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1、普通型钢悬挑脚手架搭设方案一、工程概况本工程为乌鲁木齐县机关事物管理中心开发建设的乌鲁木齐县职工统建住房项目16#、19#、20#、21#住宅楼，建设地点位于乌鲁木齐市经济技术开发区二号台地，施工图设计单位为新疆建筑设计研究院，监理单位为新疆高新工程建设监理有限责任公司，施工总承包单位为新疆牛头建筑安装工程有限公司，地质勘察单位为新疆时代岩土工程勘察设计院。本工程为剪力墙结构，16#、19#、21#楼建筑面积均为14423.92m2,20#楼建筑面积为 m2,建筑层数为地下一层，地上十八层，建筑高度为60.30m，标准层层高为3.0m。根据乌鲁木齐县职工统建住房项目16#、19#、20#、21
2、#住宅楼安全施工组织设计的要求，建筑物外围四周立面设全封闭防护，外脚手架在主体施工期间主要是为安全防护而设计的垂直封闭脚手架（严禁作为主体梁、板、墙、柱施工时的模板钢管支撑架），因本工程工期要求很紧，为了室内外防腐及回填土分部工程能在主体施工时穿叉进行施工节省工期，本工程外脚手架采用悬挑脚手架。型钢悬挑脚手架的计算依据：建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）、建筑结构规范（GB5009-2001）、钢结构设计规范（GB50017-2003）、建筑施工安全检查评分标准（JGJ59-99）、建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。1、材料要求：
3、悬挑梁采用16号工字钢（Q235钢），14钢筋拉环（Q235钢），48*3.5钢管（Q235钢）、18#钢丝、扣件。材料进场进行严格检查，并有产品合格证及质量检测报告。2、搭设尺寸设计及要求：本工程脚手架分三次悬挑搭设，第一次搭设层数为2-7层，计6层，搭设高度为18m；第二次搭设层数为8-13层，搭设高度为18m；第三次搭设层数为14-17层、跃层，搭设高度为15m。外挑架从一层顶结构开始搭设，立杆距墙体净距为1.05m，纵向间距为1.5m，每一方向间距一致，步距保持在1.5m。工字钢在安装立杆位置处，焊接38无缝管，伸出工字钢15cm，以固定立杆。外架转角处必须安装工字钢，工字钢安装在混凝
4、土楼板上预埋三个14扣环，第一个吊环距外框梁边500mm，第二、三个吊环间距300mm，并用木楔子固定。3、工字钢悬挑长度、间距及平面布置图如下：二、悬挑式脚手架计算书：（一）参数信息1.脚手架参数单排脚手架搭设高度为 18m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆与横距为1.05m，立杆的步距为1.5m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数 1.00；连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.0 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN
5、/m2):2.00；脚手架用途:安全防护封闭脚手架；3.风荷载参数本工程地处新疆乌鲁木齐市，查荷载规范基本风压为0.390kN/m2，风荷载高度变化系数z为1.25，风荷载体型系数s为1.130；计算中考虑风荷载作用；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1360；脚手板自重标准值(kN/m2):0.30；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.11；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:3 层；脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、冲压钢脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.2m，
6、建筑物内锚固段长度 3.4 m。与楼板连接的拉环直径(mm): 14；楼板混凝土标号:C30；6.拉绳与支杆参数 悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。 （二）纵向、横向水平杆的计算1、纵向、横向水平杆的计算：因本工程采用的是扣件式钢管脚手架，依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）第5.15条、第6.1.1条规定，只需对连墙杆、立杆地基承载力进行设计计算，其它相应杆件可不再进行计算。本工程单排脚手架立杆横距Lb1.2m，纵距距La1.8m，施工均布荷载QK=2.0KN/m2时，步距h=1.50m，脚手架搭设高度24m以下，边墙杆为2步3跨，均在该
7、表允许范围，纵横向水平杆的抗弯刚度，抗弯强度及扣件的抗滑移均满足要求，故不需计算。（三）脚手架立杆荷载的计算: 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1360kN/m NG1 = 0.1360+(1.052/2)0.033/1.5018.0 = 2.864kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.331.51.05/2 =0.709kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11kN/m NG3 = 0.1131.5/2 = 0.248 k
8、N；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.518.0 =0.135kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.956kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值NQ=21.051.52/2=3.15KN风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.39 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的
9、规定采用： Uz= 1.25 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.13；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.391.251.13 = 0.387kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.23.956+ 1.43.15=9.157kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.956+ 0.851.43.15= 8.496kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.3871.5 1.52/10 = 0.1
