电梯井脚手架搭设施工方案

一、工程概况：

大型居住社区南桥新城动迁安置基地J3- 标段工程，位于南桥新城东部区域，东至大寨河、西至金钱路、南至规划红星一路、北至红星港以南。

二、搭建依据：

本工程采用槽钢悬挑脚手架搭设，其设计参照现行规范《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001、J84-2001规范执行。

三、所用材料：

本工程电梯脚手架所用材料有钢管、扣件、竹笆，钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm，钢管规格长：4m、3.6m、2.4m、2.1m、1.9m、1.8m、1.2m几种，材质符合《碳素钢结构》GB700-79号中Q235A钢的规定，无锈、无弯曲、无压扁、无裂纹的材料，扣件为铸铁扣件，扣件质量符合国家建设部专业标准《钢管脚手架扣件》JG22-85规定；竹笆采用有一定厚度，规格1×1.8m，材质不腐朽，无虫蛀制品。

四、搭建方式：

1.井道脚手架高度超过24M，故采用16#槽钢隔段，槽钢悬挑高度不超过18米，即每六层一隔断。井道内脚手架拉接采用钢管顶撑，保证可靠有效，每层设置。

2.加固排架必须从上到下对准设置，保证荷载均匀传递到基础底板。3.脚手架步高1.8m，每二层或不超过10m铺设竹笆片隔离，电梯井在楼层面处设置防护栏杆。

4.电梯井内的隔离、防护栏杆不得擅自拆除，影响施工。若要拆除，必须经现场安全技术负责人同意后，做好防范措施后再拆除。施工完毕后必须马上复原。

五、搭建顺序：

放线→立杆→横杆→小横杆→竹笆片→楼层井道口防护栏杆围护。搭建完工后，检查验收合格，挂合格牌。

六、脚手架拆除：

1、在脚手架拆除前应检查脚手架是否完整，是否被拆除过，如发现有被拆除部位，应先恢复。脚手架、层门地面上是否有杂物和障碍物，应先清除后拆除。

2、拆除必须从上到下，从次到主，拆除时严禁上下施工。

3、做到文明施工，拆除过程中严禁向下抛掷钢管、扣件等。

4、在未拆除前必须采取防护措施，要做到轻搬轻放，必须做到随拆随运及时处理，楼面上对方1t/㎡。

5、材料向下运输时，要注意周围成品的保护，使用扶墙梯时，必须听从专业操作人缘的指挥，严禁超载，防止意外事故发生。

6、材料运至地面，要堆放整齐，按品种、规格堆放，便于保管和出场清点。

七、安全生产：

1、脚手架操作人员必须持有特殊工种上岗证上岗，做好岗前教育，在安全员（班组长）的指导下做好各项安全工作。

2、脚手架拆除时，有专业人员进行监控，并拉好安全警戒线。

3、正确使用防护用品。

4、进入施工现场必须遵守各项规章制度，接受现场安全员对施工现场全过程的检查、督促。

5、牢固树立“安全第一、预防为主”的方针，确保安全施工、文明施工，做到工完料尽场地清。

6、电梯井口堆放的材料及搭建完工后的零星扣件、钢管等必须有专人清除，防止落入井道内伤人。

7、井道内搭建脚手架严禁上下垂直操作。

8、搭设过程中，在不影响施工的前提下，不要拆除井道围护，如需拆除，搭一层，恢复一层，不得出现有层门未围护。如发现未围护按章追究当事人责任。

9、井道底不得积水，现场必须具备脚手架搭设条件方可施工。

10、脚手架搭设必须按本方案施工，并严格遵守上海市脚手架规范要求。

11、搭设脚手架应注意稳定性，并及时与主体结构连接。

附图：

悬挑式扣件钢管脚手架计算书

        钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

    计算参数:

        双排脚手架，立杆采用单立管。

        立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，内排架距离结构0.3米，立杆的步距1.80米。

        采用的钢管类型为48×3.0，（按照壁厚3.0计算，实际按照3.5采用）

        连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

        施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑1层施工。

        脚手板采用竹笆片，荷载为0.15kN/m2，按照铺设9层计算。

        栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。

        脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。

        基本风压0.55kN/m2，高度变化系数1.2500，体型系数1.1340。

        悬挑水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度3.10米，建筑物内锚固段长度1.20米。

        悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物2.90m，支杆采用[16号槽钢。

    一、大横杆的计算

        大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

        按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

        1.均布荷载值计算

        大横杆的自重标准值  P1=0.038kN/m

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m

              静荷载的计算值  q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m

              活荷载的计算值  q2=1.4×1.050=1.470kN/m

                                大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

                                大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

        2.抗弯强度计算

        最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

        跨中最大弯矩计算公式如下:

        跨中最大弯矩为

        M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.5002=0.350kN.m

        支座最大弯矩计算公式如下:

        支座最大弯矩为

        M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.5002=-0.412kN.m

        我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

        =0.412×106/4491.0=91.632N/mm2

        大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

        3.挠度计算

        最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

        计算公式如下:

        静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m

        活荷载标准值q2=1.050kN/m

        三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

        V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.511mm

        大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

    二、小横杆的计算

        小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

        用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

        1.荷载值计算

        大横杆的自重标准值  P1=0.038×1.500=0.058kN

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN

              荷载的计算值  P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=2.369kN

                        小横杆计算简图

        2.抗弯强度计算

        最大弯矩考虑为小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=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m

        =0.835×106/4491.0=186.009N/mm2

        小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

        3.挠度计算

        最大挠度考虑为小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:

        小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

        V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.03mm

        集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN

        集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

        V2=1711.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×107780.0)=3.167mm

        最大挠度和

        V=V1+V2=3.194mm

        小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

    三、扣件抗滑力的计算

        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

        其中  Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

             R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

        1.荷载值计算

        横杆的自重标准值  P1=0.038×1.050=0.040kN

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN

              荷载的计算值  R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=3.498kN

        单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

        当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

        双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

    四、脚手架荷载标准值

        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0.1070

            NG1 = 0.107×18.000=1.926kN

        (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

            NG2 = 0.150×9×1.500×(1.050+1.800)/2=2.886kN

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

            NG3 = 0.150×1.500×9/2=1.013kN

        (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

            NG4 = 0.005×1.500×18.000=0.135kN

        经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.959kN。

        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 = 3.000×1×1.500×1.050/2=2.362kN

        风荷载标准值应按照以下公式计算

        其中  W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：W0 = 0.550

             Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz = 1.250

             Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.134

        经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.550×1.250×1.134 = 0.546kN/m2。

        考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

                         N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ

        经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×5.959+0.85×1.4×2.362=9.962kN

        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

        经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×5.959+1.4×2.362=10.458kN

        风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

                         MW = 0.85×1.4Wklah2/10

        其中  Wk ——  风荷载标准值(kN/m2)；

              la —— 立杆的纵距 (m)；

              h —— 立杆的步距 (m)。

        经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.85×1.4×0.546×1.500×1.800×1.800/10=0.316kN.m

    五、立杆的稳定性计算

        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=10.458kN；

        　　 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=4.239cm2；

        　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；

              —— 由长细比，为3118/16=196；

              —— 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；

        　　  —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =10458/(0.19×424)=130.149N/mm2；

        　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

        不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算  < [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=9.962kN；

        　　 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=4.239cm2；

        　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3；

              —— 由长细比，为3118/16=196；

              —— 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=0.316kN.m；

        　　  —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =9962/(0.19×424)+316000/4491=194.254N/mm2；

        　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

        考虑风荷载时，立杆的稳定性计算  < [f],满足要求!

    六、连墙件的计算

        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 = 1.4 × wk × Aw

              wk —— 风荷载标准值，wk = 0.546kN/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 = 5.000

        经计算得到 Nlw = 8.252kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 13.252kN

        连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]

        其中  —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=180.00/1.60的结果查表得到=0.50；

             A = 4.24cm2；[f] = 205.00N/mm2。

        经过计算得到 Nf = 43.720kN

        Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

                连墙件拉结楼板预埋钢管示意图

    七、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。

        本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体1800mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 2900mm，

        水平支撑梁的截面惯性矩I = 934.50cm4，截面抵抗矩W = 116.80cm3，截面积A = 25.15cm2。

        受脚手架集中荷载 P=10.46kN

        水平钢梁自重荷载 q=1.2×25.15×0.0001×7.85×10=0.24kN/m

                            悬挑脚手架示意图

                            悬挑脚手架计算简图

        经过连续梁的计算得到

                            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

        R1=15.832kN,R2=9.173kN,R3=-3.070kN

        最大弯矩 Mmax=6.234kN.m

        抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=6.234×106/(1.05×116800.0)+11.198×1000/2515.0=55.285N/mm2

        水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

    八、悬挑梁的整体稳定性计算

        水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平,计算公式如下

        其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

        经过计算得到 b=570×10.0×65.0×235/(2900.0×160.0×235.0)=0.80

        由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值b'=1.07-0.282/b=0.717

        经过计算得到强度 =6.23×106/(0.717×116800.00)=74.46N/mm2；

        水平钢梁的稳定性计算  < [f],满足要求!

