施工组织设计下载简介

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依据《工程结构设计原理》板的正截面极限计算公式为：

Mu=α1γsfyAsh0

普通型钢悬挑脚手架计算书

双排脚手架搭设高度为 21 mQGDW 13279.2-2018 站所终端 DTU采购标准 第2部分：专用技术规范.pdf，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为1m，立杆的步距为1.6 m；

内排架距离墙长度为0.25 m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 0 根；

脚手架沿墙纵向长度为 450.00 m；

采用的钢管类型为 Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3.2 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

施工均布荷载(kN/m2):2.500；脚手架用途:结构脚手架；

同时施工层数:1 层；

本工程地处四川成都市，基本风压0.3kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs 为0.214；

每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1345；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；

安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:6 层；

脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.4m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。

锚固压点螺栓直径(mm):20.00；

楼板混凝土标号:C30；

钢丝绳安全系数为:6.000；

钢丝绳与墙距离为(m):3.300；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。

大横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m ；

脚手板的自重标准值:P2=0.3×1=0.3kN/m ；

活荷载标准值: Q=2.5×1=2.5kN/m；

静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.3=0.406kN/m；

活荷载的设计值: q2=1.4×2.5=3.5kN/m；

图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2 + 0.10q2l2

跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.406×1.52+0.10×3.5×1.52 =0.861kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ =Max(0.861×106,1.013×106)/5080=199.409N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为 σ=199.409N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

νmax=(0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI

其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.3=0.338kN/m；

活荷载标准值: q2= Q =2.5kN/m；

最大挠度计算值为：ν=0.677×0.338×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×2.5×15004/(100×2.06×105×121900)=5.452 mm；

大横杆的最大挠度 5.452 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！

因为此时小横杆没有受到上部结构传来的力的作用，所以，小横杆不需要进行验算。

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，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):

R ≤ Rc

大横杆的自重标准值: P1=0.038×1.5/2=0.029kN；

脚手板的自重标准值: P3=0.3×1×1.5/2=0.225kN；

活荷载标准值: Q=2.5×1×1.5 /2=1.875kN；

荷载的设计值: R=1.2×(0.029+0.225)+1.4×1.875=2.93kN；

R < 8.00kN，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，为0.1345kN/m

NG1=[0.1345+(1.50×0/2)×0.038/1.60]×21.00=2.825kN；

(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2= 0.3×6×1.5×(1+0.2)/2=1.688kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NG3=0.15×6×1.5/2=0.675kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×21=0.158kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.344kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2.5×1×1.5×2/2=3.75kN；

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=1.2×5.344+ 0.85×1.4×3.75= 10.876kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.344+1.4×3.75=11.663kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7 ×0.3×0.74×0.214=0.033kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:

Mw=0.85 ×1.4WkLah2/10=0.85 ×1.4×0.033×1.5×1.62/10=0.015kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA) + MW/W ≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N=10.876kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤ [f]

立杆的轴心压力设计值 ：N=N'= 11.663kN；

计算立杆的截面回转半径 ：i=1.58 cm；

计算长度 ,由公式 l0=kuh 确定：l0=2.772 m；

长细比: L0/i=175 ；

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= 0.232

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] =205N/mm2；

σ=10875.9/(0.232×489)+15196.479/5080=98.858N/mm2；

立杆稳定性计算 σ=98.858N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！

σ=11663.4/(0.232×489)=102.808N/mm2；

立杆稳定性计算 σ=102.808N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2，满足要求！

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw + N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.3，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.214×0.3=0.041kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw=14.4 m2；

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=0.834kN；

连墙件的轴向力设计值 Nl=Nlw + N0= 5.834kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比 l/i=250/15.8的结果查表得到 φ=0.958，l为内排架距离墙的长度；

A=4.89 cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=5.834 < Nf=96.035,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=5.834小于双扣件的抗滑力 12kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

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1000mm，内排脚手架距离墙体250mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。

受脚手架集中荷载 N=1.2×5.344 +1.4×3.75=11.663kN；

水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/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)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：

R2=14.168kN；

R3=10.103kN；

最大弯矩Mmax=1.635kN·m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.635×106/( 1.05 ×141000)+ 7.728×103/2610=14.002N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值14.002N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值 215N/mm2,满足要求！

九、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

σ=M/φbWx ≤ [f]

经过计算得到最大应力 σ=1.635×106 /( 0.93×141000 )= 12.479N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算 σ=12.479 小于 [f]=215N/mm2 ,满足要求！

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

RAH=ΣRUicosθi

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=15.075kN；

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=15.075kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径14mm。

[Fg]=aFg/K

得到：[Fg]=17.425kN>Ru＝15.075kN。

经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。

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=15.075kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

σ=N/A ≤ [f]

其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(15075×4/(3.142×50×2)) 1/2 =13.9mm；

实际拉环选用直径D=14mm 的HPB235的钢筋制作即可。

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螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下

h ≥ N/πd[fb]

34/(3.142×20×1.43)=0.378mm。

螺栓的轴向拉力N=0.034kN 小于螺栓所能承受的最大拉力F=67.51kN，满足要求！

2.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138.51kN，大于锚固力N=10.10kN，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：

N1=1.1·(H/2h + 1)·n

DG／TJ08-2023-2020标准下载 N2=2.2·(H/h + 1)·n·(1+Hs/H) + (c/la+1)·(m+2)·K·2.2

N3=L/li

N4=0.3·L/li

小横杆数(根) N1 =1.1 ×(21.00 /1.60 ×1/2 + 1) ×602=5008；

直角扣件数(个) N2 =2.2 ×(21.00 / 1.60 + 1) ×602×(1+0.00/21.00) + (450.00/1.50+1) ×(0+2) ×6 ×2.2=26654；

对接扣件数(个) N3 =37699.95 / 6.00=6284；

旋转扣件数(个) N4 =0.3 ×37699.95 / 6.00=1885；

数据中心场地基础设施运维管理标准（2015首次发布）根据以上公式计算得长杆总长37699.95m；小横杆5008根；直角扣件26654个；对接扣件6284个；旋转扣件1885个；脚手板990m2。