專項(xiàng)方案—懸挑腳手架新塘橋

1、新塘橋廣場(chǎng)主樓工程懸挑外腳手架計(jì)算書 目 錄一、外腳手架設(shè)計(jì)方案概述1二、懸挑外腳手架的主要計(jì)算內(nèi)容21懸挑承載構(gòu)件的受力計(jì)算22懸挑腳手架部分的受力計(jì)算2三、懸挑外腳手架設(shè)計(jì)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)31表1：鋼材、焊縫及砼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值32表2：腳手鋼管和懸挑角鋼的截面特性33表3：腳手鋼管自重測(cè)算表34表4：腳手架構(gòu)配件與材料自重測(cè)算表4四、懸挑承載三角架強(qiáng)度驗(yàn)算51考慮風(fēng)載組合時(shí)的總荷載計(jì)算52懸挑架內(nèi)力分析62.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖62.2 斜撐桿BC強(qiáng)度驗(yàn)算72.3 水平桿AB驗(yàn)算72.4 焊縫（斜撐與水平桿、水平桿與預(yù)埋件）驗(yàn)算8五、懸挑腳手架部分受力計(jì)算101有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)102縱橫向水平桿驗(yàn)算102

2、.1 強(qiáng)度驗(yàn)算102.2 撓度驗(yàn)算123扣件抗滑承載力驗(yàn)算134立桿驗(yàn)算135連墻件驗(yàn)算15一、外腳手架設(shè)計(jì)方案概述擬建的新塘橋廣場(chǎng)主樓為二十三層的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)工程。主樓的底層層高為5.40m，二層與三層層高均為4.80m，四層層高為3.60m，五層及其以上樓層的層高均為3.00m。主樓的結(jié)構(gòu)總高度為±0.000以上75.60m。根據(jù)主樓結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)與施工需要，外腳手架將采用落地搭設(shè)與懸挑搭設(shè)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)述如下：1自底層至第五層（相對(duì)標(biāo)高18.6m）的外腳手架采用常規(guī)方法落地搭設(shè)。2自第六層樓面（相對(duì)標(biāo)高21.6m）起，外腳手架采用懸挑方法搭設(shè)。懸挑腳手的承載構(gòu)件采

3、用L100×100×10的等邊角鋼，與預(yù)埋在鋼砼結(jié)構(gòu)件中的鋼板焊接成三角形支承架。3三角形支承架懸挑長(zhǎng)度為1.45m，平面布置間距為1.50m，局部平面布置間距不能取整時(shí)按小于1.50m尺寸調(diào)整。4本工程共設(shè)三道懸挑支架，每道支架上搭設(shè)十步48×3.5鋼管腳手架。腳手架步距為1.80m，立桿間距為1.50m，立桿橫距為1.05m。腳手架內(nèi)立桿離墻面 0.30m。腳手架按二步二跨設(shè)置連墻件。5. 腳手架搭設(shè)與拆除的施工要求及方法詳見(jiàn)“腳手架搭設(shè)專項(xiàng)方案”，此略。二、懸挑外腳手架的主要計(jì)算內(nèi)容1懸挑承載構(gòu)件的受力計(jì)算（1） 懸挑三角架的強(qiáng)度驗(yàn)算（2） 節(jié)點(diǎn)焊縫等強(qiáng)度驗(yàn)

4、算（3） 斜桿穩(wěn)定性驗(yàn)算2懸挑腳手架部分的受力計(jì)算（1） 縱橫向水平桿件受彎強(qiáng)度、撓度及扣件的抗滑承載力驗(yàn)算（2） 立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算（3） 連墻件強(qiáng)度、穩(wěn)定性等驗(yàn)算三、懸挑外腳手架設(shè)計(jì)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1表1：鋼材、焊縫及砼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值序項(xiàng)目設(shè)計(jì)值（N/mm2）1Q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f2052Q235鋼彈性模量E2.06×1053Q235鋼抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1254角焊縫抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1605對(duì)焊縫拉剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1256C30砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.422表2：腳手鋼管和懸挑角鋼的截面特性鋼材名稱壁厚t(mm)截面積A(mm2)貫性矩I(mm4)截面模量W(mm3)回轉(zhuǎn)

