施工组织设计下载简介

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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=10.35kN；

临江府二标段塔吊安全通道搭设施工方案（2021.6.3修改）.doc
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

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=3.12m；

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=1.50

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=0.328kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=178.43

[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!

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.472kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×5.40=19.440m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No=5.000

经计算得到Nlw=12.860kN，连墙件轴向力计算值Nl=17.860kN

连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]

其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=70.00/1.58的结果查表得到
=0.87；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=87.436kN

连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=17.860kN小于扣件的抗滑力18.0kN，满足要求!

七、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。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700mm，内侧脚手架距离墙体700mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1400mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=712.00cm4，截面抵抗矩W=102.00cm3，截面积A=21.50cm2。

受脚手架集中荷载P=1.2×4.87+1.4×3.78=11.14kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×21.50×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

最大弯矩Mmax=3.180kN.m

抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=3.180×106/(1.05×102000.0)+8.834×1000/2150.0=33.798N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

经过计算得到强度
=3.18×106/(0.918×102000.00)=33.97N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算
<[f],满足要求!

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisin
i

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

RU1=18.079kN

拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=18.079kN

如果上面采用钢丝绳，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6.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于6.000×18.079/0.850=124.156kN。

选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径15.5mm。

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=18.079kN

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=[18079×4/(3.1416×50×2)]1/2=16mm

十一、锚固段与楼板连接的计算:

1.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=8.083kN

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=[8083×4/(3.1416×50×2)]1/2=11mm

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。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为18.0米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.80米，立杆的横距0.70米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为
48×3.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距5.40米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设3层。悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度1.35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1.40m。

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.800/3=0.210kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.800/3=1.800kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.210+1.4×1.800=2.818kN/m

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

M=2.818×0.7002/8=0.173kN.m

=0.173×106/5080.0=33.978N/mm2

横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

荷载标准值q=0.038+0.210+1.800=2.048kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×2.048×700.04/(384×2.06×105×121900.0)=0.255mm

小横杆的最大挠度小于700.0/150与10mm,满足要求!

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

小横杆的自重标准值P1=0.038×0.700=0.027kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.700×1.800/3=0.147kN

活荷载标准值Q=3.000×0.700×1.800/3=1.260kN

荷载的计算值P=(1.2×0.027+1.2×0.147+1.4×1.260)/2=0.986kN

最大弯矩考虑为大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=0.08×(1.2×0.038)×1.8002+0.267×0.986×1.800=0.486kN.m

=0.486×106/5080.0=95.664N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为大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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=0.677×0.038×1800.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.11mm

集中荷载标准值P=0.027+0.147+1.260=1.434kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.883×1433.880×1800.003/(100×2.060×105×121900.000)=6.27mm

最大挠度和V=V1+V2=6.379mm

大横杆的最大挠度小于1800.0/150与10mm,满足要求!

三、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):

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；

横杆的自重标准值P1=0.038×1.800=0.069kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.700×1.800/2=0.220kN

活荷载标准值Q=3.000×0.700×1.800/2=1.890kN

荷载的计算值R=1.2×0.069+1.2×0.220+1.4×1.890=2.994kN

四、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：

(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1337

NG1=0.134×18.000=2.407kN

(2)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=0.350×3×1.800×(0.700+0.700)/2=1.323kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.150×1.800×3/2=0.405kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4=0.005×1.800×18.000=0.162kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.297kN

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=3.000×2×1.800×0.700/2=3.780kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Us——风荷载体型系数：Us=1.200

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.250×1.200=0.472kN/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)。

五、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=10.45kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

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=3.12m；

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=1.50；

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
=115.01

[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=9.65kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；

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=3.12m；

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=1.50

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=0.328kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=170.82

[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!

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.472kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×5.40=19.440m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No=5.000

经计算得到Nlw=12.860kN，连墙件轴向力计算值Nl=17.860kN

连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]

其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=70.00/1.58的结果查表得到
=0.87；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=87.436kN

Nf>Nl，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。经过计算得到

Nl=17.860kN小于双扣件的抗滑力18.0kN，满足要求!

七、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。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700mm，内侧脚手架距离墙体700mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1400mm，平支撑梁的截面惯性矩I=712.00cm4，截面抵抗矩W=102.00cm3，截面积A=21.50cm2。

受脚手架集中荷载P=1.2×4.30+1.4×3.78=10.45kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×21.50×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

最大弯矩Mmax=2.984kN.m

抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=2.984×106/(1.05×102000.0)+8.290×1000/2150.0=31.717N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

经过计算得到强度
=2.98×106/(0.918×102000.00)=31.88N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算
<[f],满足要求!

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisin
i

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

RU1=16.966kN

拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=16.966kN

如果上面采用钢丝绳，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6.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于6.000×16.966/0.850=119.76kN。

选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径15.5mm。

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=16.966kN

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=[16966×4/(3.1416×50×2)]1/2=15mm

十一、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=7.603kN

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路堑锚索防护工程实施性施工组织设计，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=[7603×4/(3.1416×50×2)]1/2=10mm

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。

考虑在实际施工中T／CECS 10025-2019 绿色建材评价 预制构件.pdf，扣件不规范现象经常出现，最后确定21步以上采用钢索办法御荷。

从上述结果来说，本工程脚手架余地较大

注：根据近几年对邵阳建筑市场供应的钢管和扣件进行抽样检测的数据显求，钢管的质量基本能满足施工要求，但扣件的合格率不容乐观，为杜绝安全事故隐患，所以在本方案的计算中已加以考虑。