悬挑脚手架施工方案缪四军编制

普通型钢悬挑脚手架方案中国农业银行宿迁分行办公楼工程；工程建设地点:发展大道以东，霸王举鼎广场南侧；属于框架结构；地上16层；地下1层；建筑高度：63m；标准层层高：3.5m；总建筑面积：16263.8平方米；总工期：360天。本工程由江苏中豪置业有限责任公司投资建设，江苏政泰建筑设计有限公司设计，江苏华信勘测设计有限公司地质勘察，淮安市淮工监理咨询有限公司监理，南通建工集团股份有限公司组织施工；由袁孝建担任项目经理，缪四军担任技术负责人。根据本工程的特点，主楼采用分段悬挑脚手架，单段悬挑脚手架搭设高度不大于18m。本方案按悬挑18m双排钢管脚手架验算。脚手架搭设工艺流程：平整场地夯实→铺脚手板→树立杆→接小黄杆→接大黄杆→搭设剪刀撑→铺竹片→绑扎外栏杆和竹笆→挂安全网型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《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。一、参数信息1.脚手架参数双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，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8m；内排架距离墙长度为0.25m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，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/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:1层；3.风荷载参数本工程地处江苏宿迁，基本风压0.4kN/m2；风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用18号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度2.3m。锚固压点压环钢筋直径(mm):20.00；楼板混凝土设计标号≥C30，计算取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、大横杆的计算按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m；脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×1.05=1.47kN/m；图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.08×0.166×1.52+0.10×1.47×1.52=0.361kN·m；支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max=-0.10×0.166×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.424kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.361×106,0.424×106)/4490=94.432N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为σ=94.432N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.105=0.138kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.05kN/m；最大挠度计算值为：ν=0.677×0.138×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×107800)=2.583mm；大横杆的最大挠度2.583mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！三、小横杆的计算根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.033×1.5=0.05kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN；活荷载标准值：Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN；集中荷载的设计值:P=1.2×(0.05+0.158)+1.4×1.575=2.454kN；小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8Mqmax=1.2×0.033×1.052/8=0.006kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.454×1.05/3=0.859kN·m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.864kN·m；最大应力计算值σ=M/W=0.864×106/4490=192.514N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=192.514N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.033×10504/(384×2.06×105×107800)=0.024mm；大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.158+1.575=1.782kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1782.45×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×107800)=3.298mm；最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+3.298=3.322mm；小横杆的最大挠度为3.322mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN；小横杆的自重标准值:P2=0.033×1.05/2=0.017kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.05+0.017+0.236)+1.4×2.362=3.672kN；R8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、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0.1248kN/mNG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00=2.746kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2NG2=0.3×4×1.5×(1.05+0.2)/2=1.17kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3=0.15×4×1.5/2=0.45kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×18=0.135kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.501kN；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=3×1.05×1.5×1/2=2.362kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.501+0.85×1.4×2.362=8.212kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.501+1.4×2.362=8.709kN；六、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0=0.4kN/m2；μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：μz=0.74；μs--风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为:Wk=0.7×0.4×0.74×0.214=0.044kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=8.212kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=N'=8.709kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=196；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.188立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；考虑风荷载时σ=8212.455/(0.188×424)+25644.058/4490=108.738N/mm2；立杆稳定性计算σ=108.738N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时σ=8708.58/(0.188×424)=109.251N/mm2；立杆稳定性计算σ=109.251N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！七、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连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.4，Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.4=0.055kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.8m2；按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-20