5、半徑I(mm)每m質(zhì)量G(Kn)48鋼管3.5048912.19×104508015.80.0384L100角鋼10.01998.10179.51×10463.21×103(25.06×103)30.5(19.6)0.15123表3：腳手鋼管自重測(cè)算表序項(xiàng)目名稱每步重KN每延米重KN每米高重KN備 注1單管立桿0.13830.09220.0768步高1.8m，立桿為1.8m×2=3.60m2橫向水平桿0.05760.03840.03201.35×1.1×1=1.50m3縱向水平桿(牽杠)0.12670.08450.07041

6、.50×1.1×2=3.30m4縱向水平桿(擱柵)0.06340.04220.03521.50×1.1×1=1.65m5外側(cè)縱向扶手桿0.06340.04220.03521.50×1.1×1=1.65m6剪刀撐桿0.04650.03100.02583跨設(shè)水平夾角為60°剪刀撐一道，折算至每步為1.2m。7每步單位重量小計(jì)0.49590.33050.27548十步鋼管重量總計(jì)4.959KN本工程的每道挑排腳手架共搭設(shè)十步4表4：腳手架構(gòu)配件與材料自重測(cè)算表序材料名稱每步(1.8m)重KN每延米重KN每m高重KN備 注1對(duì)接扣件

7、0.01470.00980.0082每只重18.4N2旋轉(zhuǎn)扣件0.03650.02430.0203每只重14.6N3直角扣件0.07920.05280.044每只重13.2N4竹笆板0.5250.1090.0915木腳手板0.03200.0220.01832×8板6扶欄、擋板及圍網(wǎng)0.2100.1400.117每步按規(guī)范值0.14KN/m2計(jì)取7每步自重小計(jì)0.8380.35790.29857十步自重總計(jì)8.38KN本工程每道挑排腳手架為10步四、懸挑承載三角架強(qiáng)度驗(yàn)算1考慮風(fēng)載組合時(shí)的總荷載計(jì)算N = 1.2 (Ng1k + Ng2k) + 0.85 × 1.4Nqk式中

8、：Nq1k 腳手架每一步高范圍內(nèi)所有管材結(jié)構(gòu)自重Nq1k = 0.4959KNNq2k腳手架每一步高范圍內(nèi)所有構(gòu)配件與材料自重（每步均鋪設(shè)竹笆）Nq2k = 0.838KNNqk 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值，在施工層次荷載之和取2KN/m2，本工程十步腳手架取二步施工操作層Nqk = 2×2KN/m2×1.5m2 = 6.0KN腳手架自重（按十步計(jì)）的荷載為：Nq = ( 0.4959 + 0.8384 )×10 = 13.343KN考慮風(fēng)載組合因素時(shí)的單肢實(shí)際荷載組合為：N = 1.2×6÷2 + 0.85×1.4×13.343

9、47;2 = 11.59KN即單肢荷載為：N1 = N2 = 11.59KN 11.60KN2懸挑架內(nèi)力分析2.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖 N1 = N2 = 11.6KN Sin= 1350/3280 = 0.4115， = 24°18, = 65°42用數(shù)解法分析內(nèi)力：MA = 011.6×0.3+11.6×1.35 ­ RBCCos24°18×1.4 = 019.14 ­ RBC×0.9146×1.4 = 0RBC = 19.14/1.32 = 14.5KN FX = 0RBC = RBC×S

10、in24°18= 14.5×0.4115= 5.98KN2.2 斜撐桿BC強(qiáng)度驗(yàn)算 L100×100×10等邊角鋼見(jiàn)附圖：L0 = 3280mmi y0 = 19.6mm (取最小值)A=1998.1mm2y0 = L0/ i y0 = 3280/19.6 = 167.8，查縱向撓曲系數(shù)¢ = 0.2778= N(RBC)/ ¢A = 14500/0.2778×1998.1=26N/mm2 < ft=205N/ mm2 經(jīng)驗(yàn)算安全。2.3 水平桿AB驗(yàn)算M = NLRR 按建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)P.144及表1-11查取

