外脚手架搭设计算（7.17）.pdf

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1、 1 外脚手架搭设计算外脚手架搭设计算 1、脚手架计算依据及设计规定 1.1 计算依据 1、 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 （JGJ130-2001） 2、 建筑结构荷载规范 （BGJ9） 3、 建筑施工手册 （第三版） 4、 建筑施工安全检查标准(JGJ59-99) 5、 建筑工程高处作业安全技术规范 （JGJ80-91） 1.2 设计基本规定 1、主体结构施工 1-5 层搭设双排落地式封闭脚手架（A 栋 4 层，B 栋 5 层。 以 B 栋计算） ， 5 层以上每 6 层沿主体周边用 18 工字钢搭设 悬挑分离式脚手架，拉挂密目安全网，直到主体完工。 2、1-5 层外脚手架计算规则

2、： （1）纵、横向水平杆受力构件的强度和连接扣件的抗滑承载力。 （2）外架立杆的稳定性。 （3）外架搭设高度的计算、悬挑钢梁的长度和挠度。 （4）连墙杆的承载力。 （5）基础承载力计算。 2、脚手架材料 1、脚手架架管采用 483.5 钢管，并配足够数目的对接扣件、 旋转扣件、直角扣件。 2、架板采用 30050 的木脚手板 2 3、外防护网采用 2000 目绿色密目安全立网。 3、脚手架的设计 1、落地式脚手架计算： （1）计算数据 立杆横距 B1.2m，立杆纵距 I1.2，内立杆距建筑外墙皮距离 为 B0.3m. 脚手架步距 H0.9m 脚手架与建筑主体结构连接点的布置，其竖向间距应为：4

3、*0.9 3.6m，水平距离 La3L3*1.23.6m；钢管采用 483.5，均 布施工荷载 Q2KN/m2，脚手架需搭设 21m 高. （2）采用单根钢管作立杆，计算允许搭设高度 H a、由 h=0.9、h=2h、b=1.2m,查表得Af=64.715KN b、由 b=1.2m,1=1.2m,脚手板铺设层数为 4 层,查表得: NGK2=2.713。 c、 由 b=1.2m,L=1.2m,qk=2.0KN/,(因为是两个操作层同时施工, 所以按 QK=4.0KN/),查表得:NQK=7.92KN d、由 b=0.9m,1=1.2m, 查表得: NGK1=0.42KN （3）许搭设高度 H

4、下式中 KA与立杆截面有关的的调整系数,脚手架内,外立杆均用单 根管时, KA=0.85 H=KAAf-1.30(1.2 NGK2+1.4 NQK) 1.2NCK1 3 =O.8564.715-1.3(1.22.713+1.47.92)/1.20.42 =36.36/0.504 =72.14m 最大允许搭设高度: HmaxH/(1+H/100)=72.14/(1+72.14/1000) =41.9m30m 根据上述计算结果,允许搭设高度大于实际搭设高度,满足使用要求。 （4）验算脚手架结构的稳定:L a、脚手架折合步数 n1: n1J=H/h=21/0.9=24 步. 计算单根钢管作立杆的高度

5、为 240.9=21.6m。 b、验算脚手架的整体稳定性: 公式:N/aKAf 因最底部压杆轴力最大,为最不利。 N=1.2(nNGK1N GK2)+1.4NQK N=1.2(240.42+2.713)+1.47.92 =26.44KN c、计算 由 b=1.2,HA=3m,计算x=H1/(b/2) =3.0/(1.2/2) =5 由 b=1.2, H1=2h,查表得 U=32 4 0X=UX=305=150 由0X=160 查表得=0.661 d、验算整体稳定性: N/A=26.44103/0.6614894=34.18N/mm2 KH 为与脚手架高度有关的调整系数, 按公式 KH= 1/(

