扣件式悬挑钢管脚手架搭设方案(5)

　　扣件式悬挑钢管脚手架搭设方案（5）

　　一、有关参数及设计计算书

　　1.有关参数

　　计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为35.0米，立杆采用单立管。

　　搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.50米。

　　采用的钢管类型为48×3.5，

　　连墙件采用3步3跨，竖向间距4.50米，水平间距4.50米。

　　施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。

　　悬挑水平钢梁采用[20a号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.60米，建筑物内锚固段长度1.50米。

　　悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面钢丝绳距离建筑物1.20m。

　　2.大横杆的计算

　　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。

　　按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m

　　脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050/3=0.122kN/m

　　活荷载标准值Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m

　　静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m

　　活荷载的计算值q2=1.4×1.050=1.470kN/m

　　大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

　　大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

　　2)抗弯强度计算

　　最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

　　跨中最大弯矩计算公式如下：

　　跨中最大弯矩为：

　　M1=(0.08×0.193+0.10×1.470)×1.5002=0.366kN.m

　　支座最大弯矩计算公式如下：

　　支座最大弯矩为

　　M2=-(0.10×0.193+0.117×1.470)×1.5002=-0.430kN.m

　　我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

　　=0.430×106/5080.0=84.728N/mm2

　　大横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

　　3)挠度计算

　　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：

　　静荷载标准值q1=0.038+0.122=0.161kN/m

　　活荷载标准值q2=1.050kN/m

　　三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度：

　　V=(0.677×0.161+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.315mm

　　大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm，满足要求！

　　3.小横杆的计算：

　　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，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=0.038×1.500=0.058kN

　　脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN

　　活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN

　　荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.184+1.4×1.575=2.495kN

　　小横杆计算简图

　　2)抗弯强度计算

　　最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和

　　均布荷载最大弯矩计算公式如下：

　　集中荷载最大弯矩计算公式如下：

　　M=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.495×1.050/3=0.879kN.m

　　=0.879×106/5080.0=173.124N/mm2

　　小横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

　　3)挠度计算

　　最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和

　　均布荷载最大挠度计算公式如下：

　　集中荷载最大挠度计算公式如下：

　　小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

　　V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm

　　集中荷载标准值P=0.058+0.184+1.575=1.816kN

　　集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

　　V2=1816.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.972mm

　　最大挠度和：

　　V=V1+V2=2.996mm

　　小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm，满足要求！

　　4.扣件抗滑力的计算：

　　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(规范5.2.5)：

　　R≤Rc

　　其中Rc--扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN；

　　R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

　　荷载值计算：

　　横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN

　　脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN

　　活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN

　　荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×2.362=3.687kN

　　单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

　　5.脚手架荷载标准值：

　　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：

　　每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1394

　　NG1=0.139×35.000=4.879kN

　　脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35

　　NG2=0.350×4×1.500×(1.050+0.300)/2=1.417kN

　　栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

　　NG3=0.110×1.500×4/2=0.330kN

　　吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

　　NG4=0.005×1.500×35.000=0.262kN

　　经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.889kN。

　　活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=3.000×2×1.500×1.050/2=4.725kN

　　风荷载标准值应按照以下公式计算

　　其中W0--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-20**)的规定采用：W0=0.450

　　Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-20**)的规定采用：Uz=0.840

　　Us--风荷载体型系数：Us=1.200

　　经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×0.840×1.200=0.318kN/m2。

　　考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式

　　N=1.2NG+0.85×1.4NQ

　　风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

　　MW=0.85×1.4Wklah2/10

　　其中Wk--风荷载基本风压标准值(kN/m2)；

　　la--立杆的纵距(m)；

　　h--立杆的步距(m)。

　　6.立杆的稳定性计算：

　　1)不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

　　其中：N--立杆的轴心压力设计值，N=14.88kN；

--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.21；

　　I--计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　l0--计算长度(m)，由公式l0=kuh确定，l0=2.95m；

　　k--计算长度附加系数，取1.155；

　　u--计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.70；

　　A--立杆净截面面积，A=4.89cm2；

　　W--立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；

　　--钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=146.78

　　[f]--钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

　　不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f]，满足要求！

　　2)考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

　　其中：N--立杆的轴心压力设计值，N=13.89kN；

　　--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.21；

　　i--计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　l0--计算长度(m)，由公式l0=kuh确定，l0=2.95m；

