施工组织设计下载简介

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某万达A地块外脚手架安全专项施工方案.doc

九、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

fg = fgk×kc = 450 kPa；

其中JB／T 12204-2015 滑动式岩土测斜仪，地基承载力标准值：fgk= 450 kPa ；

脚手架地基承载力调整系数：kc = 1 ；

立杆基础底面的平均压力：p = N/A =72.684 kPa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 14.537 kN；

基础底面面积 ：A = 0.2 m2 。

p=72.684kPa ≤ fg=450 kPa 。地基承载力满足要求！

附件二：普通型钢悬挑脚手架计算书

双排脚手架搭设高度为 16.5 m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.8 m；

内排架距离墙长度为0.30 m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；

采用的钢管类型为 Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取竖向层层设置，水平三跨，竖向间距 5.1 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为单扣件；

施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；

同时施工层数:2 层；

本工程地处湖南XX市，基本风压0.35 kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；

每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；

安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:9 层；

脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:木脚手板挡板；

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.3m，建筑物内锚固段长度 2.2 m。

锚固压点螺栓直径(mm):20.00；

楼板混凝土标号:C35；

钢丝绳安全系数为:6.000；

钢丝绳与墙距离为(m):5.100；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。

大横杆的自重标准值:P1=0.033 kN/m ；

脚手板的自重标准值:P2=0.3×0.9/(2+1)=0.09 kN/m ；

活荷载标准值: Q=3×0.9/(2+1)=0.9 kN/m；

静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.09=0.148 kN/m；

活荷载的设计值: q2=1.4×0.9=1.26 kN/m；

图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2

跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.148×1.52+0.10×1.26×1.52 =0.31 kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ =Max(0.31?06,0.365?06)/4490=81.292 N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为 σ = 81.292 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.09=0.123 kN/m；

活荷载标准值: q2= Q =0.9 kN/m；

最大挠度计算值为：ν = 0.677?.123?5004/(100?.06?05?07800)+0.990?.9?5004/(100?.06?05?07800) = 2.222 mm；

大横杆的最大挠度 2.222 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！

大横杆的自重标准值：p1= 0.033×1.5 = 0.05 kN；

脚手板的自重标准值：P2=0.3×0.9×1.5/(2+1)=0.135 kN；

活荷载标准值：Q=3×0.9×1.5/(2+1) =1.350 kN；

集中荷载的设计值: P=1.2×(0.05+0.135)+1.4 ×1.35 = 2.112 kN；

小横杆计算简图

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax = ql2/8

Mqmax = 1.2×0.033×0.92/8 = 0.004 kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax = Pl/3

Mpmax = 2.112×0.9/3 = 0.634 kN·m ；

最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.638 kN·m；

最大应力计算值 σ = M / W = 0.638?06/4490=142.011 N/mm2 ；

小横杆的最大弯曲应力 σ =142.011 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax = 5ql4/384EI

νqmax=5?.033?004/(384?.06?05?07800) = 0.013 mm ；

大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.05+0.135+1.35 = 1.535 kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.013+1.788 = 1.801 mm；

小横杆的最大挠度为 1.801 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900/150=6与10 mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

R ≤ Rc

大横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.5×2/2=0.05 kN；

小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×0.9/2=0.015 kN；

脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.9×1.5/2=0.202 kN；

活荷载标准值: Q = 3×0.9×1.5 /2 = 2.025 kN；

荷载的设计值: R=1.2×(0.05+0.015+0.202)+1.4×2.025=3.156 kN；

R < 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载的计算

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，为0.1248kN/m

NG1 = [0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×16.50 = 2.517kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用冲压钢脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2= 0.3×9×1.5×(0.9+0.3)/2 = 2.43 kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

NG3 = 0.14×9×1.5/2 = 0.945 kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2

NG4 = 0.005×1.5×16.5 = 0.124 kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.016 kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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 = 3×0.9×1.5×2/2 = 4.05 kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.016+ 0.85×1.4×4.05= 12.038 kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.016+1.4×4.05=12.889kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz?μs?ω0

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.214 = 0.039 kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:

Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.039×1.5×1.82/10 = 0.022 kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N = 12.038 kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ = N/(φA)≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N = N'= 12.889kN；

计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；

计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.118 m；

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 = 4.24 cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；

钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；

σ = 12038.49/(0.188?24)+22438.551/4490 = 156.022 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 156.022 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

σ = 12888.99/(0.188?24)=161.694 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 161.694 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl = Nlw + N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.35，

Wk = 0.7μz?μs?ω0=0.7 ?.92?.214?.35 = 0.048 kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2；

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 = 1.094 kN；

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.094 kN；

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；

A = 4.24 cm2；[f]=205 N/mm2；

Nl = 6.094 < Nf = 82.487,连墙件的设计计算满足要求！

连墙件采用单扣件与墙体连接。

由以上计算得到 Nl =6.094小于单扣件的抗滑力 8 kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

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 = 1130 cm4，截面抵抗矩W = 141 cm3，截面积A = 26.1 cm2。

受脚手架集中荷载 N=1.2×6.016 +1.4×4.05 = 12.889 kN；

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

悬挑脚手架示意图

悬挑脚手架计算简图

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] = 15.445 kN；

R[2] = 11.381 kN；

最大弯矩 Mmax= 2.177 kN·m；

最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 2.177?06 /( 1.05 ?41000 )+ 5.451?03 / 2610 = 16.796 N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值 16.796 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/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

σ = M/φbWx ≤ [f]

经过计算得到最大应力 σ = 2.177?06 /( 0.93?41000 )= 16.623 N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算 σ = 16.623 小于 [f] = 215 N/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

RAH = ΣRUicosθi

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=15.867 kN；

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=15.867 kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径15.5mm。

[Fg] = aFg/K

得到：[Fg]=21.533KN>Ru＝15.867KN。

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=15.867kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

σ = N/A ≤ [f]

其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(15867×4/(3.142×50×2)) 1/2 =14.2mm；

实际拉环选用直径D=16mm 的HPB235的钢筋制作即可。

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螺栓DB5301／T 35-2019标准下载，螺栓粘结力锚固强度计算如下

h ≥ N/πd[fb]

187/(3.142×20×1.57)=1.896mm。

螺栓的轴向拉力N=0.187kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.51kN，满足要求！

2.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

GB／T 36668.4-2020 游乐设施状态监测与故障诊断 第4部分：振动监测方法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161.75 kN，大于锚固力 N=11.38 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!