廣東型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架專項施工方案

xx小學拆建本部教學樓工程懸挑腳手架專項施工方案編制人：___________________復核人：____________________批準人：____________________深圳市坤和建筑工程有限公司二○一三年十一月目錄HYPERLINK\l"_Toc372638613"一、參數信息:2HYPERLINK\l"_Toc372638614"二、大橫桿的計算:6HYPERLINK\l"_Toc372638615"三、小橫桿的計算:8HYPERLINK\l"_Toc372638616"四、扣件抗滑力的計算:10HYPERLINK\l"_Toc372638617"五、腳手架立桿荷載的計算:10HYPERLINK\l"_Toc372638618"六、立桿的穩(wěn)定性計算:11HYPERLINK\l"_Toc372638619"七、連墻件的計算:13HYPERLINK\l"_Toc372638620"八、懸挑梁的受力計算:14HYPERLINK\l"_Toc372638621"九、懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算:17HYPERLINK\l"_Toc372638622"十、拉繩的受力計算:18HYPERLINK\l"_Toc372638623"十一、拉繩的強度計算:18HYPERLINK\l"_Toc372638624"十二、錨固段與樓板連接的計算:19xx小學拆建本部教學樓工程工程；工程建設地點:深圳市福田區(qū)xx小學本部校內；屬于框架結構；地上5層；地下1層；建筑高度：20.6m；標準層層高：3.6m；總建筑面積：14146.99平方米；總工期：365天。本工程由深圳市福田區(qū)建筑工務局投資建設，深圳市都市建筑設計有限公司設計，深圳市勘察研究院有限公司地質勘察，深圳市中僑物業(yè)工程監(jiān)理有限公司監(jiān)理，深圳市坤和建筑工程有限公司組織施工；由莊茂財擔任項目經理，羅偉林擔任技術負責人。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(guī)范》(JGJ130-2011)、《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012)、《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)、《建筑施工安全檢查評分標準》(JGJ59-2011)、《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范》(JGJ80-2011)以及本工程的施工圖紙。一、參數信息:1.腳手架參數雙排腳手架搭設高度為22.2m，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為1.5m，立桿的橫距為1.05m，立桿的步距為1.8m；內排架距離墻長度為0.30m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數為2根；采用的鋼管類型為Φ48×3.5；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.活荷載參數施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手架用途:結構腳手架；同時施工層數:2層；3.風荷載參數本工程地處廣東深圳市，基本風壓0.75kN/m2；風荷載高度變化系數μz，計算連墻件強度時取0.92，計算立桿穩(wěn)定性時取0.74，風荷載體型系數μs為0.214；4.靜荷載參數每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m):0.1248；腳手板自重標準值(kN/m2):0.350；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140；安全設施與安全網自重標準值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數:12層；腳手板類別:木腳手板；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號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.5m，建筑物內錨固段長度2.3m。錨固壓點壓環(huán)鋼筋直徑(mm):20.00；樓板混凝土標號:C30；6.拉繩與支桿參數鋼絲繩安全系數為:6.000；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，最里面面鋼絲繩距離建筑物1.2m。二、大橫桿的計算:按照《扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ130-2011)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)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=0.038kN/m；腳手板的自重標準值:P2=0.35×1.05/(2+1)=0.122kN/m；活荷載標準值:Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；靜荷載的設計值:q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m；活荷載的設計值:q2=1.4×1.05=1.47kN/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?M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大彎距為M1max=0.08×0.193×1.52+0.10×1.47×1.52=0.366kN·m；支座最大彎距計算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大彎距為M2max=-0.10×0.193×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