取塊1.0；計算長度系數參照扣件式規范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 lo = kh 確定 ：l0 = 3.118 m；長細比 Lo/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 的計算結果查表得到 ：= 0.186 ；立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2； = 10073/(0.186489)=110.753 N/mm2；立桿穩定性計算 = 110.17、753 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 立桿的軸心壓力設計值 ：N = 9.443 kN；計算立桿的截面回轉半徑 ：i = 1.58 cm；計算長度附加系數參照扣件式規范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；計算長度系數參照扣件式規范表5.3.3得 ： = 1.5 ；計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長細比: L0/i = 197 ；軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 的結果查表得到 ：= 0.186立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗18、矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值 ：f =205 N/mm2； = 9443.4/(0.186489)+108941.906/5080 = 125.271 N/mm2；立桿穩定性計算 = 125.271 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2，滿足要求！ 七、連墻件的計算: 連墻件的軸向力設計值應按照下式計算： Nl = Nlw + N0風荷載標準值 Wk = 0.188 kN/m2；每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 16.2 m2；按規范5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN), N0= 5.000 19、kN；風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN)，按照下式計算：Nlw = 1.4WkAw = 4.272 kN；連墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 9.272 kN；連墻件承載力設計值按下式計算： Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩定系數； 由長細比 l0/i = 300/15.8的結果查表得到 =0.949，l為內排架距離墻的長度；又： A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 9.272 Nf = 95.133,連墻件的設計計算滿足要求！連墻件采用雙扣件20、與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 9.272小于雙扣件的抗滑力 12.8 kN，滿足要求！ 連墻件扣件連接示意圖 八、懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續梁計算。懸臂部分受腳手架荷載N的作用，里端B為與樓板的錨固點，A為墻支點。 本方案中，腳手架排距為1000mm，內排腳手架距離墻體300mm，支拉斜桿的支點距離墻體為 1200mm，水平支撐梁的截面慣性矩I = 866.2 cm4，截面抵抗矩W = 108.3 cm3，截面積A = 21.95 cm2。受腳手架集中荷載 N=1.24.894 +1.43 = 10.073 kN；水平鋼梁自重荷載 q=1.221.950.021、00178.5 = 0.207 kN/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) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kN.m)各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1 = 13.118 kN； R2 = 7.841 kN； R3 = -0.027 kN。 最大彎矩 Mmax= 1.584 kN.m；最大應力 =M/1.05W+N/A= 1.584106 /( 1.05 108300 )+ 0103 / 2195 = 13.93 N/mm2；水平支撐梁的最大應力計算值 13.93 N/mm2 小于 水平支撐梁的抗壓強度設22、計值 215 N/mm2,滿足要求！ 九、懸挑梁的整體穩定性計算: 水平鋼梁采用16a號槽鋼,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： b = 570 1063 235 /( 1200160235) = 1.87由于b大于0.6，查鋼結構設計規范(GB50017-2003)附表B，得到 b值為0.919。經過計算得到最大應力 = 1.584106 /( 0.919108300 )= 15.912 N/mm2；水平鋼梁的穩定性計算 = 15.912 小于 f = 215 N/mm2 ,滿足要求! 十、拉繩的受力計算:水平鋼梁的軸力RAH和拉鋼繩的軸力RUi按照下面23、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=14.129 kN； 十一、拉繩的強度計算: 鋼絲拉繩(支桿)的內力計算：鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU均取最大值進行計算，為RU=14.129 kN 如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算： 其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)， 計算中可以近似計算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數，對619、637、661鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8； 24、K - 鋼絲繩使用安全系數。計算中Fg取14.129kN，=0.82，K=8，得到：經計算，鋼絲繩最小直徑必須大于17mm才能滿足要求！ 鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環強度計算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進行計算作為拉環的拉力N，為N=RU=14.129kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環的強度計算公式為 其中 f 為拉環受力的單肢抗剪強度，取f = 125N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環最小直徑 D=(1412.8674/3.142125) 1/2 =12mm； 十二、錨固段與樓板連接的計算: 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=25、0.027 kN； 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10.9.8條f = 50N/mm2；所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環最小直徑 D=26.6864/(3.142502)1/2 =0.583 mm；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 = 0.027kN； 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26、取1.43N/mm2； f- 鋼材強度設計值,取215N/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 26.686/(3.142201.43)=0.297mm。螺栓所能承受的最大拉力 F=1/43.1420221510-3=67.51kN螺栓的軸向拉力N=0.027kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.51kN，滿足要求！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壓力，N = 7.841kN； 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=14.3N/mm2；經過計算得到公式右邊等于138.51 kN，大于錨固力 N=7.84 kN ，樓板混凝土局部承壓計算滿足要求!