株洲市大力新村二期工程脚手架施工方案编制单位:日期:一、双排钢管脚手架设计计算〈一〉基本概况本工程为框架16层,正负零以上为15层,以下1层;根据当地施工情况,我项目部决定采用双排钢管整体脚手架。步距1.8米、钢管外径Φ48、壁厚3.5mm、235、间距为1.5米、架宽为1.2米,如图所示:1500150015001200700〈二〉荷载计算1、操作层荷载计算:根据《建筑安装工人安全技术操作规程》第50条规定,脚手架上操作层附架荷载不得大于2700N/m2。考虑动力系数1.2,超载系数2.0,脚手架自身荷载为300N/m2,操作层附架荷载W1为:W1=2/720030027002.12mN2、非操作层荷载计算:钢管理论荷重为38.4N/m,扣件的荷重为10N/个计算,本工程非操作层荷载计算如下:剪刀撑长度近似按对角支撑的长度计算mL33..25.18.122每跨脚手架面积为28.12.15.1mS非操作层每层荷载W2为:22/78.3678.14103.14.38233.22.125.128.1mNW式中1.3为考虑钢钎实际长度系数。〈三〉立杆实际荷计算yyynfyfyfANK222121计算钢管的截面特征:83.8778.15/1386/1386180077.078.151089.40022iLmmLLmmimmAn欧拉临界应力:22222/26983.87210000mmNE222/17012.001578.010013.010013.0mmNfiyy设计荷载N为:KNN3.33269170226912.01170226912.0117021089.422〈四〉安装高度计算假设操作层为三层,安装层数按下列式计算:KNnWWS3.33321式中S为每根立杆受荷面积层87.419.078.3679.072003333009.02/8.12nmS计算安装高度h=1.8×41.87层=75.37米;安全系数k=1+75.37/200=1.38;实际可安装高度H=75.37/1.38=54.62米。〈五〉扣件式钢管脚手架的验算1、正应力fmWMVn/maxMmax——按均布荷载作用计算跨内最大弯距。大横杆按三跨连续梁计;小横杆伸出小于0.4L时,按跨内最大弯距计;脚手板按简支计,计算跨度以立杆间距计。计算荷载只考虑正常施工荷载,即永久荷载与可变荷载,不考虑风雪荷载的组合;Wn——净截面抵抗矩,Φ48×3.5钢管取Wn=5.08×103mm3;M——设计强度调整系数,大横杆、小横杆、脚手板m=0.85;立柱m=0.75;f——钢材的设计强度,f=205N/mm2。(1)大横杆23332/82.731008.5105.125001.01008.51.0mmNqLV2/25.17420585.0mmN(2)小横杆2332/73.1411008.58102.14000mmNV2/25.17420585.0mmN(3)脚手板233/24.1721008.51035.02500mmNV2/25.17420585.0mmN注:竹片脚手板近似取f=205N/mm2。2、剪应力fvmAVKnmaxK——截面形状系数,圆形K=2.0、方形K=1.50;Vmax——计算截面的最大剪力,宜按承受均布荷载作用,小横杆为支座剪力;脚手板按简支计算;大横杆按三跨连续梁计,计算跨度等于立柱距离;An——净截面积,Φ48×3.5钢管取An=4.89cm2;fv——取fv=125N/mm2。(1)大横杆222maxmax/25.10612585.0/17.441089.4108000.2108001500126.0mmNmmNAVKNVn符合要求。(2)小横杆222maxmax/25.10612585.0/56.231089.457600.2576060006.9mmNmmNAVKNVn符合要求。(3)脚手板222maxmax/28.106/48.21089.48105.181037516.2mmNmmNAVKNVn符合要求。3、稳定性ANV——根据立杆最大细长比决定细心受压的稳压系数取0.227(查表得);227.0321.05.314.33330333005.314.33330022V注:NRV3330333009.019.01反;0.9——为整体空间作用分配系数;符合要求,安全稳定。〈六〉脚手架最大搭设高度(Hmax)12max2.14.12.13.1005.01GKQKGKAfAfffNNNQkHHHHm413.39442.02.171.34.1664.22.13.1447.457.01GKN——脚手架自重产生的轴力,高为一个步距,宽为一个纵距的脚手架,查表得0.442KN;Ak——与立杆截面有关的调整系数,当内外排立杆均采用两根钢管组合时,取0.7;2GKN——脚手架附件及物品重产生的轴力,查表得2.664KNQKN——3.71KNAfQ——45.447KNmH926.32413.39005.01413.39max本工程脚手架实际搭设高度为45米,比规范要求要大。因此我项目部决定从第十三层开始增设悬挑脚手架管,具体做法如下:1、在第十三层楼面预埋Ω形Φ16钢筋,间距为1500mm,离楼面边梁距离为0.5米;然后将架管穿入预埋件内挑出楼面管长为2.8米。2、脚手架计算详见后面悬挑梁脚手架计算。