紫祥园9#楼悬挑脚手架预审方案Word下载.docx

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保温工程

屋面采用EPS板保温层，外墙采用特种防火酚醛板保温层。

屋面工程

采用保温隔热防水屋面。

1.1.2结构概况

基础工程

本工程地基基础设计等级为乙级，采用梁板式筏形基础。

地基土类为强风化基岩，地基承载能力特征值为250KPa。

砼工程

基础垫层砼强度等级为C20；

地下室至六层的框架柱、剪力墙及边缘构件、剪力墙连梁部分砼强度等级为C35，抗渗等级P6；

其余部位砼强度等级C30。

钢筋工程

采用HPB300、HRB335、HRP400、HRB500、CRB550冷轧带肋五种级别的钢筋。

砌体工程

采用轻骨料砼小型空心砌块、全烧结陶粒保温、蒸压加气砼砌块、烧结空心砖和空心砌块、烧结多孔砖、烧结普通砖等作为二次结构用砌块，其相应砌块强度等级及所用砂浆要符合工程要求。

二、编制依据：

建设项目施工图纸、及现场情况

《建筑施工手册》

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）

三、脚手架工程设计及搭设参数

本工程地下室至三层采用落地式双排钢管扣件式脚手架，搭设高度为15.4m;

四层到顶层采用悬挑式钢管脚手架，分三段悬挑，外挑长度为1.2m。

第一段从四层到九层，搭设高度为18m。

第二段从十层到十五层，搭设高度为18m，第三段从十六层到顶，搭设高度为15.1m。

悬挑架采用工字钢悬挑双排外脚手架，钢丝绳斜拉结构。

（见附图1）。

脚手架钢管选用φ48×

3.5无缝钢管；

外挑工字钢采用I18工字钢，长度4.0~9米；

固定工字钢在楼面上采用2φ18的圆钢拉环，分别距外墙边0.1和2.4m~4.5m。

脚手架立杆纵向间距为1.5m，横向间距为0.85m，内立杆距外墙0.45m，外立杆距外墙面为1.3m，大横杆间距为1.8m，小横杆间距不超过1.5m、长度为1.5m。

外侧立杆和外侧纵向水平杆以及剪刀撑采用黄白相间架管。

脚手架与建筑物的连墙拉杆水平距离4.5m，竖向距离为3.0m，连墙件采用φ48×

3.5钢管与预埋件刚性连接方式；

和φ48×

3.5钢管与砼柱打抱箍刚性连接。

卸荷钢丝绳吊点水平间距以2个立杆间距为准，既1.5×

2=3.0m。

钢丝绳张拉高度3.0m，吊点距墙面为1.3m，斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角a=3.0/1.3=2.3（见附图1）

悬挑架高3×

6=18m，按18m对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性验算。

四、外架设计

4.1、悬挑架计算（三、九、十五层）

荷栽的取值与组合

4.1.1计算基数:

计算高度H=18m步距h=1.8m

立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=0.85m

外立杆至墙距ld=1.3m内立杆至墙距lc=0.45m

查<

<

扣件式钢管脚手架安全技术规范>

>

（JGJ30—2011）

钢管自重G1=0.0384KN/m挡脚板自重G2=0.0132KN/m

安全网自重G3=0.034KN/m²

施工活荷载qk=3KN/m²

木脚手板自重G5=0.35KN/m²

4.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵，横，水平杆，剪刀撑，横向斜撑和扣件），查＜＜扣件式钢管脚手架安全技术规定＞＞（JGJ30--2011）附表A—1得：

每米立杆承受的结构自重标准值gk1=0.1248KN/m.

4.1.3构配件自重（包括脚手板，防护栏杆，挡脚板，密目安全网等）（１）外立杆

木脚手板：

（按4层考虑）:

NG2K-1=（4×

la×

lb×

0.35）×

103/2=3×

1.5×

1.05×

0.35×

103/2=1102.5N

栏杆：

（按10步架计，栏杆每步架一根）

NG2K-2=（10×

G1）×

10³

=（10×

0.0384）×

=576N

安全网:

NG2K-3=H×

G3×

=18×

0.0034×

=61.2N

挡脚板：

（按4道考虑）NG2K-5=4×

G2×

=3×

0.0132×

=79.2N

斜挑防护架:

