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1、40多米高脚手架一次性悬挑计算实例 摘要在高层建筑中外脚手架越来越多的使用悬挑架子，一般搭架子时，都比较保守，15米左右做一次悬挑，为了在保证安全可靠的提前下节约经济，加快施工，减少施工洞，我们经过认真地、准确地计算，规范搭设，实现了40多米高外脚手架一次性悬挑。 关键词脚手架悬挑 一、工程概况 本工程地下一层，地上十七层，建筑面积为16898m2，层高2.9米，建筑高度53.55m。本工程基础形式为钢筋混凝土筏板基础，短肢剪力墙结构。 二、脚手架工程设计及搭设参数 本工程外脚手架采用全封闭悬挑双排外脚手架，在四层平面设I字钢悬挑，在十二层平面设钢丝绳斜拉卸荷结构。 脚手架钢管选用483.5；
2、外挑I字钢18，长度约为3.0米（阳台为4.0m）；固定I字钢在楼面上用216的圆钢，距外墙边为1.3米。立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.35m，内外杆间距（横距）为0.9m，大横杆间距为1.8米，小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结采用拉筋和顶撑配合使用的刚性连接方式:拉筋用6.5 钢筋，顶撑用483.5钢管，水平距离4.5m，竖向距离为3.6米。 卸荷钢丝绳吊点水平间距以2个立杆间距为准，即1.52=3.0m；钢丝绳张拉高度为两步架高，即1.82=3.60m，吊点距墙面1.25m，斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角的正切值tan=3.6/1.25=2.88；悬挑架高142.9米
3、=40.60米,取23步,231.8=41.40米,故按41.4米对悬挑架高度计算荷载及对悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。 三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计 算法一： 3.1悬挑架荷载的取值与组合 3.1.1计算基数：计算高度 H=41.40m步距 h=1.8m立杆纵距 La =1.5m 立杆横距 Lb=0.9m查扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ302001）：钢管自重 G1=0.0384 KN/m挡脚板自重G2=0.08 KN/m安全网自重 G3=0.003 KN/m外立杆至墙距 Ld=1.25m施工活荷载 qk=2 KN/m2 内立杆至墙距 Lc=0.35m 钢管截面特性：型号
4、483.5，截面面积A4.89cm2，惯性矩I12.19cm2，截面模量W5.08cm3，回转半径i=1.58cm，每米质量3.84Kg。 3.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等）：查扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ302001）附表A-1得：架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1248KN/mNG1K = Hgk1 = 41.400.1248 = 5.167KN 3.1.3构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等） 外立杆 木脚手板，按同时铺4层算，单位荷重按0.35kN/m2计： NG2K-1 = = 0.945N=945KN 栏杆、
5、挡脚板（按4层计，栏杆每步架1根，挡脚板0.08KN/m） NG2K-2 =(23LaG1+4G2)103=(231.50.0384+40.08)103 =1.6448KN=1644.8N 安全网NG2K-3 =HLaG3103 = 41.401.50.0031000=186.3N合计NG2K外= 945+1644.8+186.3 = 2776.10 N=2.776KN内立杆木脚手板 NG2K-1 =4La()0.35=41.50.35=1.68KN=1680N 纵向横杆（搁置悬挑部分的木板用，按4层计）NG2K-2 = 4LaG1 = 41.50.03841000= 230.40 N合计NG
6、2K内 = 1680+230.4 = 1910.40 N1.91KN 3.1.4施工均布活荷载 按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时3层作业层施工（装修时qk=2KN/m2，结构时qk=3KN/m2），立杆 NQK =(3LaLbqk)/2 =(31.50.92)/2=4.05kN 3.1.5垂直荷载组合外立杆N1 =1.2(NG1K + NG2K外)+1.4NQK =1.2(5.167+2.776)+1.44.05=15.20KN 内立杆N2 =1.2(NG1K + NG2K内)+1.4NQK =1.2(5.167+1.91)+1.44.05=14.162KN 3.1
7、.6风荷载标准值WK=0.7s?z?W0 W0为基本风压，石家庄地区取0.40KN/?（图纸上0.35KN/m2）； 风压高度变化系数Z=1.0（按郊区B类考虑，最低部立杆段按10米考虑）， 风荷载体型系数s=1.3 =1.30.40.52（为密目网挡风系数，取0.4，全封闭脚手架，开洞墙，故为1.3） 风载标准WK=0.7s?z?W0=0.70.521.00.4=0.146KN/? 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW=0.851.4WKLah2/10 MW=0.851.40.1461.51.82/10=0.084KN?m， MWK= WKLah2/10=0.1461.51.82/10=0.07