.43kN·m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：σ=Max(0.366×106,0.43×106)/5080=84.646N/mm2；大橫桿的最大彎曲應力為σ=84.646N/mm2小于大橫桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下：νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標準值:q1=P1+P2=0.038+0.122=0.161kN/m；活荷載標準值:q2=Q=1.05kN/m；最大撓度計算值為：ν=0.677×0.161×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×121900)=2.315mm；大橫桿的最大撓度2.315mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10mm，滿足要求！三、小橫桿的計算:根據JGJ130-2011第條規(guī)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=0.038×1.5=0.058kN；腳手板的自重標準值：P2=0.35×1.05×1.5/(2+1)=0.184kN；活荷載標準值：Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN；集中荷載的設計值:P=1.2×(0.058+0.184)+1.4×1.575=2.495kN；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=ql2/8Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN·m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.495×1.05/3=0.873kN·m；最大彎矩M=Mqmax+Mpmax=0.879kN·m；最大應力計算值σ=M/W=0.879×106/5080=173.124N/mm2；小橫桿的最大彎曲應力σ=173.124N/mm2小于小橫桿的抗壓強度設計值205N/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:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm；大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.058+0.184+1.575=1.816kN；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:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1816.35×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.972mm；最大撓度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.972=2.996mm；小橫桿的最大撓度為2.996mm小于小橫桿的最大容許撓度1050/150=7與10mm,滿足要求！四、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN。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(《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設計值,取8.00kN；R--縱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=0.038×1.5×2/2=0.058kN；小橫桿的自重標準值:P2=0.038×1.05/2=0.02kN；腳手板的自重標準值:P3=0.35×1.05×1.5/2=0.276kN；活荷載標準值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷載的設計值:R=1.2×(0.058+0.02+0.276)+1.4×2.362=3.732kN；R<8.00kN，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標準值，為0.1248kN/mNG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×22.20=3.481kN；(2)腳手板的自重標準值；采用木腳手板，標準值為0.35kN/m2NG2=0.35×12×1.5×(1.05+0.3)/2=4.252kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用木腳手板擋板，標準值為0.14kN/mNG3=0.14×12×1.5/2=1.26kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×22.2=0.166kN；經計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.16kN；活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和，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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×9.16+0.85×1.4×4.725=16.615kN；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.16+1.4×4.725=17.607kN；六、立桿的穩(wěn)定性計算:風荷載標準值按照以下公式計算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本風壓(kN/m2)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012)的規(guī