二、悬挑脚手架计算1、求弯距及反力因悬挑脚手架为三层,为安全考虑全部将三层作为操作层,即W1=2×1.2×2700=5480N非操作层W2=0每根立杆受荷面积S=1.8/2=0.9m2每根立杆承受荷载力为N=0.9×3×5.48=17.496KNKNMKNR49.457.0496.179.1496.17992.342496.17maxmax反2、抗弯强度验算fWYMWXMnyyynxxx式中xM、yM——绕X轴和Y轴的弯距(N·mm4)nxW、nyW——对X轴和Y轴的净截面抵抗矩(mm3)xX、yY——截面塑性发展系数取xX=yY=1.2f——钢材的抗弯强度设计值(N/mm2)225757/215/6.1881002.42.110549.41002.42.110549.4mmNfmmN故符合要求3、抗剪强度验算vwftISV查得I/S=216mm,wt=10则223/125/2.161021610992.34mmNfmmNv故符合要求注:V——计算截面沿刚管截平面作用的剪力(N)S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩(mm3)I——毛截面惯性矩(mm4)vf——钢材抗剪强度设计值(N/mm2)4、支座局部承压验算设支承长度a=500、yh=48则5964825002yhaL查得Φ=1.0223/215/871.55961010992.340.1mmNfmmNLtFw注:F——荷载(N)取F=max;Φ——荷载增大系数取1.0;L——荷载在钢管计算高度上边缘的假定、分布长度(mm);a——支承长度yh——梁顶面至钢管计算高度上边缘的距离。5、整体稳定性验算由fWMxbx得:2256/215/23.1191002.576.01049.45mmNmmN注:xM——绕强轴作用得最大弯距(N·mm);xW——按受压纤维确定的梁毛截面抵抗矩(mm3),取5.02×105;b——整体稳定性系数,按GBJ17-88附录确定;f——钢材的设计强度。6、挠度验算mmEIfLf591.01002.5101.2384107.09.110496.1719384197593333查GB17-88表2-3-2得允许挠度为:mmfmmfmmLf6.7591.06.72501900250则挠度验算合格。7、钢管埋入验算fvAnNy/注:一般钢管埋入验算只计算锚筋的抗剪强度:yN——轴向拉力(N)n——锚筋的数量A——锚筋截面面积(mm2)fv——锚筋的抗剪设计强度(N/mm2)——锚筋的剪应力(N/mm2)取:yN=34.992KNn=2A=201.1mm2fv=125N/mm2得:fv23mmN/871.2012/10992.34满足要求。8、钢管嵌固端得砼局部承压得验算nclAfF5.1注:lF——局部荷载设计值(N)f——砼轴心抗压强度设计值,按C25取值12.5(N/mm2)nA——砼局部承压净面积(mm2)——砼局部承压净面积(mm2)lbAA近似取=1.0bA——砼局部受压时得计算底面积(mm2)lA——砼局部受压时净面积(mm2)得:500485.120.15.110992.343lF符合要求。三、连结杆按垂直方向每一步水平方向每三跨设置一连接杆。KNKNAWWo623.55.48.135.042.13.13.1max注:——风压高度变化系数,取1.42;oW——基本风压,取0.35KN/m2A——每根连接杆抗风荷载面积(m2),等于连接杆间垂直方向距离与水平距离的乘积,取1.8×4.5=8.1m2经验算符合要求,具体节点示意图如下:附墙架杆扣件横管四、开洞脚手架上开洞的构造宜采用平行弦杆木行架结构,斜杆与横杆、立柱的交点尽可能靠近中心节点(偏离应小于150mm),两边立柱应设双立柱。详见下面示意图。56度56度防滑扣件主立杆副立杆防滑扣件主立杆副立杆4500150015001500540018001800180045005400挑空一根立杆图挑空二根立杆图五、支撑系统、爬梯支撑系统由剪刀撑和斜撑组成,它受拉又受压,受力情况比较复杂,一般按构造要求设置。爬梯多用工具式梯,不宜使用钢管扣成的爬梯。六、地基RmAGNPf式中N——上部结构传至基础顶面的垂直荷载(KN);G——基础自重(KN),底座与垫板忽略不计;A——基础底面积(cm2)fm——地基允许承载力调整系数,取fm=0.4;R——地基允许承载力(KN/cm2)。得233/10802.04.010374.4160502496.17cmKN满足要求。参考株洲市有关高层建筑施工脚手对地基得要求,在钢管立柱下先将土夯实,再做10cm厚C15砼垫层,然后铺上7.5cm厚×50cm宽×160cm长木板,最后在钢管立柱装上底座。具体做法详见下图。排水沟素土夯实200C15砼垫层75×500×1600木板底座新建筑物外边线注:素土夯实及C15砼垫层绕新建筑物外边线连续设置并超出地面15cm,另设置200×300明沟一条以利于排水i=5‰七、悬挑式钢平台(上料平台)〈一〉、杆件计算悬挑式钢平台以槽钢做次梁与主梁,上铺厚度不小于50mm的木板,并以螺栓与槽钢相固定。杆件计算可按下列步骤进行。1、次梁计算(1)恒荷载中的自重,采用[10cm槽钢时以100N/m计,铺板以400N/m2计,施工活荷载以1500N/m2计。按次梁承受均布荷载考虑,计算次梁弯距如下:222181qlM式中——悬臂比值,lm;m——悬臂长度(m);l——次梁两端搁支点间的长度(m)。即:mNM387645.014200081222(2)计算次梁弯曲强度fWMn式中:M——次梁的弯距;nW——次梁净截面抵抗矩(mm3)