10、55kN.m；（四）立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 立杆的轴向压力设计值 ：N = 9.157kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取值1.0；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.8 ；计算长度 ,由公式 Lo = kh 确定 ：L0 = 3.118 m；长细比 Lo/i = 196 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.188 ；立杆净截面面积 ： A =4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W
11、=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 9157/(0.188489)=99.61N/mm2；立杆稳定性计算 =99.61 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N =8.496kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.8 ；计算长度 ,由公式 L0 = kuh 确定：L0 = 3.118 m；长细比: L0/i = 19
12、6 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 的结果参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B、C查表得到 ：= 0.188立杆净截面面积 ： A =4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W =5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； =8496/(0.188489)+155000/5080= 122.93 N/mm2；立杆稳定性计算 = 122.93N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！（五）连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk =0.385kN/m
13、2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 3.04.5=13.5 m2；按规范5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 3.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw =7.277kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0=10.277kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比L。/i = 0/15.9的结果查表得到 =1又： A =4.89cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 14.8910-4205
14、103 =100.245kN；Nl = 10.277 Nf = 100.245,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl =100.277KNRC=8KN，所以一个扣紧件不能满足抗滑移要求，应设置双扣件，双扣件的抗滑力 16 kN，满足要求！（六）悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式 支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载 N=3.
15、956+3.15=7.106kN；水平钢梁自重强度计算荷载 q=20.5139.810-3 =0.201kN/m；代入公式，经过计算得到支座反力 RA =9.684kN支座反力 RB = -1.89 kN最大弯矩 MA =7.25 kN.m 最大应力 = 7250000/( 1.05 141000 )= 37.323N/mm2水平支撑梁的最大应力计算值 37.323N/mm2 小于水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!最大挠度 max= 4.93 mm按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即 2400 mm
16、水平支撑梁的最大挠度4.93 mm 小于 水平支撑梁的最大容许挠度 2400/400 mm,满足要求!（七）悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下 其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： b = 570 9.988 235/( 2100160235) = 1.48由于b大于0.6，查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B，得到 b值为0.879。经过计算得到最大应力 =7.25106 /( 0.879141000 )= 58.497N/mm2；水平钢梁的稳定性计算 =58.497小于 f = 215 N/mm2 ,满足要求!（八）锚固段与
17、楼板连接的计算: 1.水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=1.89kN； 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: 其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8条f = 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=18904/(3.142502)1/2 =4.9 mm；水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上锚固长度。2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：锚固深度计算公式：其中：N锚固力，即作用于楼板螺栓的锚向拉力，N=1.89KN。 d楼板螺栓的
18、直径，d=14mm。 fb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.43N/mm2； f钢材强度设计值，取215N/mm2； h楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于1890/（3.142141.43）=30.05mm。螺栓所能承受的最大拉力F=1/43.1414221510-3=33.08KN螺栓的锚向拉力N=1.890KN小于螺栓所能承受的最大拉力F=33.08KN，满足要求！3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式：其中N锚固力，即作用于楼板螺栓的锚向拉力，N=9.684KN。 d楼板螺栓的直径，d=14mm。 b楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=70mm；fcc=混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=14.3N/mm2。经过计算得到公式右边67.87KN，大于锚固力N=9.684KN，楼板混凝土局部承压计算满足要求！（九）结论和建议1.经过计算可知悬挑脚手架搭设方案设计均满足要求。第 10 页 共 10 页