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科技广场C区 外脚手架工程专项施工方案

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.293+0.85×1.4×2.025=8.761kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.276×1.5×

1.82/10=0.16kN.m；

GBT 8478-2020 铝合金门窗六、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：N=9.186kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：l0=3.118m；

长细比Lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：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；

σ=9186/(0.188×424)=115.241N/mm2；

立杆稳定性计算σ=115.241N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：N=8.761kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》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；

σ=8760.852/(0.188×424)+159830.042/4490=145.503N/mm2；

立杆稳定性计算σ=145.503N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

风荷载标准值Wk=0.276kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=6.268kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.268kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比l/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=11.268

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=11.268小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

八、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。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为900mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×5.293+1.4×2.025=9.186kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；

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：

R[1]=11.294kN；

R[2]=8.165kN；

R[3]=0.02kN。

最大弯矩Mmax=1.542kN.m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.542×106/(1.05×141000)+

9.186×103/2610=13.934N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值13.934N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

九、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

φb=570×9.9×88×235/(1200×160×235)=2.59

经过计算得到最大应力σ=1.542×106/(0.961×141000)=11.38N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=11.38小于[f]=215N/mm2,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RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

RU1=13.041kN；

十一、拉绳的强度计算:

钢丝拉绳(支杆)的内力计算：

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=13.041kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径14mm。

得到：[Fg]=17.425KN>Ru＝13.041KN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为

N=RU=13.041kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度，取[f]=50N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(13041×4/3.142×50)1/2=19mm；

十二、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=0.02kN；

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，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[20.298×4/(3.142×50×2)]1/2=0.508mm；

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以上锚固长度。

2.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：

20.298/(3.142×16×1.57)=0.257mm。

螺栓的轴向拉力N=0.02kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=43.206kN，满足要求！

3.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:

经过计算得到公式右边等于103.52kN，大于锚固力N=8.16kN，楼板混凝土局部承压计算满足要求!

脚手板类别：木脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.35；

栏杆、挡板类别：A48×3.0钢管、木脚手板挡板，栏杆、挡板脚手板自重(kN/m)：0.11；

施工人员等活荷载(kN/m2):2.00，最大堆放材料荷载(kN):10.00。

内侧钢绳与墙的距离(m)：1.60，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：2.80；

上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：3.90；

钢丝绳安全系数K：6.00，悬挑梁与墙的节点按铰支计算；

预埋件的直径(mm)：16.00。

只对外侧钢绳进行计算；内侧钢绳只是起到保险作用，不进行计算。

主梁材料类型及型号：16号工字钢；

次梁材料类型及型号：14a号槽钢槽口水平[；

次梁水平间距ld(m)：1.50，建筑物与次梁的最大允许距离le(m)：0.20。

水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m)：4.50，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：2.00,次梁悬臂Mc（m）：0.00；

平台计算宽度(m)：2.00。

次梁选择14a号槽钢槽口水平[，间距1.5m，其截面特性为：

面积A=18.51cm2；

惯性距Ix=563.7cm4；

转动惯量Wx=80.5cm3；

回转半径ix=5.52cm；

截面尺寸：b=58mm,h=140mm,t=9.5mm。

(1)、脚手板的自重标准值：本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35kN/m2；

Q1=0.35×1.50=0.52kN/m；

(2)、型钢自重标准值：本例采用14a号槽钢槽口水平[，标准值为0.14kN/m

Q2=0.14kN/m

1)施工荷载标准值：取2.00kN/m2

Q3=2.00kN/m2

2)最大堆放材料荷载P：10.00kN

Q=1.2×(0.52+0.14)+1.4×2.00×1.50=5.00kN/m

P=1.4×10.00=14.00kN

内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下：

经计算得出:R=(14.00+5.00×(2.00+2×0.00))/2=12.00kN

次梁槽钢的最大应力计算值σ=9.50×103/(1.05×80.50)=112.40N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值σ=112.398N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

经过计算得到φb=570×9.50×58.00×235/(2000.00×140.00×235.0)=1.12；

由于φb大于0.6，按照下面公式调整：

得到φb'=0.819；

次梁槽钢的稳定性验算σ=9.50×103/(0.819×80.500)=144.17N/mm2；

次梁槽钢的稳定性验算σ=144.172N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

根据现场实际情况和一般做法，卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。

主梁选择16号工字钢，间距1.5m，其截面特性为：

面积A=26.1cm2；

惯性距Ix=1130cm4；

截面抵抗矩Wx=141cm3；

回转半径ix=6.58cm；

截面尺寸，b=88mm,h=160mm,t=9.9mm；

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

Q1=0.11kN/m；

(2)槽钢自重荷载Q2=0.20kN/m

静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.11+0.20)=0.37kN/m；

次梁传递的集中荷载取次梁支座力R；

悬挑卸料平台水平钢梁计算简图

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m)

悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)

卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算，由矩阵位移法，从左至右各支座反力：

R[1]=15.13kN；

R[2]=15.373kN；

最大支座反力为Rmax=15.373kN；

最大弯矩Mmax=11.849kN·m；

最大挠度ν=0.074mm。

主梁槽钢的最大应力计算值σ=11.849×106/1.05/141000.0+1.73×104/2610.000=86.678N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值86.678N/mm2小于主梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2，满足要求!

由于φb大于0.6，应按照下面公式调整：

可得φb'=0.477；

主梁槽钢的稳定性验算σ=11.849×106/(0.477×141000.00)=175.99N/mm2；

主梁槽钢的稳定性验算σ=175.99N/mm2小于[f]=205.00,满足要求!

四、钢丝拉绳的内力验算:

水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算，

RCi=RUisinθi

sinθi=Sin(ArcTan(3.9/(2.8+1.6))=0.663；

根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi=RCi/sinθi；

RUi=15.13/0.663=22.81kN；

五、钢丝拉绳的强度验算:

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度2000MPa，直径18.5mm。

得到：[Fg]=36.479KN>Ru＝22.81KN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

六、钢丝拉绳拉环的强度验算:

取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为：

N=RU=22809.930N。

其中，[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8所述在物件的自重标准值作用下，每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2，故拉环钢筋的抗拉强度设计值[f]=50.0N/mm2；

所需要的拉环最小直径D=[22809.9×4/(3.142×50.00×2)]1/2=17.0mm。

JGJ 85-2010 预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf七、操作平台安全要求:

1.卸料平台的上部拉结点，必须设于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上；

2.卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加补软垫物，平台外口应略高于内口；

3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；

4.卸料平台吊装，需要横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，经过检验后才能松卸起重吊钩；

5.卸料平台使用时，应有专人负责检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换办公生活区鱼塘清淤及土方调配、换填施工方案，焊缝脱焊应及时修复；

6.操作平台上应显著标明容许荷载，人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载，配专人监督。