6、1+H/100)= 1/(1+21/100) =0.83 KAKHF=0.850.83205=144.627N/mm234.18 N/mm2 故:脚手架安全。 e、验算单根钢管立杆的局部稳定 公式:N1/1A1+MKAKHF 式中:N1为最不利的内立杆的轴力,施工活荷载在操作层上均匀 分布,因立杆要多负担小横杆向里挑出的 0.3m 宽脚手板及其上部活 荷载,故 KAKHF N1 计算式如下: N1=(1/2 1.2 n1 NGK1)+(0.5 b+a/1.4) (1.2 NGK2+1.4NNQK) 注:上式前部分为钢管与扣件重;后部分为架上铺设 4 层脚手板的 物品及两层活载对内立杆的轴心压力

7、。 N1=(1/21.2170.42)+ (0.51.2+0.3/1.4)(1.22.713+1.47.92) =4.28+11.6 =15.9KN 5 由1=h/i=1800/15.78=114.07,查表得=0.58 由于 QK=2.0N/,M=35N/mm2(M为操作层处水平杆对立 杆偏心传达力产生的附加应力,当QK=2000N/时,取M=35N/mm2) 单根钢管截面积 A1=489 mm2 则 N1/1A1+M=15900/0.58489+35=91.06 N/ KAKHf=0.85077205=134.17 N/91.06 N/ 故脚手架安全. （5）验算连墙杆的抗风强度和在风荷载

8、作用下的整体稳定 a、计算风压标准值 公式:=0.7522stW0 式中:2风振系数,取 1.0 2风压高度变化系数,查表得: 2=1.24 STW脚手架的风压体型系数,根据规范(GBJ987) 查得公式: STW =s(1-n/1-),因为双排脚手架, 所以: STW =s(1+),为挂风系数, 查表得:=0.104 0d2=0.30.0482=0.000690.002,查表得: s=1.2 由于=0.104,1/b=1.2/1.2=1,则=0.9 STW =0.1041.2(1+0.9) =0.24 0为基本风压值,取 0.35 N/ 则=0.751.240.240.35 6 =0.078

9、KN/ b、验算连墙杆的抗风强度 风荷载作用对每个连墙点产生的拉力或压力。 NT=1.4HALA=1.433.60.078 =1.18KN 一个扣件的抗滑能力设计值为 6.0KN1.18KN。 故安全. C、验算在风荷载作用下架子的整体稳定: 公式:N/A+M/bA1KAkHf 计算作用于格构式压杆的风荷载 q q=1.1L=1.41.20.078 =0.13KN/m M=gH12/8=0.132.42/8=0.094KN.m M/bA1=0.094106/1.2489=0.16KN/mm2 根据验算架子的整体稳定结果:N/A=15.9103/0.58489 =56.48KN/mm2 N/A+

10、M/bA1=56.48+0.16 =56.48KN/ mm2KAKHf=134.17N/ mm2 故在风荷载作用下架子安全。 (6)验算小横杆的强度与变形 a、小横杆强度计算 小横杆受力按简支梁计算，最不利荷载组合条件下的计算简图 7 见下图，因为 q 恒所占比重较小，因此可偏于安全简化，按下式计 算 Mmax=1/8（q 活+q 恒）b2 =1/8qb2 N=1.2(GKC+|gK)+1.4KQQKC 式中:GK脚手板自重,查表得=0.4KN/ mm2 C小横杆间距,C=0.75m。 gK钢管自重, gK =38.4/m QK施工荷载标准值,QK=2000N/m 故;q=1.2(4000.7

11、5+38.4)+1.41.220000.75 =2926N/m 则:=1/829261.2 2 =526.68N.m c、验算抗弯强度 =Mmax/nf 式中:小横杆钢管净截面抵抗矩,查表得,=5078mm3 所以:=526.68103/5078=103.72N/205/mm2 8 故安全。 d、验算小横杆的变形 公式:/b=5qb3/384EI 式中:E钢管的弹性模量,E=2.06105N/ I钢管截面惯性矩,I=12.19104mm2 /b=5296212003/3842.0610512.19104 =2.67mm=6.67mm 满足要求。 (7)大横杆的强度与变形验算 a、大横杆的强度计