　　k--计算长度附加系数，取1.155；

　　u--计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.70

　　A--立杆净截面面积，A=4.89cm2；

　　W--立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3；

　　MW--计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.128kN.m；

　　--钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到=162.10

　　[f]--钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

　　考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f]，满足要求！

　　7.悬挑梁的受力计算：

　　悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

　　1)计算参数

　　悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

　　本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1200mm，

　　水平支撑梁的截面惯性矩I=1780.40cm4，截面抵抗矩W=178.00cm3，截面积A=28.83cm2。

　　受脚手架集中荷载P=1.2×6.89+1.4×4.73=14.88kN

　　水平钢梁自重荷载q=1.2×28.83×0.0001×7.85×10=0.27kN/m

　　悬挑脚手架示意图

　　悬挑脚手架计算简图

　　2)计算结果

　　经过连续梁的计算得到：

　　悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

　　悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)

　　悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

　　各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

　　R1=20.031kN，R2=10.948kN，R3=-0.373kN

　　最大弯矩Mma*=2.254kN.m

　　抗弯计算强度：

　　f=M/1.05W+N/A=2.254×106/(1.05×178000.0)+4.807×1000/2883.0=13.727N/mm2

　　水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

　　8.悬挑梁的整体稳定性计算：

　　平钢梁采用[20a号槽钢U口水平，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：

　　经过计算得到b=570×11.0×73.0×235/(1200.0×200.0×235.0)=1.91

　　由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-20**)附录B其值用b'查表得到其值为0.910

　　经过计算得到强度=2.25×106/(0.910×178000.00)=13.92N/mm2；

　　水平钢梁的稳定性计算<[f]，满足要求！

　　9.拉杆的受力计算：

　　水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算：

　　其中：RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

　　各支点的支撑力RCi=RUisini

　　按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

　　RU1=20.600kN

　　10.拉杆的强度计算：

　　拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=20.600kN

　　1)拉绳的强度计算

　　钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

　　其中：[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN)；

　　Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；

　　--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；

　　K--钢丝绳使用安全系数，取8.0。

　　选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.000×20.600/0.850=193.880kN。

　　选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径18.5mm。

　　2)钢丝拉绳的吊环强度计算

　　钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为：

　　N=RU=20.600kN

　　钢丝拉绳的吊环强度计算公式为

　　其中[f]为吊环抗拉强度，取[f]=50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；

　　所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=[20600×4/(3.1416×50×2)]1/2=17mm

　　11.锚固段与楼板连接的计算：

　　水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

　　水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=10.948kN

　　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，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

　　所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[10948×4/(3.1416×50×2)]1/2=12mm

　　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以上搭接长度。

　　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轴向拉力，N=10.95kN；

　　D--楼板螺栓的直径，d=20mm；

　　[fb]--楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/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10947.80/(3.1416×20×1.5)=116.2mm。

　　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轴向拉力，N=10.95kN；

　　D--楼板螺栓的直径，d=20mm；

　　B--楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

　　Fcc--混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；

　　经过计算得到公式右边等于131.6kN，楼板混凝土局部承压计算满足要求！

　　二、搭设要求

　　1.施工准备

　　钢管选用外径48mm、壁厚3.5mm及合格扣件。

　　工字钢采用20号，定位钢筋为φ25钢筋。

　　2.构造要求

　　挑架施工时必须待主体混凝土强度达到75％以上时方可张紧钢丝绳承受外架荷载。

　　立杆：立杆接头采用对接，相连两立杆的接头错开并布置在不同的步距内，应与地面垂直，垂直度偏差≤1/200，且不大于100mm。

　　小横杆：1.5m，与墙面应垂直，水平偏差不大于10mm。

　　大横杆：步距为1.5m，水平杆接长采用对接，上下相连两根的接头位置错开不小于500mm，同一步内外两根接头错开不在同一跨内。

　　剪刀撑：为加强脚手架系统的整体稳定，尽量减少扭转变形，应使脚手架外侧与地面成45~60角，全覆盖式设置钢管剪刀撑，各个剪刀撑节点连接纵横连续

。

　　附墙杆：按水平间距3.60m、竖向间距3.60m,呈梅花状布置附墙杆。防止脚手架内、外移动。附墙杆采用φ14钢筋焊接于φ48×3.0脚手架杆上，钢筋一端预埋在结构面层上，另一端用扣件连接脚手架立杆。

　　工字钢长3.5m、悬挑1.6、楼板余留1.9m部位应埋二道φ25拉结筋，并用楔子楔紧。

　　为防止架体滑移，可在悬挑工字钢上的立杆位置焊接φ25钢筋固定。

　　挑架每二步架应设置连墙及卸载装置，具体做法为每5步架设置连墙钢丝绳，数量、位置与预埋工字钢对应，套拉下一层对应立杆、大横杆、小横杆的节点，并用花篮螺杆旋紧，相应位置的小横杆应加长顶紧墙面。