4×

0.038＋1.5×

3×

0.35=1.8kN

合计：

NG2K外=3.62KN

（2）内立杆

①木脚手板

NG2K-1=（4×

/2+（4×

lc×

0.35）×

=（4×

=1.84N

NG2K内=3.66KN

4.1.4施工均布荷载

按规范要求取最大不利情况,按荷载最大结构脚手架考虑,即同时2层作业层施工:

外立杆:

NQK外=2×

qk/2=2×

0.85×

3/2=3.83KN

内力杆:

NQK内=2×

qk/2+2×

qk

=2×

3/2+2×

3=5.45KN

4.1.5垂直荷载组合

（1）外立杆:

N1=1.2×

（NG1K+NG2K外）+1.4×

NQK外

=1.2×

（0.1248×

18+3.62）+1.4×

3.83=12.75KN

（2）内力杆:

N2=1.2×

（NG1K+NG2K内）+1.4×

NQK内

18+3.66）+1.4×

5.45=14.71KN

4.2水平悬挑梁设计（三、九、十五层）

本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构,水平悬挑钢梁采用Ι18工字钢,长4.0m。

在各栋悬挑层面预埋φ18的圆钢环对工字钢进行固定,距外墙边0.1m。

根据<

钢结构设计规范>

（GB50017--2003）规定进行下列计算与验算。

计算模型:

计算时不考虑工字钢末端斜拉钢丝绳的作用,钢丝绳的承载力作为安全储备.

（1）Ι18工字钢截面特性:

Wx=185×

mm³

I=1660×

104mm4自重q=0.241KN/m

弹性模量E=206×

N/mm翼缘宽度b=94mm

翼缘平均厚度δ=10.7mm高度h=180mm

计算简图如下:

N1qN2

N3

EDCBA

50850450240050

水平悬挑梁计算简图

（2）最大弯距

Mmax=N1×

1.30+N2×

0.45+q×

1.55²

/2

=12.75×

1.3+14.71×

0.45+0.241×

1.35²

=23.41KN·

m

（3）强度验算

δ=Mmax/（γx×

Wx）<

f

γx—截面塑性发展系数,对Ι形截面,查表得:

γx=1.05;

Wx—对X轴的净截面的抵抗距,查表得:

Wx=185×

f—型钢的抗弯强度设计值,Q235钢,取f=215N/mm²

故δ=23.41×

106/（1.05×

185×

）=120N/mm²

f=215N/mm²

∴安全

（4）整体稳定验算

根据钢结构设计规范（GB50017---2003）的规定.轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题:

本悬挑梁跨长1.35米,按下列公式计算整体稳定系数φb:

φb=βb·

4320/λy2·

Ah/Wx[1+（λyt1/4.4h）2]1/2+ηb

βb=0.21+0.67ξ

ξ=L1t1/b1h=1300×

9.9/88×

160=0.914

βb=0.21+0.67ξ=0.21+0.67×

0.914=0.82

λy=L1/iy=1300÷

18.9=68.78

=0.89×

4320/68.782×

2610×

160/141000[1+（68.78×

9.9/4.4×

160）2]1/2×

235/215=3.09

因φb值超过0.6，需用φ/b代替

φ/b=1.07-0.282/3.09=0.98<

1.0φ/b值符合要求

则悬挑梁弯曲应力为:

δ=Mmax/（φ/b×

Wx）=23.41×

106/（0.98×

）

=129.1N/mm²

∴安全

（5）刚度验算:

ω=N1L³

/3EI+N2a²

（3L-a）/6EI

N1,N2作用于水平悬挑梁的外内立杆荷载（KN）

E—弹性模量E=206×

N/mm²

I—工字钢惯性距I=1660×

104mm4

ω=（12.75×

×

1300³

）/（3×

2.06×

105×

1660×

104）+[（14.71×

450²

）×

（3×

1300-450）]/（6×

104）

=3.1<

L/200=1500/200=7.5mm,满足要求.

