外脚手架搭设计算(20页).doc

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1、-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： （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）

2、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 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*0.93.6m，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

3、根钢管作立杆，计算允许搭设高度Ha、由h=0.9、h=2h、b=1.2m,查表得Af=64.715KNb、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=7.92KNd、由b=0.9m,1=1.2m, 查表得: NGK1=0.42KN（3）许搭设高度H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=0.85H=KAAf-1.30(1.2 NGK2+1.4 NQK) 1.2NCK1=O.8564.715-1.

4、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:La、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

5、.44KNc、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 0X=UX=305=150由0X=160查表得=0.661d、验算整体稳定性:N/A=26.44103/0.6614894=34.18N/mm2KH为与脚手架高度有关的调整系数,按公式KH= 1/(1+H/100)= 1/(1+21/100) =0.83KAKHF=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

6、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=(1/21.2n1NGK1)+(0.5b+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。N1=(1/21.2170.42)+(0.51.2+0.3/1.4)(1.22.713+1.47.92)=4.28+11.6=15.9KN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

7、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1.02风压高度变化系数,查表得: 2=1.24STW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:=0.1040d2=0.30.0482=0.

8、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) =0.240为基本风压值,取0.35 N/则=0.751.240.240.35 =0.078KN/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qq=1.1L=1.41.20.078 =0.13KN/mM=gH12/8

9、=0.132.42/8=0.094KN.mM/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/mm2N/A+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 =1/8qb2N=1.2(GKC+|gK)+1.4KQQKC式中:GK脚手板自重

10、,查表得=0.4KN/ mm2 C小横杆间距,C=0.75m。 gK钢管自重, gK =38.4/mQK施工荷载标准值,QK=2000N/m故;q=1.2(4000.75+38.4)+1.41.220000.75=2926N/m则:=1/829261.2 2 =526.68N.mc、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=52962

11、12003/3842.0610512.19104 =2.67mm=6.67mm满足要求。(7)大横杆的强度与变形验算a、大横杆的强度计算大横杆受力按三跨连续计算,计算简图见下图。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=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=1.6152633.412

12、002/1002.0610512.19104=1/4001/120故满足要求3.2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。c) 斜拉钢丝绳：斜拉钢丝绳采用61

13、914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/m2e) 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

14、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L13LB4.5m，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2

15、KN/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。3.3斜拉式悬挑双排外脚手架搭设及其注意事项1、六层楼板施工时，在所搭设斜拉式悬挑双排外脚手架的楼层边预埋固定18#工字钢的I级形钢筋20,并钩住楼板底筋或与之焊接，形钢筋露出楼板面的净空尺寸应稍大于工字钢断面。2、七层楼板施工时，在所搭设斜拉式悬挑双排外脚手架的楼层边梁。外墙上预埋斜拉钢丝绳的吊环，采用级钢筋14制作，埋入深度应不小于30d，并应钩住结构钢筋或与之焊接。3、当六层楼板混凝土浇筑完成三天

16、，在六层楼层边安放斜拉式悬挑双排外脚手架的工字钢并在其下面加设支撑，然后在工字钢上面搭设双排外脚手架1步。4、当六层楼板混凝土浇筑完成后三天，在七层预埋的钢筋吊环与工字钢上的立杆、大横杆结点处之间套上钢丝绳，采用1.5T葫芦拉紧并用3个卸扣固定。5、钢绳斜拉完成后，拆除工字钢下面的支撑，逐步搭设上面双排外脚手架，其搭设注意事项参见前面落地双排外脚手架部分，此处不再叙述。3.4斜拉式悬挑双排外脚手架验算因斜拉式悬挑双排外脚手架的整体稳定、顶层横向水平杆、抗滑移等验算与落地式双排外架基本一致，此处不再计算，其验算工字钢，钢丝绳强度及整体脚手架的抗倾覆。1、工字钢强度验算（1）工字钢受力计算简图：

17、（2）内力计算：N1：脚手架内部立杆传递于工字钢上，按双排外架（双排外架多一层）取N 1=14.8KN.N2脚手架外立杆荷载计算N2=1/21.2n1NgGK1+0.5b(1.2 n1NgGK2+1.4 NGK)/1.40=1/21.27.91+0.50.4(1.27.91+1.41.89)/1.4=6.48工字钢支座处的弯矩计算：因内力分析复杂，在计算工字钢支座处弯矩时，更为安全地不计算钢丝绳产生的反向力矩，则M= 14.80.4+6.481.354.74sin60=8.16kn.m（3）工字钢脚手架外立杆荷载计算工字钢的整体稳定系数计算查表，18工字钢的回转半径ix=51.95mm，L0=