)定采用：ω0=0.75kN/m2；μz--風荷載高度變化系數，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2012)的規(guī)定采用：μz=0.74；μs--風荷載體型系數：取值為0.214；經計算得到，風荷載標準值為:Wk=0.7××0.75×0.74×0.2144=0..083kkN/m2；風荷載設計值產生生的立桿段彎彎矩MW為:Mw=0.85×1.4WkLah2/10==0.855×1.4×0.0833×1.5×1.82/10==0.0448kN··m；考慮風荷載時,立立桿的穩(wěn)定性性計算公式σ=N/(φAA)+MMW/W≤[f]立桿的軸心壓力設設計值：N=16..615kkN；不考慮風荷載時,,立桿的穩(wěn)定定性計算公式式σ=N/(φAA)≤[f]立桿的軸心壓力設設計值：N=N'==17.6607kN；；計算立桿的截面回回轉半徑：ii=1..58cmm；計算長度附加系數數參照《建筑筑施工扣件式式鋼管腳手架架安全技術規(guī)規(guī)范》(JGJ1330-20111)表得：k==1.1555；計算長度系數參照照《建筑施工工扣件式鋼管管腳手架安全全技術規(guī)范》(JGJ130-2011)表得：μ=1.5；計算長度,由公公式l0=kuuh確定：：l0=3.1118m；；長細比:L0//i=1197；軸心受壓立桿的穩(wěn)穩(wěn)定系數φ,由長細比llo/i的結果果查表得到：：φ=0.1186立桿凈截面面積：：A=4.89cm2；立桿凈截面模量((抵抗矩)：W=5..08cmm3；鋼管立桿抗壓強度度設計值：[[f]=2205N//mm2；考慮風荷載時σ=166144.702//(0.1886×4899)+480082.6009/50880=1192.1337N/mmm2；立桿穩(wěn)定性計算σσ=1992.1377N/mmm2小于立桿的的抗壓強度設設計值[ff]=2205N//mm2，滿足要求求！不考慮風荷載時σ=176066.952//(0.1886×4899)=1933.581N/mm22；立桿穩(wěn)定性計算σσ=1993.5811N/mmm2小于立桿的的抗壓強度設設計值[ff]=2205N//mm2，滿足要求求！七、連墻件的計算算:連墻件的軸向力設設計值應按照照下式計算：：Nl=Nlw++N0連墻件風荷載標準準值按腳手架架頂部高度計計算μz＝0.92，μs＝0.2144，ω0＝0.75，Wk=0.7μzz·μs·ω0=0.7×0.922×0.2114×0.775=00.103kN/m22；每個連墻件的覆蓋蓋面積內腳手手架外側的迎迎風面積AAw=10..8m2；按《建筑施工扣件件式鋼管腳手手架安全技術術規(guī)范》(JGJ1330-20111)條連墻件約約束腳手架平平面外變形所所產生的軸向向力(kN),N0=5.0000kNN；風荷載產生的連墻墻件軸向力設設計值(kN)，按照照下式計算：：Nlw=1.44×Wk×Aw=1..563kkN；連墻件的軸向力設設計值Nl=Nlww+N0=6.5563kNN；連墻件承載力設計計值按下式計計算：Nf=φ·A·[[f]其中φ--軸軸心受壓立桿桿的穩(wěn)定系數數；由長細比l/ii=3000/15..8的結果查查表得到φ=0.9449，l為內排架距距離墻的長度度；A=4.89cm2；[f]=2205N//mm2；連墻件軸向承載力力設計值為Nf=0..949×4.89×10-4×205×103=955.133kN；Nl=6.5633<Nff=955.133,,連墻件的設設計計算滿足足要求！連墻件采用雙扣件件與墻體連接接。由以上計算得到Nl=6..563小于于雙扣件的抗抗滑力122kN，滿滿足要求！連墻件扣件連接示示意圖八、懸挑梁的受力力計算:懸挑腳手架的水平平鋼梁按照帶帶懸臂的連續(xù)續(xù)梁計算。懸臂部分受腳手架架荷載N的作用，里里端B為與樓板的的錨固點，AA為墻支點。本方案中，腳手架架排距為10050mm，內內排腳手架距距離墻體3000mm，支支拉斜桿的支支點距離墻體體為12000mm，水平支撐梁的截面面慣性矩I=11330cm44，截面抵抗抗矩W=141ccm3，截面積A=26..1cm22。受腳手架集中荷載載N=1..2×9.16+1.4××4.7255=177.607kN；水平鋼梁自重荷載載q=1..2×26.1×0.00001×78.5=0.2246kNN/m；懸挑腳手架示意圖圖懸挑腳手架計算簡簡圖經過連續(xù)梁的計算算得到懸挑腳手架支撐梁梁剪力圖(kN)懸挑腳手架支撐梁梁彎矩圖(kN·m)懸挑腳手架支撐梁梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的的支撐反力由由左至右分別別為：R[1]=223.7277kN；R[2]=112.5111kN；R[3]=--0.0899kN。最大彎矩Mmaax=2..69kNN·m；最大應力σ=MM/1.055W+N/AA=2.669×1066/(11.05××1410000)+12.9442×1033/26610=23.1227N/mmm2；水平支撐梁的最大大應力計算值值23.1127N//mm2小于水平支支撐梁的抗壓壓強度設計值值215N/mm22,滿足要求！！九、懸挑梁的整體體穩(wěn)定性計算算:水平鋼梁采用166號工字鋼,計算公式如如下σ=M/φbWWx≤[f]其中φb--均勻彎曲的的受彎構件整整體穩(wěn)定系數數：查表《鋼結構設計計規(guī)范》(GB500017-20003)得，φb=1.3由于φb大于0..6，根據《鋼鋼結構設計規(guī)規(guī)范》(GB500017-20003)附表表B，得到φb值為0.855。經過計算得到最大大應力σ=2..69×1006/(00.85×11410000)=222.3622N/mmm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性性計算σ=222.362小于[f]]=2115N/mmm2,滿足要求求!十、拉繩的受力計計算:水平鋼梁的軸力RRAH和拉鋼繩繩的軸力RUi按照下面面計算RAH=ΣRUicosθi其中RUicossθi為鋼繩的拉拉力對水平桿桿產生的軸壓壓力。各支點的支撐力RCi=RUisinθi按照以上公式計算算得到由左至至右各鋼繩拉拉力分別為：：RU1=25.2447kN；；十一、拉繩的強度度計算:鋼絲拉繩(支桿))的內力計算算：鋼絲拉繩(斜拉桿桿)的軸力RU均取最大值值進行計算，為為RU=25.247kN選擇6