　　楼面预埋φ25钢筋头，水平间距6m，套在短钢上，用扣件与架体连接，以增加脚手架的整体稳定性。

　　防护栏：脚手架外立面满挂密目安全网，形成封闭状。

　　防雷措施：悬拉式脚手架在其搭设过程中考虑塔吊的防雷措施及其安全范围，不再另行设布防雷措施。

　　层间防护：脚手架内侧与建筑物之间的空隙，间隔四层封闭，以防高空坠落物的打击。其做法是在内排立杆与墙面之间通长布置木板与支承槽钢扎牢。并且在槽钢下满挂密目安全网，全封闭。

　　挑架下闭水做法按照招标文件要求完成，具体如下图：

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篇2：钢管脚手架搭设流程要求(5)

　　钢管脚手架搭设流程及要求（五）

　　工艺流程：

　　落地脚手架搭设的工艺流程为：场地平整、夯实浇筑垫层→基础承载力实验、材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆（搁栅）→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。

　　定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，分出立杆位置，并用小竹片点出立杆标记；垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。在搭设首层脚手架过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角除双向增设，待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时，宜先立外排，后立内排。其余按一下构造要求搭设。

　　1、主杆基础

　　本工程脚手架地基础部位应在回填土完后夯实，采用强度等级不低于C15的混凝土进行硬化，混凝土硬化厚度不小于10cm，地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求（具体计算数据参阅脚手架计算书）。

　　2、立杆间距

　　(1)脚手架立杆纵距1.5m，横距1.05m，步距1.8m；连墙杆间距竖直3.6m，水平4.5m(即两步三跨)；内立杆距建筑物0.3m。

　　(2)脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。

　　(3)立杆应设置垫木并设置纵横方向扫地杆，连接于立脚点杆上，离底座20cm左右。

　　(4)立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1／400。

　　(5)立杆及纵横向水平杆构造要求：

　　3、大横杆、小横杆设置

　　(1)大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m，以便立网挂设，大横杆置于立杆里面，每侧外伸长度为150mm。

　　(2)外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆，以形成空间结构整体受力。

　　4、剪刀撑

　　搭设高度24m以上脚手架，剪刀撑应在外侧立面长度和高度方向上连续设置。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。

　　5、脚手板、脚手片的铺设要求

　　(1)脚手架里排立杆与结构层之间均应铺设木板：板宽为200mm，里外立杆间应满铺脚手板，无探头板。

　　(2)满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设，满铺到位，不留空位，不能满铺处必须采取有效的防护措施。

　　(3)脚手片须用12-14#铅丝双股并联绑扎，不少于4点，要求绑扎牢固，交接处平整，铺设时要选用完好无损的脚手片，发现有破损的要及时更换。

　　6、防护栏杆

　　(1)脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭，且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。

　　(2)选用18铅丝张挂安全网，要求严密、平整。

　　(3)脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆，顶排防护栏杆不少于2道，高度分别为0.9m和1.3m。

　　(4)脚手架内侧形成临边的(如遇大开间门窗洞等)，在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和30cm高踢脚杆。

　　(5)脚手架上门洞、出入口构造示意图

　　7、连墙件

　　(1)脚手架与建筑物按计算书中连墙件布置要求设拉结点，并应保证连墙件间距不大于两步三跨。本工程标准层高为2.9m，设置时竖向每层均预埋连墙件，且横向间距不大于三跨，即4.5m。楼层高度超过4m，则在水平方向加密，如楼层高度超过6m时，则按水平方向每6m设置一道斜拉钢丝绳。

　　(2)拉结点在转角范围内和顶部处加密，即在转角l米以内范围按垂直方向每3.6米设一拉结点。

　　(3)拉结点应保证牢固，防止其移动变形。连墙杆宜靠近主节点设置，距主节点不应大于300mm。

　　(4)外墙装饰阶段拉结点，也须满足上述要求，确因施工需要除去原拉结点时，必须重新补设可靠，有效的临时拉结点，以确保外架安全可靠。

　　(5)连墙件构造示意图

　　8、架体内封闭

　　(1)脚手架的架体里立杆距墙体净距最多为300mm，如因结构设计的限制大于300mm的必须铺设站人板，站人板设置平整牢固。

　　(2)脚手架施工层里立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。

　　(3)施工层以下外架每隔3步以及底部用密目网或其他措施进行封闭。