18、1350mm则= L0/ix=25.98查表得=0.9强度计算查表，工字钢的洁面抵抗矩Wx=77529m则f=M/Wx=14.18106/(0.9377529)=196.39N/ mK=2满足抗倾覆要求。悬挑脚手架构造详见（附图四）。4、外脚手架搭设安全技术措施4.1 质量保证措施（1） 把好脚手架用材的质量关，钢管、扣件、安全网及钢材，焊条等应有产品合格证书，对有严重缺陷的管材，扣件等不得使用。（2） 加强对架设材料、工具的保护和维修工作，防止钢管、型钢等生锈、腐蚀。（3） 按脚手架专项施工方案的要求搭设、拆除，确保脚手架等具有符合要求的刚度和稳定性。（4） 认真处理好脚手架地基（特别是回填

19、土层）确保地基势持力层有足够的承载能力。（5） 严格按照规定的尺寸进行搭设，控制立杆，大小横杆和连墙杆，剪刀撑等的搭设偏差和垂直度，水平度。（6） 脚手板要铺平稳，接头处应固定在架上，不得有探头板。（7） 搭设过程中要及时设置连墙杆、斜撑、剪刀撑和斜拉绳，防止脚手架倾覆或失稳。（8） 对各种脚手架应按所规定的施工活荷载严加控制，不得超载。（9） 脚手架搭设完成后必须进行分段验收，未经验收或检查不合格的脚手架严禁使用。（10） 应经常检查脚手架的使用情况（特别是立杆、连墙杆、斜撑等），发现不符合构造要求之处要及时整改或暂停使用。4.2脚手架安全保证措施1项目安全组织机构图以项目经理为首，由施工负

20、责人、安全负责人、技术负责人、安全员及班组兼职安全员等各方面的管理人员组成安全保证体系。安全组织机构详见下图。项目经理鲜红生技术负责人罗斌安全负责人柯昌生施工负责人肖志强安全员：柯昌生安全员：柯昌生安全员：柯昌生安全员：柯昌生安全员：柯昌生安全员：柯昌生机电班砼班木工组钢筋班装饰班架子班具体操作人各班组长2严格控制使用荷载，均布活载不得超过2KN/m2（双排脚手架）和1.5KN/m2（卸料平台）。双排架在装修施工时同时使用仅限于二层。3脚手架外侧边缘与外电架空线中的边线之间必须保持6m的安全操作距离，否则应采取防护措施，如增设屏障，防护架或迁移外电线路。4防雷措施a、避雷针设在房屋四角的脚手架

21、立杆上，高度不小于1m，并与所有的最上层的大横杆全部接通，形成避雷网络。避雷针用直径2532mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管或直径不小于12mm的镀锌钢管或直径12mm的镀锌钢筋制作。b、接地板可利用在施工的工程垂直接地板，按脚手架的长度不超过50设置一个，埋入地面下不小于50cm.c、按地线采用8的圆钢或4mm厚的扁钢作，与接地板连接应焊接，焊缝长度不大于6D或扁钢宽度的2倍。d、接地装置完成后应测定电阻是否符合要求。接地板位置应设在无人之处，并与其它金属物或电缆之间保持不小于3m的距离。5在施工期间遇有雷雨时，脚手架上的人员应立即离开。6在操作层的外侧面应设栏板，并设高度为1.2m的安全栏

22、杆，下设栏脚板20cm高。7脚手架搭设时，操作人员必须穿防滑鞋，戴好安全帽，系好安全带。8搭设脚手架人员应持证上岗，定期体检身体不适者不得上高空，严禁酒后操作。9不得在模板支架、砼输送管、缆风绳等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备和布置电线在架上。卸料平台应与脚手架脱离搭设。10当有六级以上大风和雾，雨天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。11在脚手架使用期间，严禁拆除主节点处的纵横向水平杆，纵横向扫地杆和连墙杆。12不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业，否则应采取安全措施，并报主管部门批准。13脚手架外侧应满挂2000目密目安全网全封闭，在操作层及每隔6步设垂直及水平防护网。14在脚手架上进行电

23、气焊作业时，必须有动火申请、有防火措施和专人看守。15搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。16脚手架检查与验收应符合下列要求a、基础完工后及脚手架搭设前；b、作业层上施加荷载之前；c、每搭设完一段高度后；d、达到设计搭设高度后；e、遇有六级大风与大雨后；17脚手架在使用期间，应定期检查下列项目：a、杆件的设置和连接，连墙杆、支撑等的构造是否符合要求。b、地基是否积水，底座是否松动，立杆是否松动，立杆是否悬空。c、扣件螺栓是否松动，是否超载。d、扣件螺栓是否松动，是否超载。e、安全防护措施是否符合要求。f、立杆的垂直度（允许最大偏差为正负100）脚手架底座沉降（允许最大偏差为-10）。9.1.18脚手架搭设前应进行技术、安全交底。9.1.19未尽事宜应严格按建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）和建筑施工扣件或钢管脚手架安全技术规范（JG1302001）等有关标准、规范和规程执行。-第 20 页-