11、，根據(jù)=a/l= 30/135=0.22, R = 0.1716M = 11.59×1.35×0.1716= 2.685×103 KN.m= 2685000N.mm= N(RBC)/A + M/Wmm3 = 5980/1998 + 2685000/25060= 3.0 + 107 = 110N/mm2 ft=205N/ mm2經(jīng)驗(yàn)算安全。2.4 焊縫（斜撐與水平桿、水平桿與預(yù)埋件）驗(yàn)算（1）B節(jié)點(diǎn)焊縫厚度hw設(shè)為4mm，焊縫長(zhǎng)度lw設(shè)為100mm；設(shè)計(jì)抗剪fw = 125N/mm2B節(jié)點(diǎn)焊縫抗剪能力為：N= fw×hw×lw = 125

12、5;4×100=50000N=50KN >RBC=14.5KN滿足要求。（2）A節(jié)點(diǎn)焊縫長(zhǎng)度可達(dá)200mm，厚度4mm，fw=160N/mm2，其抗拉能力為：NPH = 200×4×160 = 128000N = 128KN因此，安全系數(shù)K = 128/5.98 21倍滿足要求。（3）支承C節(jié)點(diǎn)焊縫及埋件驗(yàn)算預(yù)埋件采用8×120×120鋼板，錨筋為4根10鋼筋，長(zhǎng)度為100mm。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：作用于預(yù)埋件上的分力RV和RH分別為：RV=RBCCos24°18= 14.5×0.9146=13KN=13000NRH=RBC

13、 Sin24°18= 14.5×0.4115=5.8KN=5800N錨筋焊縫焊縫全部周長(zhǎng)lw為4d = 4×3.14×10 = 125mm焊縫厚度為hw= 4mm= RV/ hw lw = 13000N/4×125=26N/mm2 ftw=125N/mm2滿足要求。斜撐與埋件焊縫焊縫厚度hw = 4mm, ftw=125N/mm2焊縫長(zhǎng)度lw= RV / hw ftw = 13000N/4×125=26mm 要求每側(cè)焊縫長(zhǎng)度大于50mm即可滿足要求。 注：預(yù)埋鋼板厚度及錨筋擠壓應(yīng)力等可免以驗(yàn)算。五、懸挑腳手架部分受力計(jì)算1有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

14、（1）立桿縱距：1.5m（2）立桿橫距：1.05m（3）立桿步距：1.8m（4）每道挑排搭設(shè)步數(shù)：10步（高度18m）（5）¢48×3.5鋼管的截面特征及腳手架荷載計(jì)算詳見(jiàn)前述表22縱橫向水平桿驗(yàn)算2.1 強(qiáng)度驗(yàn)算（1）縱向水平桿 計(jì)算示意圖產(chǎn)生彎矩的外荷載有：由腳手板自重產(chǎn)生的彎矩Mgk；由施工荷載產(chǎn)生的彎矩Mqk縱向水平桿可參照上圖按三跨連續(xù)梁模式計(jì)算，四根桿中實(shí)際受力為三根承擔(dān)。腳手板自重為0.35KN/m2gk = 350N/ m2×1m = 350/1000 = 0.35N/mmqK= 2000N/ 1000 = 2N/mmM = 1.2 Mgk+ 1.

15、4 Mqk = 1.2× -0.1 gk l2 + 1.4×0.1 qK l2 =1.2×-0.1×0.35×15002+1.4×-0.1×2×15002 =-9.45×104+-63×104=-724500N.mm設(shè)按中間二根管子受力：WX=5.08×103×2=5080×2=10160mm3公式：建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)P.248=M/W=724500/10160=71.3N/mm2ft=205N/mm2經(jīng)驗(yàn)算安全。（2）橫向水平桿橫向桿集中力計(jì)算p=（0.35+2

16、）×1.5 /3=1.175KNR=p+P/2=1.175×1.175/2=1.763KNM= R×350 =1763×350=617050N.mmWX=5.08×103=5080mm3=M/WX=617050 /5080=121.47N/mm2 <ft=205N/mm2計(jì)算結(jié)果滿足要求。2.2 撓度驗(yàn)算（1） 縱向水平桿撓度計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： qg = 0.35+2 = 2.35KN/m = 2.35Kg/cm，一根管子qg=2.35/3=0.18 Kg/cmVf = 0.677×ql4/100EJ = 0.677×0.