    九、支杆的受力计算

        水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力RDi按照下面计算

        其中RDicosi为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。

        各支点的支撑力  RCi=RDisini

        按照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为

            RD1=19.392kN

    十、支杆的强度计算

        斜压支杆的强度计算：

        斜压支杆的轴力RD我们均取最大值进行计算，为RD=19.392kN   

        下面压杆以[12.6号槽钢计算，斜压杆的容许压力按照下式计算：

        其中  N —— 受压斜杆的轴心压力设计值，N = 19.39kN；

              —— 轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到= 0.07；

              i —— 计算受压斜杆的截面回转半径，i = 1.57cm；

              l —— 受最大压力斜杆计算长度，l = 5.02m；

              A —— 受压斜杆净截面面积，A =15.69cm2；

               —— 受压斜杆受压强度计算值，经计算得到结果是 172.76 N/mm2；

             [f] —— 受压斜杆抗压强度设计值，f = 215N/mm2；

        受压斜杆的稳定性计算  < [f],满足要求!

        斜撑杆的焊缝计算：

        斜撑杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下

        其中 N为斜撑杆的轴向力，N=19.392kN；

             lwt为焊接面积，取1569.00mm2；

             ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2；

        经过计算得到焊缝抗拉强度 = 19391.93/1569.00 = 12.36N/mm2。

        对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

    十一、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=9.173kN   

        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》10.9.8[f] = 50N/mm2；

        所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[9173×4/(3.1416×50×2)]1/2=11mm

        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：

        锚固深度计算公式

        其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 9.17kN；

             d —— 楼板螺栓的直径，d = 16mm；

             [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9172.74/(3.1416×16×1.5)=121.7mm。

        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 = 9.17kN；

             d —— 楼板螺栓的直径，d = 16mm；

             b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=80mm；

             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84.2kN

        楼板混凝土局部承压计算满足要求!

悬挑式扣件钢管脚手架计算书（无支撑）

        钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

        计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为18.6米，立杆采用单立管。

        搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。

        采用的钢管类型为48×3.5，

        连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

        施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层，脚手板共铺设4层。

        悬挑水平钢梁采用[16号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度1.50米。

        悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

    一、大横杆的计算:

        大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

        按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

        1.均布荷载值计算

        大横杆的自重标准值  P1=0.038kN/m

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m

              静荷载的计算值  q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m

              活荷载的计算值  q2=1.4×1.050=1.470kN/m

                                大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)

                                大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)

        2.抗弯强度计算

        最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

        跨中最大弯矩计算公式如下:

        跨中最大弯矩为

        M1=(0.08×0.109+0.10×1.470)×1.5002=0.350kN.m

        支座最大弯矩计算公式如下:

        支座最大弯矩为

        M2=-(0.10×0.109+0.117×1.470)×1.5002=-0.412kN.m

        我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

        =0.412×106/5080.0=81.008N/mm2

        大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

        3.挠度计算

        最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

        计算公式如下:

        静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m

        活荷载标准值q2=1.050kN/m

        三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

        V=(0.677×0.091+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.220mm

        大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

    二、小横杆的计算:

        小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

        用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

        1.荷载值计算

        大横杆的自重标准值  P1=0.038×1.500=0.058kN

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN

              荷载的计算值  P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.575=2.369kN

                        小横杆计算简图

        2.抗弯强度计算

        最大弯矩考虑为小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=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.369×1.050/3=0.835kN.m

        =0.835×106/5080.0=1.442N/mm2

        小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

        3.挠度计算

        最大挠度考虑为小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:

        小横杆自重均布荷载引起的最大挠度

        V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm

        集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.575=1.711kN

        集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

        V2=1711.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.800mm

        最大挠度和

        V=V1+V2=2.824mm

        小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

    三、扣件抗滑力的计算:

        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

        其中  Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

             R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

        1.荷载值计算

        横杆的自重标准值  P1=0.038×1.050=0.040kN

        脚手板的荷载标准值  P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN

              活荷载标准值  Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN

              荷载的计算值  R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×2.362=3.498kN

        单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

        当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；

        双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；

    四、脚手架荷载标准值:

        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0.1248

            NG1 = 0.125×18.600=2.321kN

        (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15

            NG2 = 0.150×4×1.500×(1.050+0.350)/2=0.630kN

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

            NG3 = 0.150×1.500×4/2=0.450kN

        (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

            NG4 = 0.005×1.500×18.600=0.139kN

        经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.541kN。

        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 = 3.000×1×1.500×1.050/2=2.362kN

        风荷载标准值应按照以下公式计算

        其中  W0 —— 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.550

             Uz —— 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz = 1.670

             Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200

        经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.550×1.670×1.200 = 0.772kN/m2。

        考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

                         N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ

        风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

                         MW = 0.85×1.4Wklah2/10

        其中  Wk ——  风荷载基本风压标准值(kN/m2)；

              la —— 立杆的纵距 (m)；

              h —— 立杆的步距 (m)。

    五、立杆的稳定性计算:

        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=7.56kN；

              —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

        　　 i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

        　　 l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

        　　 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=1.50；

        　　 A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2；

        　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3；

        　　  —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到  = 83.18

        　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

        不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算  < [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=7.06kN；

        　　  —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19；

        　　 i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

        　　 l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m；

        　　 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 = 1.50

        　　 A —— 立杆净截面面积，A=4.cm2； 

        　　 W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； 

        　　 MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.446kN.m；

        　　  —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到  = 165.56

        　　[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

        考虑风荷载时，立杆的稳定性计算  < [f],满足要求!

    六、连墙件的计算:

        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 = 1.4 × wk × Aw

              wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.772kN/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 = 5.000

        经计算得到 Nlw = 11.666kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 16.666kN

        连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]

        其中  —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=35.00/1.58的结果查表得到=0.94；

             A = 4.cm2；[f] = 205.00N/mm2。

        经过计算得到 Nf = 94.353kN

        Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

        连墙件采用扣件与墙体连接。

        经过计算得到 Nl = 16.666kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!

                连墙件扣件连接示意图

    七、悬挑梁的受力计算:

        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

        支座反力计算公式

        支座弯矩计算公式

        C点最大挠度计算公式

        其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。

        本工程算例中，m = 1500mm，l = 1500mm，ml = 350mm，m2 = 1400mm；

        水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.20cm4，截面模量(抵抗矩) W = 108.30cm3。

        受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2×3.54+1.4×2.36=7.56kN

        水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×21.95×0.0001×7.85×10=0.21kN/m

                    k=1.50/1.50=1.00

                    kl=0.35/1.50=0.23

                    k2=1.40/1.50=0.93

        代入公式，经过计算得到

        支座反力 RA=24.239kN

        支座反力 RB=-8.816kN

        最大弯矩 MA=13.456kN.m

        抗弯计算强度 f=13.456×106/(1.05×108300.0)=118.334N/mm2

        水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

        受脚手架作用集中计算荷载 N=3.54+2.36=5.90kN

        水平钢梁自重计算荷载 q=21.95×0.0001×7.85×10=0.17kN/m

        最大挠度 Vmax=6.0mm

        按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即3000.0mm

        水平支撑梁的最大挠度小于3000.0/400,满足要求!

    八、悬挑梁的整体稳定性计算:

        水平钢梁采用[16号槽钢钢,计算公式如下

        其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

        经过计算得到 b=570×10.0×63.0×235/(2800.0×160.0×235.0)=0.80

        由于b大于0.6，按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用b'查表得到其值为0.710

        经过计算得到强度 =13.46×106/(0.710×108300.00)=175.08N/mm2；

        水平钢梁的稳定性计算  < [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=8.816kN   

        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》10.9.8[f] = 50N/mm2；

        所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[8816×4/(3.1416×50×2)]1/2=11mm

        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：

        锚固深度计算公式

        其中 N —— 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 8.82kN；

             d —— 楼板螺栓的直径，d = 16mm；

             [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8815.84/(3.1416×16×1.5)=116.9mm。

        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 = 8.82kN；

             d —— 楼板螺栓的直径，d = 16mm；

             b —— 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=80mm；

             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84.2kN

        楼板混凝土局部承压计算满足要求!