科技大樓聯(lián)梁型鋼懸挑腳手架施工方案計(jì)算書

1、科技大樓聯(lián)梁型鋼懸挑腳手架施工方案計(jì)算書品茗軟件大廈工程；工程建設(shè)地點(diǎn):杭州市文二路教工路口；屬于結(jié)構(gòu)；地上0層；地下0層；建筑高度：Om標(biāo)準(zhǔn)層層高：Om;總建筑面積：0平方米；總工期：0天。本工程由某某房開公司投資建設(shè)，某某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，某某勘察單位地質(zhì)勘察，某某監(jiān)理公司監(jiān)理，某某施工單位組織施工；由章某某擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，李某某擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)、建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-99)、建筑施工高處作業(yè)安全技

2、術(shù)規(guī)范(JGJ80-91)以及本工程的施工圖紙。一、參數(shù)信息1. 腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為24m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為1.5m,立桿的橫距為1.05m,立桿的步距為1.8m內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.25m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2根；腳手架沿墻縱向長(zhǎng)度為150.00m；采用的鋼管類型為48X3.2橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距3.6m，水平間距3m,采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2. 活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2層；3. 風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處云南昆明市，基本

3、風(fēng)壓0.27kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)W,計(jì)算連墻件強(qiáng)度時(shí)取0.92,計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)取0.74,風(fēng)荷載體型系數(shù)W為0.214；4. 靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.140；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):13層；腳手板類別:沖壓鋼腳手板；欄桿擋板類別:木腳手板擋板；5. 水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.5m,建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度2.3m。懸挑水平鋼梁上面的聯(lián)梁采用12.6號(hào)槽鋼槽口水平。錨固壓點(diǎn)螺

4、栓直徑(mm):12.00；樓板混凝土標(biāo)號(hào):C35；主梁間距相當(dāng)于立桿間距的倍數(shù):2倍；6. 拉繩與支桿參數(shù)支撐數(shù)量為:1；鋼絲繩安全系數(shù)為:3.500;鋼絲繩與墻距離為(m):3.300;懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物0.8m二、大橫桿的計(jì)算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定,大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)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(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P仁0.035kN/m;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3X1.05/(2

5、+1)=0.105kN/m;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3X1.05/(2+1)=1.05kN/m;靜荷載的設(shè)計(jì)值：q1=1.2X0.035+1.2X0.105=0.168kN/m;活荷載的設(shè)計(jì)值:q2=1.4X1.05=1.47kN/m;q工q?Qz心R1口口11口口1T111#圖1大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)5I下三IiHiliHiirTTri!口口口11口，41B-J4c4(-+圖2大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計(jì)算公式如下：M1max=0.08q112+0.10q2|2跨中最大彎距為M1max=0.0

6、8X0.168X1.52+0.10X1.47X1.52=0.361kN?m支座最大彎距計(jì)算公式如下：22M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大彎距為M2max=-0.10X0.168X1.52-0.117X1.47X1.52=-0.425kN?m選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：(T=Max(0.361X,0(425X6)/4730=89.852N/mm2;大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為t=89.85血/mm2小于大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2，滿足要求！3. 撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計(jì)算公式如下：vax=(0.677q1l4+0

7、.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q1=P1+P2=0.035+0.105=0.14kN/m;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q2=Q=1.05kN/m;最大撓度計(jì)算值為：V=0.677X0.14X15004/(100X2.06X105X113600)+0.9901X.05X15004/(100X2.06X105X113600)=2.454mm;大橫桿的最大撓度2.454mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10mm滿足要求！三、小橫桿的計(jì)算根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集

8、中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1 .荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1=0.035X1.5=0.053kN;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3X1.05X1.5/(2+1)=0.158kN;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3X1.05X1.5/(2+1)=1.575kN;集中荷載的設(shè)計(jì)值:P=1.2X(0.053+0.158)+1.4X1.575=2.458kN;U3L/3小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2 .強(qiáng)度驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下：Mmax=q|2/8Mmax=1.2X0.035X1.052/8=0.006kN?

