一、工程概况
本工程为***经济适用住房配建廉租房建设项目施工二标段，位于*********北路，总建筑面积53780.3m2，其中地上建筑面积43675.8m2，地下室建筑面积10104.5m2，建筑占地面积456.12m2； 3栋、4栋地下两层，地上18层，1-17层高均为2.9M,18层层高为4.8M，总高56.1M；5栋地下3层，地上29层，1-28层高均为2.9M，29层 层高为4.8M,总高88M.
由于建筑物太高，现场空间紧张、施工工期长、所以采用落地式脚手架不现实，为此，我公司拟在本工程中采用型钢悬挑脚手架的外架方案。
（一）、经过项目部和公司共同论证，确定本工程外脚手架做如下设计： 1、5栋悬挑脚手架沿建筑高度分为四段分别悬挑：
第一段：2层～9层，架体高度23.2m；
第二段：10层～17层，架体高度23.2m；
第三段：18层～25层，架体高度23.2m；
第四段：26层～屋面，架体高度17m；（超过女儿墙1.5m），
3、4栋悬挑脚手架沿建筑高度分为两段分别悬挑：
第一段：4层～11层，架体高度23.2m；
第二段：12层～屋面，架体高度23.7m；
2、根据分段情况，五栋型钢预埋件分别埋设在2层楼面、10层楼面、18层楼面和25层楼面，3、4栋吊环预埋件分别埋设在4层楼面和12层楼面，在梁板上预埋Φ18钢筋锚固圈，呈倒U型，共三道，套住悬挑梁，悬挑梁上搭设双排脚手架，为安全起见架高2.9 m处再用钢丝绳斜拉一道，作为安全储备。工字钢外端用钢丝绳斜拉于上层梁上预埋吊环上，选用6×19+1钢丝绳，直径16.0mm。吊环选用, Φ18的钢筋预埋。（见附图一） 1
3、悬挑脚手架钢管选用ф48×3.0；外挑工字钢采用“I18”，建筑外挑长度为1.5米（离墙0.25m＋脚手架宽度1.1m＋外伸0.15m＝1.5m）；楼面上型钢搁置长度为3 m，单根型钢长度4.5m，用9m定尺的型钢一剖为二使用。
在悬挑梁距前端150mm处立杆支承轴线处的I字钢上翼缘表面焊一条长150~200mm的D25钢筋,供立杆插入其内,内立杆轴线处亦如此处理
4、立杆纵向间距为1.5米，大横杆步距为1.7米（此数值应根据使用的安全网进行调整，以安全网能绷紧、拉严为原则），小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结为两步三跨，大横杆应交错布置在立杆的内外（如第一步在立杆外侧，第二步则应布置在立杆内侧），以减少偏心。
5、外架搭设情况：小横杆伸出立杆的长度不得小于150mm。有凸窗处，内立杆距挑出凸窗外口0.15m，外立杆距离内立杆0.70m，小横杆向墙面内挑0.4m，杆头离墙0.25m。无凸窗处，内立杆距离外墙面250mm，立杆横距1.1m；
6、钢丝绳张拉高度基本为楼层高（后面再作说明），吊点距墙面1.35m（见附图一）。
7、悬挑架体最大高度为23.7m，故按23.7米对悬挑架高度计算荷载及对相关部件进行验算。
8、3栋号外架距三标施工道路为6～15M，有一定的安全距离，不需要进行处理。
二、编制依据
1、《***经济适用住房配建廉租房建设项目施工二标段工程施工图》；
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）；
3、《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规程》（JGJ130-2001）； 2
4、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；
5、《建设工程安全生产管理条例》；
6、建设部建质（2009）87号文；
7、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)
8、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
9、中华人民共和国《工程建设标准强制性条文》；
10、计算软件为PKPM施工安全设施计算软件；
11、《***经济适用住房配建廉租房建设项目施工二标段工程施工组织设计》；
12、钢管：脚手架的杆件采用直径Φ48、壁厚3.0mm的焊接钢管，其材质应符合【GB/T700《碳素结构钢》】中Q235-A级钢的规定，有严重锈蚀、弯曲、压扁、裂缝的钢管严禁使用。新钢管须持有制造厂质量证明单，主要用作立杆、小横杆、大横杆、斜撑等；
13、脚手板：采用50木脚手板，长度不小于4m，宽度不小于200mm,厚度不小于50mm,严禁探探头板，边缘处纵横筋相交点用铁丝扎紧。
14、扣件：使用的回转、直角、对接扣件均采用标准扣件，扣件应采用可锻铸铁制成，其技术要求应符合【GB15831《钢管脚手架扣件》】的规定，新扣件须持有制造厂质量证明单，有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用。扣件表面应进行防锈处理。扣件活动部位应能灵活转动。当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。
15、安全（兜）网：安全网必须采用密目式安全网，并且必须有劳动局颁发使用许可证。
三、外挑1.5米悬挑式扣件钢管脚手架计算书
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》 3
（JGJ130-2001）。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为23.7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1.10米，立杆的步距1.70米。
采用的钢管类型为48×3.0，
连墙件采用2步3跨，竖向间距3.40米，水平间距4.50米。
施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设2层。
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度3.00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、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.500/2=0.262kN/m
活荷载标准值 Q=2.000×1.500/2=1.500kN/m
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荷载的计算值 q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×
1.500=2.461kN/m
小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
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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=5.0×1.801×1100.04/(384×2.06×105×107780.0)=1.546mm
小横杆的最大挠度小于1100.0/150与10mm,满足要求!
二、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，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。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值 P1=0.038×1.100=0.042kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.100×1.500/2=0.289kN 活荷载标准值 Q=2.000×1.100×1.500/2=1.650kN 荷载的计算值 P=(1.2×0.042+1.2×0.289+1.4×
1.650)/2=1.354kN
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大横杆计算简图
2.抗弯强度计算
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:
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
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均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值P=0.042+0.289+1.650=1.981kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.146×1980.990×1500.003/(100×2.060×105×107780.000)=3.45mm
最大挠度和
V=V1+V2=3.510mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑力的计算:
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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=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.100×1.500/2=0.289kN 活荷载标准值 Q=2.000×1.100×1.500/2=1.650kN 荷载的计算值 R=1.2×0.058+1.2×0.289+1.4×
1.650=2.726kN
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。
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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 = 0.125×23.700=2.958kN
(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×(1.100+0.200)/2=0.683kN
(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0.14
NG3 = 0.140×1.500×2/2=0.210kN
(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005
NG4 = 0.005×1.500×23.700=0.178kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.028kN。
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 = 2.000×2×1.500×1.100/2=3.300kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
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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 = 0.300
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 = 1.250
Us —— 风荷载体型系数：Us = 1.200
经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.7×0.300×1.250×1.200 = 0.315kN/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:
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1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.95m； 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=4.24cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3；
[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
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表 12
得到0.21；
i —— 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.95m； 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=4.24cm2；
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=4.49cm3；
MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.162kN.m；
[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：
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Nlw = 1.4 × wk × Aw
wk —— 风荷载基本风压标准值，wk = 0.315kN/m2；
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw =
3.40×4.50 = 15.300m2；
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 = 6.747kN，连墙件轴向力计算值 Nl = 11.747kN 连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中
A = 4.24cm2；[f] = 205.00N/mm2。
经过计算得到 Nf = 84.157kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!
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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
C点最大挠度计算公式
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