科技大樓懸挑腳手架施工方案計(jì)算書

1、科技大樓懸挑腳手架施工方案計(jì)算書品茗軟件大廈工程； 工程建設(shè)地點(diǎn):杭州市文二路教工路口；屬于結(jié)構(gòu)； 地上0層； 地下0層；建筑高度：0m；標(biāo)準(zhǔn)層層高：0m ；總建筑面積：0平方米；總工期：0天。本工程由某某房開公司投資建設(shè)，某某設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，某某勘察單位地質(zhì)勘察，某某監(jiān)理公司監(jiān)理，某某施工單位組織施工；由章某某擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，李某某擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)、建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-99)、建筑施工高處作業(yè)

2、安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91) 以及本工程的施工圖紙。 一、參數(shù)信息1.腳手架參數(shù)雙排腳手架搭設(shè)高度為 20 m，立桿采用單立桿；搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5m，立桿的橫距為1.05m，立桿的步距為1.8 m；內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.25 m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；腳手架沿墻縱向長(zhǎng)度為 150.00 m；采用的鋼管類型為 483.0； 橫桿與立桿連接方式為單扣件；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距 3.6 m，水平間距3 m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):3.000；腳手架用途:結(jié)構(gòu)腳手架；同時(shí)施工層數(shù):2 層；3.

3、風(fēng)荷載參數(shù)本工程地處浙江杭州市，基本風(fēng)壓0.45 kN/m2；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z，計(jì)算連墻件強(qiáng)度時(shí)取0.92，計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)取0.74，風(fēng)荷載體型系數(shù)s 為0.214；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.1248；腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):0.150；安全設(shè)施與安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設(shè)層數(shù):4 層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用16a號(hào)槽鋼，其中建筑物外懸挑段長(zhǎng)度1.5m，建筑物內(nèi)錨固段長(zhǎng)度 2.3 m。錨固壓點(diǎn)螺栓直徑

4、(mm):20.00；樓板混凝土標(biāo)號(hào):C35；6.拉繩與支桿參數(shù) 鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.300；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結(jié)，最里面面鋼絲繩距離建筑物 1.2 m。 二、大橫桿的計(jì)算按照扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)第5.2.4條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計(jì)算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P1=0.033 kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:

5、 Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m；靜荷載的設(shè)計(jì)值: q1=1.20.033+1.20.105=0.166 kN/m；活荷載的設(shè)計(jì)值: q2=1.41.05=1.47 kN/m； 圖1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)2.強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤?jì)算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.080.1661.52+0.101.471.52 =0.361 kNm；支座最大彎距計(jì)算公式如下: M2max = -0.10q1l2

6、- 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.100.1661.52-0.1171.471.52 =-0.424 kNm；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算： =Max(0.361106,0.424106)/4490=94.432 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 94.432 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f=205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計(jì)算公式如下： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.033+0.105=0.13

7、8 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大撓度計(jì)算值為： = 0.6770.13815004/(1002.06105)+0.9901.0515004/(1002.06105) = 2.583 mm；大橫桿的最大撓度 2.583 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1500/150 mm與10 mm，滿足要求！ 三、小橫桿的計(jì)算根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.

8、0331.5 = 0.05 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN；集中荷載的設(shè)計(jì)值: P=1.2(0.05+0.158)+1.4 1.575 = 2.454 kN； 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2.強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0331.052/8 = 0.006 kNm；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.4541.05/

9、3 = 0.859 kNm ；最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.864 kNm；最大應(yīng)力計(jì)算值 = M / W = 0.864106/4490=192.514 N/mm2 ；小橫桿的最大彎曲應(yīng)力 =192.514 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 205 N/mm2，滿足要求！3.撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.03310504/(3842.06105) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 +

10、 Q = 0.05+0.158+1.575 = 1.782 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1782.451050(310502-410502/9 ) /(722.06105) = 3.298 mm；最大撓度和 = qmax + pmax = 0.024+3.298 = 3.322 mm；小橫桿的最大撓度為 3.322 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 1050/150=7與10 mm,滿足要求！ 四、扣件抗滑力的計(jì)算按規(guī)范表5.1.7,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)單扣件

11、承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P1 = 0.0331.52/2=0.05 kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P2 = 0.0331.05/2=0.017 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN；荷載的設(shè)計(jì)值: R=1.2(0.05+0.017+0

12、.236)+1.42.362=3.672 kN；R 8.00 kN，單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載的計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值，為0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.502/2)0.033/1.8020.00 = 3.051kN；(2)腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/m2 NG2= 0.341.5(1.05+0.2)/2 = 1.17 kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值；采用竹笆片腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.15kN/m NG3 = 0.154

13、1.5/2 = 0.45 kN；(4)吊掛的安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng):0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.520 = 0.15 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.821 kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = 31.051.52/2 = 4.725 kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.821+ 0.851.44.725= 11.408 kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N=1.