9、m集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下：MPmax=Pl/3MPmax=2.458X1.05/3=0.86kN?m;最大彎矩M=Mqmax+Mpmax=0.866kN?m最大應(yīng)力計(jì)算值(T=M/W=0.8665/4730=183.099N/mm2;小橫桿的最大彎曲應(yīng)力c=183.099N/mm小于小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205N/m*,滿足要求！3 .撓度驗(yàn)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(shè)計(jì)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(jì)算公式如下：Vmax=5ql4/384EI45Vmax=5X).O35沐0504/(3842.06X05x113600)=0.024mm;

10、大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.053+0.158+1.575=1.786kN集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下：V max = Pl(3l 2 - 4l 2/9)/72EIvmax=1785.61050X(3XW5&-410502/9)/(722.06105X113600)=3.135mm；最大撓度和v=qmvax+vpmax=0.024+3.135=3.159mm；小橫桿的最大撓度為3.159mm小于小橫桿的最大容許撓度1050/150=7與10mm,滿足要求！四、扣件抗滑力的計(jì)算按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載

11、力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.2.5):RwRc其中Rc-扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00kN；R-縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.035X1.5X2/2=0.053kN;小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.035X1.05/2=0.019kN;腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P3=0.3X1.05X1.5/2=0.236kN;活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=3X1.05X1.5/2=2.362kN;荷載的設(shè)計(jì)值：R=1.2X(0.053+0.019+0.236)+1.4X2.362=3.67

12、7kN;R8.00kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求!五、腳手架立桿荷載的計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1) 每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.1248kN/mNG1=0.1248+(1.50X2/2)X0.035/1.80X24.00=3.703kN;(2) 腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用沖壓鋼腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2NG2=0.3X13X1.5X(1.05+0.2)/2=3.802kN;(3) 欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用木腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.14kN/mNG3=0.14X13X1.5/2=1.365kN；(4) 吊掛的安全設(shè)

13、施荷載，包括安全網(wǎng):0.005kN/m2NG4=0.005X1.5X24=0.18kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.051kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=3X1.05X1.5X2/2=4.725kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N=1.2NG+0.85X1.4NQ=1.2X9.051+0.85X1.4X4.725=16.484kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N=1.2NG+1.4NQ=1.2X9.051+1.4X4.725=17.476kN；六、立桿的穩(wěn)

14、定性計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算W=0.7曲？sy0o其中血-基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：W0=0.27kN/m2;yz-風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：yz=0.74；ys-風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:Wk=0.7X0.27X0.74X0.214=0.03kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW為:Mw=0.85X1.4WkLah2/10=0.85X1.4X0.03X1.5X1.82/10=0.017kN?m考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式(t=

15、N/(?A)wMf立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=16.484kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式(T=N/(?sA)f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值：N=N=17.476kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.59cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得：k=1.155；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得：P=1.5;計(jì)算長(zhǎng)度,由公式l0=kuh確定：l0=3.118m；長(zhǎng)細(xì)比:L0/i=196;軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)?由,長(zhǎng)細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到：?=0.188立桿凈截面面積：A

16、=4.5cm2;立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=4.73cm3;鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=205N/mm2;考慮風(fēng)荷載時(shí)(T=16483.59/(0.188X450)+17309.739/4730=198.501；/mm立桿穩(wěn)定性計(jì)算(7=198.501N/mrm小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mrF，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時(shí)7=17475.84/(0.188X450)=206.572;N/mm立桿穩(wěn)定性計(jì)算7=206.57N/mm2大于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mr2，,不滿足要求！建議減少腳手架縱距或橫距，或降低腳手架搭設(shè)高度。七、連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)

17、算：Nl=Nlw+N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算肖=0.92,憐=0.214,兇=0.27,2W=0.7p?sy每0.7(X9202140.27=0.037kN/m2;每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積Aw=10.8m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN),N0=5.000kN;風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN),按照下式計(jì)算：Nlw=1.40Wk0Aw=0.563kN;連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值Nl=Nlw+N0=5.563kN;連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：N=A-f其中卜-軸心受壓

18、立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長(zhǎng)細(xì)比l/i=250/15.9的結(jié)果查表得到?=0.9581為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度；A=4.5cm2；f=205N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為Nf=0.95804.5010-402050103=88.376kN；Nl=5.563(a2+b2)1/2/E決=10.490,與實(shí)際不符a為鋼絲繩豎向距離，b為外側(cè)鋼絲繩水平距離。下面將通過疊代循環(huán)求出鋼絲繩的實(shí)際受力與實(shí)際變形。通過反復(fù)循環(huán)，直到型鋼的變形a與細(xì)分力Ti作用下產(chǎn)生的變形相同B,則此時(shí)的力Ti即為鋼絲繩實(shí)際作用在型鋼上的力。令反向力T1=TmaX0.5,求出型鋼變形a=9.936mm鋼絲繩使型鋼變形沏=TiX(a2

