施工组织设计下载简介
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16、脚手架施工方案原版.doc活荷载标准值 Q=2.000×1.500/2=1.500kN/m
荷载的计算值 q=1.20×0.038+1.20×0.262+1.40×1.500=2.461kN/m
小横杆计算简图
DB22／T 2778-2017 农村公路砌块路面应用技术规范最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
M=2.461×0.8002/8=0.197kN.m
σ=γ0M/W = 1.000×0.197×106/4493.0=43.821N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.262+1.500=1.801kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×1.801×800.04/(384×2.06×105×107831.2)=0.432mm
小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
小横杆的自重标准值 P1=0.038×0.800=0.031kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN
活荷载标准值 Q=2.000×0.800×1.500/2=1.200kN
荷载的计算值 P=(1.20×0.031+1.20×0.210+1.40×1.200)/2=0.984kN
大横杆计算简图
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=0.08×(1.20×0.038)×1.5002+0.175×0.984×1.500=0.267kN.m
σ=γ0M/W = 1.000×0.267×106/4493.0=59.361N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:；
集中荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.038×1500.004/(100×2.060×105×107831.200)=0.06mm
集中荷载标准值P = (0.031+0.210+1.200)/2 = 1.441kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.146×1440.720×1500.003/(100×2.060×105×107831.200)=2.51mm
V=V1+V2=2.568mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:
γ0R ≤ Rc
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
γ0 —— 结构重要性系数；
横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN
活荷载标准值 Q=2.000×0.800×1.500/2=1.200kN
荷载的计算值 γ0R = 1.000×(1.20×0.058+1.20×0.210+1.40×1.200) = 2.001kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
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/m)；本例为0.1072
NG1 = 0.107×18.000=1.930kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35
NG2 = 0.350×2×1.500×(0.800+0.350)/2=0.604kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.17
NG3 = 0.170×1.500×2=0.510kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.010
NG4 = 0.010×1.500×18.000=0.270kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.314kN。
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 = 2.000×2×1.500×0.800/2=2.400kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2)，W0 = 0.300
Uz —— 风荷载高度变化系数，Uz = 1.280
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200
经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.300×1.280×1.200 = 0.461kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 0.9×1.40NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.20×3.314+0.9×1.40×2.400=7.001kN
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.20NG + 1.40NQ
经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.20×3.314+1.40×2.400=7.337kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式
MW = 1.40×0.6×0.05ξWklaHc2
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2)；
la —— 立杆的纵距 (m)；
ξ —— 弯矩折减系数；
Hc —— 连墙件间竖向垂直距离 (m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩：
Mw=1.40×0.6×0.05×0.60×0.461×1.500×3.600×3.600=0.226kN.m
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=7.337kN；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；
A —— 立杆净截面面积，A=4.241cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.493cm3；
λ —— 长细比，为3118/16=196
λ0 —— 允许长细比(k取1)，为2700/16=169 <210 长细比验算满足要求!
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190；
σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
σ=1.0×7337/(0.19×424)=91.264N/mm2；
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，N=7.001kN；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
k —— 计算长度附加系数，取1.155；
u —— 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；
A —— 立杆净截面面积，A=4.241cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.493cm3；
λ —— 长细比，为3118/16=196
λ0 —— 允许长细比(k取1)，为2700/16=169 <210 长细比验算满足要求!
φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190；
MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.226kN.m；
σ—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
σ=1.0×7001/(0.19×424)+1.0×226000/4493=137.328N/mm2；
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算：
Nlw = 1.40 × wk × Aw
wk —— 风荷载标准值，wk = 0.461kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
Aw = 3.60×3.00 = 10.800m2；
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN)；No = 3.000
经计算得到 Nlw = 6.967kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 9.967kN
根据连墙件杆件强度要求，轴向力设计值 Nf1 = 0.85An[f]/γ0
根据连墙件杆件稳定性要求，轴向力设计值 Nf2 = 0.85φA[f]/γ0
其中 φ —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=35.00/1.60的结果查表得到φ=0.94；
净截面面积Ac = 4.24cm2；毛截面面积 A = 18.10cm2；[f] = 205.00N/mm2。
经过计算得到 Nf1 = 73.902kN
Nf1>Nl，连墙件的设计计算满足强度设计要求!
经过计算得到 Nf2 = 297.693kN
Nf2>Nl，连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接。
经过计算得到 N1=9.967kN，小于双扣件的抗滑力12.0kN，连墙件双扣件满足要求!
连墙件双扣件连接示意图
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。
悬臂单跨梁计算简图
其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。
本工程算例中，m = 1250mm，l = 1600mm，ml = 350mm，m2 = 1150mm；
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 141.00cm3。
受脚手架作用集中强度计算荷载 N=7.34kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.20×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m
k=1.25/1.60=0.78
kl=0.35/1.60=0.22
k2=1.15/1.60=0.72
代入公式，经过计算得到
支座反力 RA=22.177kN
最大弯矩 MA=11.198kN.m
f = γ0M/γW = 1.0×11.198×106/(1.05×141000.0)=75.634N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
受脚手架作用集中计算荷载 N=3.31+2.40=5.71kN
水平钢梁自重计算荷载 q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m
最大挠度 Vmax=4.086mm
水平支撑梁的最大挠度小于2500.0/250,满足要求!
八、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
经过计算得到强度 σ=1.0×11.20×106/(0.929×141000.00)=85.49N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 σ < [f],满足要求!
九、锚固段与楼板连接的计算
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=6.802kN
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》9.7.6 [f] = 65N/mm2；
压点处采用2个 U 形钢筋拉环连接，承载能力乘以0.85的折减系数；钢筋拉环抗拉强度为110.50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[6802×4/(3.1416×110.50×2)]1/2=7mm
依据JGJ130规范，U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm。
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：
其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 6.80kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；
h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。
经过计算得到 h 要大于6801.82/(3.1416×20×1.5)=72.2mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 6.80kN；
d —— 楼板螺栓的直径，d = 20mm；
b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；
fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；
经过计算得到公式右边等于131.6kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下：
锚固压点处楼板负弯矩数值为 M = 6.80×1.60/2 = 5.44kN.m
其中 α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
JGT545-2018 卫生间隔断构件 α1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──截面有效高度；
fy──钢筋受拉强度设计值。
αs = 5.44×106/(1.000×14.300×1.5×1000×85.02)=0.0350
楼板压点负弯矩配筋为
先张法预应力混凝土实心方桩 jh加强型焊接As = 5.44×10^6 / (0.9820×85.0×210.0) = 310.4 mm2
悬挑脚手架计算满足要求！