施工组织设计下载简介

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高层建筑外脚手架悬挑脚手架搭拆施工方案

第四节、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(kN)，为0.1248

NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×24.00=3.661；

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹笆片脚手板建筑岩土工程勘察设计规范-山东住房和城乡建设厅.pdf，标准值为0.3

NG2=0.3×13×1.5×(0.8+0.3)/2=3.218kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.14

NG3=0.14×13×1.5/2=1.365kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4=0.005×1.5×24=0.18kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.424kN；

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=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

Wo=0.75kN/m2；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.75×0.74×0.65=0.253kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.424+1.4×2.4=13.468kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×8.424+0.85×1.4×2.4=12.964kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.251×1.5×

1.82/10=0.145kN.m；

第五节、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=13.468kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=197；

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=0.186；

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=13468/(0.186×489)=148.075N/mm2；

立杆稳定性计算σ=148.075N/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=12.964kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=197；

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=0.186

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=12964/(0.186×489)+146045.308/5080=171.282N/mm2；

立杆稳定性计算σ=171.282N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

第六节、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

风荷载标准值Wk=0.253kN/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=5.738kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=10.738kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=10.738

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=10.738kN小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求！

第七节、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800mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为300mm，

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。

根据前面计算结果，受脚手架作用的联梁传递集中力(即传递到支座的最大力)N=26.227kN；

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)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R[1]=0.221kN；

R[2]=26.301kN；

R[3]=30.01kN；

最大弯矩Mmax=7.879kN.m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=7.879×106/(1.05×141000)+

0×103/2610=53.22N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值53.22N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

第八节、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

经过计算得到最大应力φb=570×9.9×88×235/(1100×160×215)=3.084；

经过计算得到最大应力σ=8.2×106/(0.979×141×1000)=59.431N/mm2；

水平钢梁的稳定性验算σ=59.431N/mm2小于[f]=215N/mm2,满足要求!

第九节、拉绳的受力计算:

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=15.447kN；

RU2=15.518kN；

第十节、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=15.518kN

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＝15.518KN。

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=15.518kN

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，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==(15518×4/(3.142×50×2))1/2=14.1mm；实际拉环选用直径D=16mm的HPB235的钢筋制作即可。

第三部分型钢悬挑卸料平台计算

脚手板类别：木脚手板，脚手板自重(kN/m2)：0.30；

栏杆、挡板类别：栏杆、冲压钢脚手板挡板，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)：0.8，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m)：1.2；

上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m)：3.30；

钢丝绳安全系数K：6.00，悬挑梁与墙的接点按按铰支计算；

预埋件的直径(mm)：20.00。

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：10号槽钢槽口水平；

次梁水平间距ld(m)：0.40，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)：2.50，水平钢梁(主梁)的锚固长度(m)：0.10；

平台计算宽度(m)：3.00。

次梁选择10号槽钢槽口水平，间距0.4m，其截面特性为：

面积A=12.74cm2；

惯性距Ix=198.3cm4；

转动惯量Wx=39.7cm3；

回转半径ix=3.95cm；

截面尺寸：b=48mm,h=100mm,t=8.5mm。

(1)脚手板的自重标准值：本例采用木脚手板，标准值为0.30kN/m2；

Q1=0.30×0.40=0.12kN/m；

(2)最大的材料器具堆放荷载为10.00kN，转化为线荷载：

Q2=10.00/2.50/3.00×0.40=0.53kN/m；

(3)槽钢自重荷载Q3=0.10kN/m；

经计算得到静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.12+0.53+0.10)=0.90kN；

经计算得到活荷载设计值P=1.4×2.00×0.40×3.00=3.36kN。

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：

最大弯矩M的计算公式为：

经计算得到，最大弯矩M=0.90×3.002/8+3.36×3.00/4=3.53kN.m。

次梁槽钢的最大应力计算值σ=3.53×103/(1.05×39.70)=84.79N/mm2；

次梁槽钢的最大应力计算值σ=84.786N/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=570×8.50×48.00×235/(3.00×100.00×235.0)=0.78；

由于φb大于0.6，按照下面公式调整：

得到φb=0.706；

次梁槽钢的稳定性验算σ=3.53×103/(0.706×39.700)=126.06N/mm2；

次梁槽钢的稳定性验算σ=126.058N/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0.4m，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P=(0.90×3.00+3.36)/2=3.03kN；

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，得到：

R[1]=14.38kN；

R[2]=10.812kN；

最大支座反力为Rmax=14.380kN；

最大弯矩Mmax=3.211kN.m；

最大挠度V=0.516mm。

主梁槽钢的最大应力计算值σ=3.21×106/1.05/141000.0+8.72×103/2610.000=25.030N/mm2；

主梁槽钢的最大应力计算值25.030N/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=0.929；

主梁槽钢的稳定性验算σ=3.21×106/(0.929×141000.00)=24.52N/mm2；

主梁槽钢的稳定性验算σ=24.52N/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(3.3/(1.2+0.8))=0.855；

根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为：RUi=RCi/sinθi；

RU1=14.38/0.855=16.82kN；

五、钢丝拉绳的强度验算:

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU取最大值进行验算，为16.82kN；

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＝16.82KN。

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=16815.259N。

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甘12G9：预应力混凝土空心板.pdf，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=[16815.3×4/(3.142×50.00×2)]1/2=20.7mm。

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，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NB／T 10157-2019 热泵干燥用涡旋式制冷剂压缩机，配专人监督。