17、18×1504/102×2.1×106×12.19=6169×104/25.6×108 = 0.0241cm = 0.241mml/200 = 7.5mm經(jīng)驗(yàn)算滿足要求。 （2）橫向水平桿撓度 計(jì)算簡(jiǎn)圖如右： P= 1.5×(2+0.35)=3.525KN Pn=3.525/3=1.175KN=117.5Kg = a/l=35/105=0.333fmax= Pn al2（3-42）/24EI=117.5×35×1052×（3-4×0.3332）/（24×2.1×10

18、6×12.19）= 0.02cm = 0.2mml/200=5mm3扣件抗滑承載力驗(yàn)算 RRCR = 1.5×2.35 = 3.525KN兩點(diǎn)承載，即每只扣件承擔(dān)R/2R = 1.763KNRC = 8KN滿足要求。4立桿驗(yàn)算（1）風(fēng)載彎矩計(jì)算風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：WK=0.7zs×W0 = 0.7×1.37×0.116×0.45 = 0.05kn/m2Mwk= 0.85×1.4 ×WK la×h2/10=1.19×0.05×1.5×1.82/10 = 0.0289KN.m 式中：W0

19、 基本風(fēng)壓（KN/ m2 ）= 0.45KN/ m2 新標(biāo)準(zhǔn)為0.55KN/ m2 z風(fēng)壓高度系數(shù)，50m高z= 1.37s = 1.3¢ ,查建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）附錄A表A3，當(dāng)l=1.5m，h=1.8m時(shí)，¢ = 0.089 s = 1.3×¢ = 1.3×0.089 = 0.116 （2）單肢立桿驗(yàn)算單肢立桿計(jì)算長(zhǎng)度：l0 = kµh = 1.155×1.7×1.8 = 3534×103 = 3534mm式中k、µ根據(jù)規(guī)范JGJ130-2001中5

20、.3.3條查取= l0/i =3534/15.8 = 224查縱向壓曲系數(shù)表得 ¢ = 0.144，組合風(fēng)載時(shí)，N = 1.2 (Ng1+ Ng2)+ 0.85×1.4Nq = 1.2 (4.960+8.38)+ 0.85×1.4×2×1.5×2 = 1.2×13.34+ 0.85×1.4×6 = 16.01+8.40 = 24.41KN = 24410NNg1、 Ng2、Nq可查本計(jì)算書中表3“腳手鋼管自重測(cè)算表”及規(guī)范值中的大值。一個(gè)單肢立桿受到的軸向力為：N肢 = N/2 = 24410/2 = 1

21、2205N單肢穩(wěn)定性驗(yàn)算：= N肢/¢A = 12205/0.144×4.89×102 = 172.6N/mm2205N/mm2考慮風(fēng)荷載彎矩共同作用驗(yàn)算："= N肢/¢A + Mwk/W= 172.6N/mm2+28.9×103/5.08×103 =172.6+5.7 = 188.3 N/mm2<205 N/mm2 (安全)5連墻件驗(yàn)算（1）連墻件強(qiáng)度驗(yàn)算荷載：Nl = Nl+ N0 = 0.75+5 = 5.756KN式中：N0 =5KN （規(guī)范取值）Nl = 1.4WkAx = 1.4×0.05×2×1.8×2×1.5=0.756KNAx 為一個(gè)拉結(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，按二步二跨設(shè)一點(diǎn)計(jì)算。強(qiáng)度驗(yàn)算：e= Nl/¢A = 5.756×1000/0.803×489 = 14.7N/mm2ft安全。注：連墻件取管徑48×3.5的有縫鋼管。A=489mm2，i =15.8m