14、2NG+1.4NQ=1.24.821+1.44.725=12.4kN；六、鋼絲繩卸荷計(jì)算（因此內(nèi)容在規(guī)范以外，故僅供參考）鋼絲繩卸荷按照完全卸荷計(jì)算方法。在腳手架全高范圍內(nèi)卸荷2次；吊點(diǎn)選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點(diǎn)位置；以卸荷吊點(diǎn)分段計(jì)算。第1 次卸荷凈高度為6m;第2 次卸荷凈高度為7m; 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到a1=arctg3.000/(1.050+0.250)=66.571度a2=arctg3.000/0.250=85.236度第1次卸荷處立桿軸向力為：P1 = P2 = 1.511.4086/20 =5.134 kN；kx為不均勻系數(shù)，取1.5 各吊點(diǎn)位置處內(nèi)力計(jì)算為(kN)：T1 = P

15、1/sina1 = 5.134/0.918 = 5.595 kNT2 = P2/sina2 = 5.134/0.997 = 5.151 kNG1 = P1/tana1 = 5.134/2.308 = 2.225 kNG2 = P2/tana2 = 5.134/12.000 = 0.428 kN其中T鋼絲繩軸向拉力，G鋼絲繩水平分力。卸荷鋼絲繩的最大軸向拉力為Fg= T1 =5.595 kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計(jì)算：Fg=aFg/K其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN)； Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN)， 計(jì)算中可以近似計(jì)算Fg=0.5d2，d為鋼絲繩直徑(mm)； - 鋼絲繩之

16、間的荷載不均勻系數(shù)，取0.82； K - 鋼絲繩使用安全系數(shù)。計(jì)算中Fg取 5.595kN，=0.82，K=10，得到：選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為：d =(25.59510.000/0.820)0.5 = 11.7 mm。吊環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為： = N / A f其中 f - 吊環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定f = 50 N/mm2； N - 吊環(huán)上承受的荷載等于Fg； A - 吊環(huán)截面積，每個(gè)吊環(huán)按照兩個(gè)截面計(jì)算,A=0.5d2；選擇吊環(huán)的最小直徑要為：d =(2Fg/f/)0.5 =（25.595103/50/3.142）0.5 = 8.4 mm。第1次卸荷鋼絲繩最小直徑為 11.7

17、 mm，必須拉緊至 5.595 kN，吊環(huán)直徑為 10.0 mm。根據(jù)各次卸荷高度得：第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為 12.6 mm，必須拉緊至 6.527 kN，吊環(huán)直徑為 10.0 mm。七、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：0 = 0.45 kN/m2； z - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用：z= 0.74； s - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.214；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: Wk = 0.7 0.450.740

18、.214 = 0.05 kN/m2；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.051.51.82/10 = 0.029 kNm；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 11.4087/20 =3.993 kN；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N = 12.47/20 =4.34kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.59 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.

19、3.3得 ： k = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.5 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ,由公式 l0 = kuh 確定：l0 = 3.118 m；長(zhǎng)細(xì)比: L0/i = 196 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.188立桿凈截面面積 ： A = 4.24 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205 N/mm2；考慮風(fēng)荷載時(shí) = 3992.783/(0.188424)+28849.566/4490 = 56.515 N/mm2；立

20、桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 56.515 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！不考慮風(fēng)荷載時(shí) = 4340.07/(0.188424)=54.447 N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 54.447 N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205 N/mm2，滿足要求！八、連墻件的計(jì)算連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值應(yīng)按照下式計(jì)算：Nl = Nlw + N0連墻件風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按腳手架頂部高度計(jì)算z0.92，s0.214，00.45，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.45 = 0.062 kN/m2；每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積 Aw =

21、 10.8 m2；按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2001)5.4.1條連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN；風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值(kN)，按照下式計(jì)算：Nlw = 1.4WkAw = 0.938 kN；連墻件的軸向力設(shè)計(jì)值 Nl = Nlw + N0= 5.938 kN；連墻件承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)；由長(zhǎng)細(xì)比 l/i = 250/15.9的結(jié)果查表得到 =0.958，l為內(nèi)排架距離墻的長(zhǎng)度； A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；連墻件軸向承載力設(shè)計(jì)值為 Nf

22、= 0.9584.2410-4205103 = 83.269 kN；Nl = 5.938 Ru5.912KN。經(jīng)計(jì)算，選此型號(hào)鋼絲繩能夠滿足要求。鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算鋼絲拉繩(斜拉桿)的軸力RU的最大值進(jìn)行計(jì)算作為拉環(huán)的拉力N，為N=RU=5.912kN鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算公式為 = N/A f其中 f 為拉環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范10.9.8 每個(gè)拉環(huán)按2個(gè)截面計(jì)算的吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于50N/mm2；所需要的鋼絲拉繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小直徑 D=(59124/(3.142502) 1/2 =8.7mm；實(shí)際拉環(huán)選用直徑D=10mm 的HPB235的鋼筋制作

23、即可。十三、錨固段與樓板連接的計(jì)算1.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，螺栓粘結(jié)力錨固強(qiáng)度計(jì)算如下螺栓未受拉力，無(wú)須計(jì)算，節(jié)點(diǎn)按構(gòu)造做法即可。2.水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)如果采用螺栓，混凝土局部承壓計(jì)算如下混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向壓力，N = 3.799kN； d - 樓板螺栓的直徑，d = 20mm； b - 樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長(zhǎng)，b=5d=100mm； fcc - 混凝土的局部擠壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，計(jì)算中取0.95fc=16.7N/mm2；(b2-d2/4)fcc=(1002-3.142202/4)16.7/1000=161.754kNN=3.799kN經(jīng)過(guò)計(jì)算得到公式右邊等于161.75 kN，大于錨固力 N=3.80 kN ，樓板混凝土局部承壓計(jì)算滿足要求!十四、腳手架配件數(shù)量匡算扣件式鋼管腳手架的桿件配備數(shù)量需要一定的富余量，以適應(yīng)構(gòu)架時(shí)變化需要，因此按匡算方式來(lái)計(jì)算；根據(jù)腳手架立桿數(shù)量按以下公式進(jìn)行計(jì)算： L = 1.1H(n(1+Hs/H)+la/hn-2la/h) + (H/h)-1取整(m+2)c N1 = 1.1(H/