施工组织设计下载简介
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某高层住宅楼51米高层脚手架专项施工组织设计方案.doc最大弯矩 Mqmax =2.326×1.052/8 = 0.321 kN.m；
最大应力计算值 σ = Mqmax/W =63.103 N/mm2；
小横杆的最大弯曲应力 σ =63.103 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2GB／T 37539-2019标准下载，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+0.15+1.5 = 1.688 kN/m ；
最大挠度 V = 5.0×1.688×10504/(384×2.06×105×121900)=1.064 mm；
小横杆的最大挠度 1.064 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm，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。
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×1.05=0.04 kN；
脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×1.05×1.5/3=0.158 kN；
活荷载标准值: Q= 3×1.05×1.5/3=1.575 kN；
荷载的设计值: P=(1.2×0.04+1.2×0.158+1.4×1.575)/2=1.221 kN；
大横杆计算简图
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007 kN.m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×1.221×1.5= 0.489 kN.m；
M = M1max + M2max = 0.007+0.489=0.496 kN.m
最大应力计算值 σ = 0.496×106/5080=97.638 N/mm2；
大横杆的最大应力计算值 σ = 97.638 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2，满足要求！
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm
均布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：
Vmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm；
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：
小横杆传递荷载 P=（0.04+0.158+1.575）/2=0.886kN
V= 1.883×0.886×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 2.243 mm；
最大挠度和：V= Vmax + Vpmax = 0.052+2.243=2.296 mm；
大横杆的最大挠度 2.296 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm，满足要求！
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
小横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.05×2/2=0.04 kN；
大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.5=0.058 kN；
脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN；
活荷载标准值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN；
荷载的设计值: R=1.2×(0.04+0.058+0.236)+1.4×2.362=3.709 kN；
R < 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架立杆荷载的计算:
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)，为0.1394
NG1 = [0.1394+(1.05×2/2)×0.038/1.50]×18.00 = 2.993；
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3
NG2= 0.3×3×1.5×(1.05+0.3)/2 = 0.911 kN；
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
NG3 = 0.15×3×1.5/2 = 0.337 kN；
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.5×18 = 0.135 kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.377 kN；
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= 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN；
风荷载标准值按照以下公式计算
Wo = 0.45 kN/m2；
Uz= 0.74 ；
经计算得到，风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.45×0.74×0.645 = 0.15 kN/m2；
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×4.377+ 1.4×4.725= 11.867 kN；
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.377+ 0.85×1.4×4.725= 10.875 kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.15×1.5×
1.52/10 = 0.06 kN.m；
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
立杆的轴向压力设计值 ：N = 11.867 kN；
计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：k = 1.155 ；当验算杆件长细比时，取块1.0；
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：μ = 1.5 ；
计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 ：l0 = 2.599 m；
长细比 Lo/i = 164 ；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：φ= 0.262 ；
立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；
立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；
钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2
σ = 11867/(0.262×489)=92.627 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 92.627 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.875 kN；
计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ： k = 1.155 ；
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：μ = 1.5 ；
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.599 m；
长细比: L0/i = 164 ；
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.262
立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；
立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；
钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
σ = 10874.898/(0.262×489)+60384.118/5080 = 96.769 N/mm2；
立杆稳定性计算 σ = 96.769 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：
Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.15 kN/m2；
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.5 m2；
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 2.842 kN；
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.842 kN；
连墙件承载力设计值按下式计算：
Nf = φ·A·[f]
由长细比 l0/i = 2000/15.8的结果查表得到 φ=0.412，l为内排架距离墙的长度；
又： A = 4.89 cm2；[f]=205 N/mm2；
Nl = 7.842 < Nf = 41.301,连墙件的设计计算满足要求！
连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 7.842小于双扣件的抗滑力 12.8 kN，满足要求！
连墙件扣件连接示意图
八、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
本方案中，脚手架排距为1050mm，内排脚手架距离墙体2000mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 2500mm，
水平支撑梁的截面惯性矩I = 934.5 cm4，截面抵抗矩W = 116.8 cm3，截面积A = 25.15 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×4.377 +1.4×4.725 = 11.867 kN；
水平钢梁自重荷载 q=1.2×25.15×0.0001×78.5 = 0.237 kN/m；
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R[1] = 24.475 kN；
R[2] = 0.352 kN；
R[3] = 0.329 kN。
最大弯矩 Mmax= 6.594 kN.m；
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 6.594×106 /( 1.05 ×116800 )+
0×103 / 2515 = 53.764 N/mm2；
水平支撑梁的最大应力计算值 53.764 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！
九、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用16号槽钢,计算公式如下
φb = 570 ×10×65× 235 /( 2500×160×235) = 0.93
经过计算得到最大应力 σ = 6.594×106 /( 0.766×116800 )= 73.74 N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算 σ = 73.74 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
十、拉绳的受力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
其中RUicosθi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力 RCi=RUisinθi
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：
RU1=28.262 kN；
十一、拉绳的强度计算:
钢丝拉绳(支杆)的内力计算：
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为
RU=28.262 kN
如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；
计算中[Fg]取28.262kN，α=0.82，K=8，得到：
经计算，钢丝绳最小直径必须大于24mm才能满足要求！
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为
N=RU=28.262kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
其中 [f] 为拉环受力的单肢抗剪强度，取[f] = 125N/mm2；
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(2826.176×4/3.142×125) 1/2 =17mm；
十二、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=0.329 kN；
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，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[328.738×4/(3.142×50×2)]1/2 =2.046 mm；
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：
328.738/(3.142×18×1.43)=4.065mm。
螺栓的轴向拉力N=0.329kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=54.683kN，满足要求！
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:
经过计算得到公式右边等于112.19 kN，大于锚固力 N=0.35 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!
十三、脚手架配件数量匡算:
扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，
因此按匡算方式来计算；根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算：
小横杆数(根) N1 =1.1 ×(18.00 /1.50 ×1/2 + 1) ×101 = 778；
直角扣件数(个) N2 =2.2 ×(18.00 / 1.50 + 1) ×101 = 2889；
有限空间作业应急预案对接扣件数(个) N3 =3960.00 / 6.00 = 660；
旋转扣件数(个) N4 =0.3 ×3960.00 / 6.00 = 198；
根据以上公式计算得长杆总长3960.00m；小横杆778根；直角扣件2889个；对接扣件660个；旋转扣件198个；脚手板155.57m2。