8、1 KN?m 3.2立杆的稳定性计算 轴心受压立杆的稳定系数 L0/i=Kh/i=1.1551.50180/1.58=197，查附录C，=0.186 式中：K计算长度附加系数（取K1.155） 计算长度系数（查表5.3.3，=1.50） h立杆步距，h=180cm i立杆截面回转半径，查表i=1.58cm 受压构件稳定系数 考虑风荷载时立杆的稳定性验算: f=205N/mm2 立杆净截面积A=489mm2 立杆截面弹性模量W=5.08103mm3 外立杆: =183.65N/mm2f=205N/mm2 满足稳定要求 内立杆：f=205N/mm2 =172.24 N/mm2f=205N/mm2
9、满足稳定要求，为保留一定的安全储备，另在钢梁端部加设一道斜拉钢丝绳（采用17.5，637钢丝绳，公称抗拉强度为2000N/mm2, 钢丝绳破断力总和223.0KN），与上一层结构连接，作法为在上一层预埋直径额及其20以上的钢筋。 钢丝绳的容许拉力SgR/K ，钢丝绳破断力换算系数，637的取0.82，R为钢丝绳破断力总和，K为钢丝绳安全系数，作吊索，无弯曲，取7，则SgR/K0.82189.5/722.2KN 3.3斜拉钢丝绳卸荷设计与计算 每一个吊点处有两根钢丝绳（里排及外排架） 卸荷钢丝绳吊点水平间距以2个立杆间距每个吊点所承受荷载 P外=N1KX=15.201.5=22.80KN P内=
10、N2KX=14.161.5=21.24KN N脚手架一个立杆纵距的竖向荷载（取较大值，外架） KX不均匀系数，取1.5 外排吊点钢丝绳拉力： PA=P外=22.801.06=24.2KN 里排吊点钢丝绳拉力： PB=P内=21.241.01=21.5KN 吊点处小横杆水平分力PAB= P外+ P内=9.98KN 选用钢丝绳，钢丝绳最大静拉力=KPA=724.2=169.4KN K为钢丝绳使用安全系数（作吊索时），取K=7 选63717.5钢丝绳，钢丝强度极限2000N/mm2 钢丝绳破断拉力Pg=223.00.82=182.86KN169.4KN 选卡环（卸扣）型号为2.7号，可配17.5钢丝
11、绳，其允许荷载27KN24.2KN 预埋吊环,选用I级钢筋，埋入砼长度不小于30d，并与结构主筋连接，吊环考虑安全系数后，按抗拉强度50N/mm2,吊环钢筋截面积A=PA/（250）=24200/100=242 mm2，选用22，A=380 mm2， 验算脚手架吊点水平分力PAB=9.98KN28=16KN，2个扣件抗滑移值；垂直分力PA=24.2KN,每个扣件抗滑移值8KN，n=24.2/8=3.03,吊点处附加立杆用3-4个扣件。 3.4连墙件验算 每个连墙件的覆盖面积AW=3.64.5=16.2?(两步三跨) 连墙件约束脚手架平面外变形产生的轴向力N0=5KN 连墙件的轴向力设计值 WK
12、=0.7szW0=0.70.521.560.4=0.227 (计算连墙杆件最不利情况，悬架高41.4米，z=1.56) N1W=1.4WK?AW =1.40.22716.2=5.2KN 连墙件轴向力Nl=NlW+No=5.2+5=10.2KN 每个角扣件抗滑力设计值为8KN, 按每根连墙杆有2个扣件 3.5容许高度验算 规范规定：脚手架搭设高度不超过50米；当搭设高度25米，应下列公式调整： H= ，式中：H脚手架允许搭设高度（m）， HS理论计算搭设高度。 3.5.1 不考虑风载时 HS= =64.45m H= =60.54m41.4m,满足要求。 3.5.2 考虑风载时 HS= =59.9
13、8m H= =56.59m41.4m,满足要求。 3.6悬挑梁的受力计算 本工程中，脚手架Lb=0.9mLa=1.5mh=1.8m 内侧脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体1.2m 受脚手架集中荷载N外=15.394KN，N内=14.162 KN I18热轧普通工字钢截面特性：截面面积An=30.6cm2，惯性矩Ix=1660cm4，截面模量Wx178.0cm3，计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩Sx=107.79cm3，腹板厚度tw=6.5mm，每米自重24.10kg，截面塑性发展分数x=1.05 水平I18热轧普通工字钢自重荷载QI=1.21.524.110-2=0.433
14、8KN，(24.1Kg/m为每米18号I字钢理论质量) 3.6.1抗弯强度验算: I字钢：MX=1/2QIL3+ N内L内+N外L外=1/20.43381.514.1620.35+15.3941.25=24.5283KN?m =Mx/xWx=/(1.05178000)=131.24N/mm2 3.6.2 抗剪强度验算： I字钢：V=QI+ N外+N内=0.4338+14.162+15.394=29.99KN =VS/Itw=29.99103185103/16601046.5=51.43N/ mm2 V为剪力，为剪应力，S为计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩，I为截面惯性矩，tw为腹板厚度，fv抗剪强度设计值。 3.6.3钢梁稳定性验算：型钢整体稳定性系数b取0.7 M/bWXf， I字钢：M/bWX 24.5283106/（0.7178103）=196.86N/ mm2 3.6.4挠度验算 I字钢：(18号I字钢) =