12、算 大横杆受力按三跨连续计算,计算简图见下图。 FFFFF 图中，F1 为小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值。 F1=bq/2+aq=1.22926/2+0.32926 9 =2633.4N 因为活荷载约占 90%，因此可近似按活荷载考虑： Mmax=0.213FL=0.2132633.41.2 =673.1N.m = Mmax/n=673.1103/5.078 =132.55 N/mm2205 N/mm2 故大横杆安全 b、大横杆变形计算 /b=1.615FL2/100EI =1.6152633.412002/1002.0610512.19104 =1/4001/120 故满足要求 3.2

13、3.2 斜拉式悬挑双排外脚手架设计与搭设斜拉式悬挑双排外脚手架设计与搭设 1、斜拉式悬挑双排外脚手架设计 （1）脚手架构造 a) 悬挑杆： 12 工字钢， 悬臂长度 1800mm， 最外立面距外墙 1.6m， 水平间距 La1.5m； 伸入楼板面长度 Lc2.5m,工字钢全长 4.3m。 b) 横杆和立杆：采用 483.5 钢管，内、外立杆均为单杆，立杆 横距 La1.2m，纵距 Lb1.5m，里排立杆与结构间距 0.4m.横 杆采用十字扣件与立杆连接，扫地大横杆距工字钢上表面 0.2m， 以上在横杆步距 H1.8m，小横杆间距 L10.9m，端头距结构 L20.1m。 10 c) 斜拉钢丝绳

14、：斜拉钢丝绳采用 61914 钢丝绳，其破断力总 和为 Pg=211.5KN.钢丝绳上端固定在剪力墙上的预埋 14 钢筋 环（吊环严禁使用经冷拉的钢筋）上，下端固定在工字钢腹板上 的开口上。 d) 楼板面预埋钢筋环： 受拉钢筋环采用20I 级钢筋制作， 吊环和抗 拉环应埋入砼结构内不应小于 30d，并应焊接或绑扎钩住结构主 筋，每个预埋的钢筋拉环按两个截面计算，其拉应力不应大于 50N/m2 e) 连墙件：水平间距 L13Lb4.5m，竖向间距 H12h3.6m。 f) 操作层满铺50厚木脚手板， 层数为2层， 同时进行外装修的施工， 施工层数控制在 2 层。 g) 护栏、挡脚板、安全网在铺设

15、脚手板的操作层上必须设护栏和挡 脚板，护栏高度取 1.0m。一、二道钢管固定挡脚板。挡脚板采用 200 宽的旧层板，并刷上红白油漆。脚手架外立面拉挂密目安全 网。 2、斜拉式悬挑双排外脚手架从六层开始搭设。 3、要求所有斜拉吊点处的小横杆端头应顶紧主体结构作为水平 压杆，以抵消内、外斜拉钢丝绳所产生的水平分力。 4、斜拉式悬挑双排外脚手架与结构拉结：水平间距 L13LB 4.5m，竖向间距 H12h3.6m.搭设过程中选派专人负责检查，严 禁漏设或不设。 5、在斜拉式悬挑双排外脚手架外立面沿高度方向和大横杆方向 11 连续设置剪力撑，斜杆与水平方向夹角呈 45 度60 度，斜杆两端和 夹角处采用旋转扣件连接，并在其中间增加 24 个扣结点。 6、斜拉式悬挑双排外脚手架按外墙装修架进行设计，其施工荷 载应严格控制在 2KN/m2以内， 不得在斜拉式悬挑双排外脚手架上堆 码任何建筑材料。主体结构施工时，所有外模和边模支撑不得依附于 斜拉式悬挑双排外脚手架；外墙装修时，斜拉式悬挑双排外脚手架内 应限制在两步架上同时操作。 3.33.3 斜拉式悬挑双排外脚手架搭设及其注意事项斜拉式悬挑双排外脚