（6）I18工字钢后部锚固钢筋设计

锚固钢筋的承载力验算:

锚固选用φ18圆钢环预埋在楼面板上,吊环承受的拉力为:

N3=Max/2.4=10.7KN

吊环承受的拉应力为:

б=N/A=10.7×

103/（2×

3.1415×

92）

=21.02N/mm2<

[б]=215N/mm2满足要求。

（7）验算钢丝绳抗拉强度：

3200

3000

N4

N1qN2

E

D

CBA

不考虑N3作用，取外伸部分作简支梁计算：

NE=（0.45N2+1.35N1+1.352q/2）/1.35=17.82KN

N4=17.82×

3.2/2.9=19.66KN

3.钢丝绳抗拉强度

按下式计算：

PX≤KPg/a

PX—钢丝绳的计算拉力

Pg—钢丝绳的钢丝破断拉力总和

a--考虑钢丝受力不均匀的钢丝破断拉力换算系数，查表得0.85

K—钢丝绳使用的安全系数，取K=3.5

Pg≥KPX/a=3.5×

19.66/0.85=80.97kN

如采用Ф14钢丝绳Pg＝101kN>

80.97kN所以安全。

（8）选择与钢丝配套使用的卡由已选Ф14钢丝绳，得出适用的卡环为14。

由结果可知，当挑梁采用I18工字钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求，为安全计算，本工程另设置钢丝绳拉索作为安全储备。

工字钢梁端挑出长度超过1.5m时，梁端用钢丝绳斜拉，钢丝绳为受力钢丝绳，计算如下：

MA=0

0.45N2+1.3N1+3.25N2+4.1q=NB

NB=（0.45+3.25）×

14.71+（1.3+4.1）×

12.75+4.1×

0.241/4.1=30.3KN

N4=30.3×

（4.12+62）1/2/3.0=36.7KN

选用钢丝绳：

3.5×

36.7/0.85=151KN

查建筑施工计算手册表13-4得：

Ф17.5mm6*37钢丝绳抗拉强度156KN

4.2、双排脚手架计算：

计算高度H=15.7m步距h=1.8m

立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=1.05m

外立杆至墙距ld=1.5m内立杆至墙距lc=0.45m

（JGJ30—2001）

施工活荷载qk=12KN/m²

脚手架结构自重：

qk1=0.1248Kn/

活荷载：

施工荷载Q1=3KN/m2（结构作业）

2、小横杆计算

（1）计算简图q

350A1050B

q=1.2×

1.5+1.4×

1.5=6.93KN/m

Mmax=qL2（1-a2/l2）2/8

=6.93×

1.052×

（1-2×

0.352/1.052）2/8=0.58KN.m

δ=Mmax/W=0.58×

106/（5.08×

103）=114.17N/mm2<

f=205N/mm2

（2）挠度验算

ω=qaL3/（24EI）×

[-1+4（a2/L2）+3（a3/L3）]

=6.93×

350×

10503/[-1+4×

3502/10502+3×

3503/10503]

24×

12.19×

104

=-2.07mm<

L/250=4.2mm

3.3、对纵向水平杆计算

（1）、计算简图

FFqFF

150015001500

集中力对纵向水平杆不产生弯距，由自重及栏杆，挡脚板自重产生弯距。

M=1.2qL2

=1.2×

1.52

=0.04KN.m

&

=M/W

=0.04×

103）

=7.87N/mm2,f=250N/mm2

V=KqL4/（100EI）

=0.66×

15004/（100×

=0.02mm<

f/250=6mm

4、立杆计算

考虑风载时，N/φA+Mw/W<

f

L0=kμh=1.155×

1.8=3.1

λ=l0/i=3100/15.8=196

查建筑施工扣件式脚手架安全技术规范表C

φ=0.189

Mw=0.85×

1.4ωk·

La·

h2/10

=0.85×

1.4×

1.82/10=0.2KN.m

NG=1.2×

15.7+0.034×

15.7＋0.0132×

3＋0.35×

3）＋0.85×

3=8.84KN

N/φA+Mw/W=8.84×

103/0.189×

4.89×

102+0.2×

106/5.08×

103

=130.7N/mm2<

立杆强度、稳定性符合要求

4.4、连墙件计算

连墙件采用钢管扣件刚性连接

Nl=Nlw+N0=1.4×

13.5+5=11.62KN＜8×

2=16kN

钢管连墙件上受力扣件上加设一个护扣。

4.5、十二层处悬挑梁计算

4.5.1计算基数:

计算高度H=7.5m步距h=1.8m

立杆纵距la=1.2m立杆横距lb=0.85m

结构荷载：

恒载：

LB1:

1.2×

0.791×

0.1×

24=2.28KN/m

XL3:

0.18×

0.55×

24=2.9KN/m

L1:

0.5×

（0.791+0.76）×

24=4.02KN

TB9:

（0.15×

0.76+0.167×

0.26）×

24=4.6KN/m

f活=1.4×

3.0KN/m2=4.2KN/m2

工字钢预设位置及最大受力位置如下图：

（2）1#、2#、3#立杆受力分析：

受力简图：

q1为LB1+XL3+f活=2.28+2.9+（0.89+0.62）×

4.2=11.52KN/m

fL1为L1荷载=4.02KN/m

1）、对N1取距：

1.22N2+1.8N3-11.52×

1.62/2-11.52×

0.22/2-4.6×

1.3×

0.95-4.02×

1.51=0

2）、对N3取距：

1.8N1+0.58N2-11.52×

1.8×

1.1-4.6×

0.29=0

3）、对N2取距：

1.22N1+0.58N3-11.52×

0.382/2-4.6×

0.382/2-4.02×

0.29-11.52×

1.422/2-4.6×

0.922/2=0

4）、N1+N2+N3=q1+qTB9+fL1=11.52×

1.8+4.6×

1.3+4.02

计算得：

N1=11.22KN

N2=16.3KN

N3=3.8KN

4.5.2脚手架结构自重（包括立杆、纵，横，水平杆，剪刀撑，横向斜撑和扣件），查＜＜扣件式钢管脚手架安全技术规定＞＞（JGJ30--2011）附表A—1得：

4.5.3构配件自重（包括脚手板，防护栏杆，挡脚板，密目安全网等）（１）外立杆

（按1层考虑）:

NG2K-1=（1×

1.865×

103/2=979N/m

（按2步架计，栏杆每步架一根）

NG2K-2=（2×

=（2×

=143N

=7.5×

=47N

（按1道考虑）NG2K-5=1×

=1×

=24N

4.5.4垂直荷载组合

悬挑梁受力简图：

（1）N5=N1+0.979×

1.35×

1.2=12.81KN

（2）N4=1.2×

（7.5×

0.1248+1.51×

0.0132+7.5×

1.51×

0.034+2×

0.0384+1.05×

1.51）=2.41KN

4.5.5水平悬挑梁设计

水平悬挑钢梁采用Ι18工字钢,长6.0m。

悬挑层面预埋φ18的圆钢环对工字钢进行固定,距外墙边0.1m。

Mmax=N5×

0.2+N2×

1.42+N3×

2.0+N4×

2.3

=12.81×

0.2+16.3×

1.42+3.8×

2.0+2.41×

2.3=38.85KN·

f—型钢的抗弯强度设计值,Q235钢,取f=235N/mm²

故δ=38.85×

）=200N/mm²

f=235N/mm²

∴结构安全

本悬挑梁跨长2.3米,按下列公式计算整体稳定系数φb:

ξ=L1t1/b1h=2300×

10.7/94×

180=1.45

1.45=1.18

λy=L1/iy=2300÷

20=115

=1.18×

4320/1152×

3060×

180/185000×

[1+（115×

10.7/4.4×

180）2]1/2+235/235=1.53

φ/b=1.07-0.282/1.53=0.94<

Wx）=38.85×

106/（0.94×

=223.4N/mm²

∴满足稳定要求。

ω=N4L³

/3EI+N3a3²

（3L-a3）/6EI+N2a2²

（3L-a2）/6EI+N5a5²

（3L-a5）/6EI

ω=2.4*2.33/3*206*0.166+3.8*0.32*（3*2.3-0.3）/6*206*0.166+16.3*0.882*（3*2.3-0.88/6*206*0.166）+12.8*2.12*（3-2.3-2.1）/6*206*0.166

=4.55mm<

L/200=2300/200=11.5mm,满足要求.

N3=Max/3.4=11.43KN

б=N/A=11.43×

=28.42N/mm2<

不考虑N8作用，取外伸部分作简支梁计算：

NE=（1.42N2+2.0N3+2.3N4+0.2N5）/2.3

=（1.42*16.3+2.0*3.8+2.3*2.4+0.2*12.8）/2.3=16.88KN

N4=16.88×

3.0/2.3=22.02KN

Pg≥KPX/a=