19、+b2)1/2/Ep1,繼續(xù)循環(huán)。令反向力T9=TmaxX0.654,求出型鋼變形6.87mm鋼絲繩使型鋼變形御=T9X(a2+b2)1/2/EXA=6.863mma=由。此時(shí)的力與變形平衡，T9=45.767kN即為鋼絲繩實(shí)際作用在型鋼上的支座反力。將T9帶入連續(xù)梁求出型鋼實(shí)際受力。如圖所示：230045 767EN700800懸挑腳手架計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到10.2 10.0A3207 7R?1-01049-35447 3ESG7-25.33 25.392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)各支座對(duì)支撐梁的支撐反力由左至右分別為R1=33.72kN;R

20、2=-7.762kN。最大彎矩Mmax=18.504kN?m最大應(yīng)力(T=M/1.05W+N/A=18.504X10(1.05141000)+19.41610八/2610=132.425N/mm2；水平支撐梁的最大應(yīng)力計(jì)算值132.425N/mm2小于水平支撐梁的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm2,滿足要求！十、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算水平鋼梁采用16號(hào)工字鋼,計(jì)算公式如下(T=M/bsjWxwf其中松-均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)：查表鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)得，島=1.3由于松大于0.6,根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)附表B,得到如值為0.85。經(jīng)過計(jì)算得到最

21、大應(yīng)力(T=18.5X1(00.85314XX1000)=153.837N/mm2;水平鋼梁的穩(wěn)定性驗(yàn)算(T=153.837N/mm小于f=215N/mrtl,滿足要求!十一、拉繩的受力計(jì)算水平鋼梁的軸力FAh和拉鋼繩的軸力Fui按照下面計(jì)算RAH=ZRjiCOS0其中Rjicose為鋼繩的拉力對(duì)水平桿產(chǎn)生的軸壓力。各支點(diǎn)的支撐力Rci=Fuisin9按照以上公式計(jì)算得到由左至右各鋼繩拉力分別為：Ru1=47.093kN;十二、拉繩的強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(支桿)的內(nèi)力計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力Ru均取最大值進(jìn)行計(jì)算，為Ru=47.093kN選擇6X19鋼絲繩,鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1550MPa直徑

22、15.5mmFg=aFg/K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），查表得Fg=138.5KN;a-鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對(duì)6X19、6X37、6X61鋼絲繩分別取0.85、0.82和0.8。a0.85;K-鋼絲繩使用安全系數(shù)。K=3.5。得到：Fg=33.636KNRu=47.093KN。經(jīng)計(jì)算，選此型號(hào)鋼絲繩不能滿足要求。建議取6X19鋼絲繩，最小直徑為：18.5mm。鋼絲拉繩（斜拉桿）的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩（斜拉桿）的軸力Ru的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N,為N=Ru=47.093kN鋼絲拉繩（斜拉桿）的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為（T=N/Af其中f

23、為拉環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范10.9.8每個(gè)拉環(huán)按2個(gè)截面計(jì)算的吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于50N/mm2;所需要的鋼絲拉繩（斜拉桿）的拉環(huán)最小直徑D=（47093X4/（3.142X50X2）1/2=24.5mm;實(shí)際拉環(huán)選用直徑D=25mm勺HPB23的鋼筋制作即可。十三、錨固段與樓板連接的計(jì)算1. 水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計(jì)算如下螺栓未受拉力，無須計(jì)算，節(jié)點(diǎn)按構(gòu)造做法即可。2. 水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，混凝土局部承壓計(jì)算如下混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:NN=1.128kN經(jīng)過計(jì)算得到公式右邊等于58.23kN,大于錨固力N=1.13kN,樓板混凝

24、土局部承壓計(jì)算滿足要求！十四、腳手架配件數(shù)量匡算扣件式鋼管腳手架的桿件配備數(shù)量需要一定的富余量，以適應(yīng)構(gòu)架時(shí)變化需要，因此按匡算方式來計(jì)算；根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進(jìn)行計(jì)算：L=1.1?H-（n?（1+Hs/H）+Ia/h?n-2?la/h）+（H/h）-1取整？（m+2）?cN 2 = 2.2 ? (H/h + 1)Ni=1.1?(H/2h+1)?nn?(1+Hs/H)+(c/la+1)?(m+2)?K-2.2N3=L/liN4=0.3?L/liS=1.1- （n-2） - l a ?lbL -長(zhǎng)桿總長(zhǎng)度（m）;N2 -f直角扣件數(shù)（個(gè)）；N4 -旋轉(zhuǎn)扣件數(shù)（個(gè)）；n -立桿總數(shù)（根）n=202 ;h -步距（m） h=1.8 ;l i -