脚手架方案(满堂式承重架 附计算书)11_secret

1、编制依据

1、《博物馆网架工程设计图纸》

2、《博物馆网架工程施工组织设计》

3、国家有关规范

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

《碳素结构钢》GB/T 700

《建筑施工扣件式脚手架、安全技术规程》（JGJ130-2001）

2、工程概况

博物馆网架工程采用正放四角锥球面网壳，节点采用螺栓球节点（局部为焊接球），网壳跨度为28.14m，直径为98m，网架高度为3.7m（从支座到网架顶），投影覆盖面积为531.8㎡，四周采用周边支座支承，共16个焊接球支座，支座预埋件顶面底部标高为14.1m。

3、搭设脚手架的区域

根据施工组织设计，钢结构的安装拟采用“满堂红脚手架高空散拼”的方法。故脚手架为满堂红脚手架。脚手架的平面尺寸约为28.14米×18.9米，高度大约为16米。长度方向的尺寸可根据工程的实际情况作适当的调整。脚手架用于钢结构构件的拼接、吊装和校正。

4、脚手架的计算

高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

（JGJ130-2001）。

脚手架的荷载取值：活荷载：1.0KN／M2，支撑主桁架的支点传到脚手架的力：3.0KN／M2。

模板支架搭设高度为16.0米，搭设尺寸为：立杆的纵距 b=1.00米，立杆的横距 l=1.00米，立杆的步距 h=1.50米。

图－1 落地平台支撑架立面简图

图－2 落地平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元

采用的钢管类型为48×3.5。

一、基本计算参数[同上]

二、纵向支撑钢管的计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为

截面抵抗矩 W = 5.08cm3；

截面惯性矩 I = 12.19cm4；

纵向钢管计算简图

1.荷载的计算：

(1)脚手板与栏杆自重(kN/m)：

q11 =0.000+0.300×0.300=0.090kN/m

(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)：

q12 = 3.000×0.300=0.900kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m)：

经计算得到，活荷载标准值 q2 = 1.000×0.300=0.300kN/m

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。

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

最大弯矩计算公式如下:

最大支座力计算公式如下:

静荷载 q1 = 1.2×0.090+1.2×0.900=1.188kN/m

活荷载 q2 = 1.4×0.300=0.420kN/m

最大弯矩 Mmax=(0.10×1.188+0.117×0.420)×1.0002=0.168kN.m

最大支座力 N = (1.1×1.188+1.2×0.42)×1.00=1.811kN

抗弯计算强度 f=0.168×106/5080.0=33.06N/mm2

纵向钢管的抗弯计算强度小于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 q1 = 0.090+0.900=0.990kN/m

活荷载 q2 = 0.300kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.677×0.990+0.990×0.300)×1000.04/(100×2.06×105×

121900.0)=0.385mm

纵向钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

三、横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算

集中荷载P 取纵向板底支撑传递力，P=1.81kN

1.81kN 1.81kN 1.81kN 1.81kN 1.81kN 1.81kN 1.81kN 1.81kN

1.81kN 1.81kN 1.81kN

支撑钢管计算简图

0.610

支撑钢管弯矩图(kN.m)

0.093

支撑钢管变形图(mm)

支撑钢管剪力图(kN)

经过连续梁的计算得到

最大弯矩 Mmax=0.610kN.m

最大变形 vmax=1.556mm

最大支座力 Qmax=6.585kN

抗弯计算强度 f=0.610×106/5080.0=119.98N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

四、扣件抗滑移的计算

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；

计算中R取最大支座反力，R=6.59kN

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。

五、立杆的稳定性计算荷载标准值

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架钢管的自重(kN)：

NG1 = 0.129×16.000=2.064kN

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

(2)栏杆的自重(kN)：

NG2 = 0.150×1.000=0.150kN

(3)脚手板自重(kN)：

NG3 = 0.300×1.000×1.000=0.300kN

(4)堆放荷载(kN)：

NG4 = 3.000×1.000×1.000=3.000kN

经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.514kN。

2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1.000×1.000×1.000=1.000kN

3.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=1.2×5.514+1.4×1.000=8.02 kN

六、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

其中 N ——立杆的轴心压力设计值，N = 8.02kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到；

i ——计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58

A ——立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89

W ——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08

——钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；

[f] ——钢管立杆抗压强度设计值，[f] = 205.00N/mm2；

l0 ——计算长度 (m)；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算 l0 = k1uh (1)

l0 = (h+2a) (2)

k1 ——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；

u ——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u = 1.70

a ——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a =

0.50m；

公式(1)的计算结果： = 89.62N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

公式(2)的计算结果： = 62.99N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算

l0 = k1k2(h+2a) (3)

k2 ——计算长度附加系数，按照表2取值为1.042；

公式(3)的计算结果： = 93.19N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

表1 模板支架计算长度附加系数 k1

———————————————————————————————————————步距 h(m) h≤0.9 0.9

k1 1.163 1.167 1.185 1.243 ———————————————————————————————————————

表2 模板支架计算长度附加系数 k2

—————————————————————————————————————————————

H(m) 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40

h+2a或u1h(m)

1.35 1.0 1.014 1.026 1.039 1.042 1.054 1.061 1.081 1.092 1.113

1.137 1.155 1.173

1.44 1.0 1.012 1.022 1.031 1.039 1.047 1.056 1.064 1.072 1.092

1.111 1.129 1.149

1.53 1.0 1.007 1.015 1.024 1.031 1.039 1.047 1.055 1.062 1.079

1.097 1.114 1.132

1.62 1.0 1.007 1.014 1.021 1.029 1.036 1.043 1.051 1.056 1.074

1.090 1.106 1.123

1.80 1.0 1.007 1.014 1.020 1.026 1.033 1.040 1.046 1.052 1.067

1.081 1.096 1.111

1.92 1.0 1.007 1.012 1.018 1.024 1.030 1.035 1.042 1.048 1.062

1.076 1.090 1.104

2.04 1.0 1.007 1.012 1.018 1.022 1.029 1.035 1.039 1.044 1.060

1.073 1.087 1.101

2.25 1.0 1.007 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.057

1.070 1.081 1.094

2.70 1.0 1.007 1.010 1.016 1.020 1.027 1.032 1.037 1.042 1.053

1.066 1.078 1.091

—————————————————————————————————————————主桁架两侧各2M的范围内，立杆的纵距和横距均为1M，步距为1.5M。脚手

架的顶部应采取措施将力分散开，使每个立杆的所承受的力不大于1吨。施工过

程中严禁力过于集中。

由于其它部位的受力较小，根据以往的工程经验并经计算，脚手架立杆的

横距和纵距可改为1.2M，步距为1.5M。但应保证施工时，活荷载的标准值不大于1.5KN／M2，且应采取措施避免脚手架局部受过大的集中力力。

5、脚手架施工的安全管理和一般规定

5.1 材料要求

材料要求：①脚手架钢管：脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235－A级钢的规

定。②扣件：扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用；脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N·M时，不得发生破坏。③脚手板：木脚手板应采用杉木或松木制作，其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GBJ 5）中Ⅱ级材质的规定。脚手板厚度不应小于50MM，两端应各设直径4mm的镀锌钢丝箍两道。

5.2人员素质要求

脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，体检合格者方可发上岗证。

5.3 脚手架施工的安全管理和一般规定

5.3.1安全管理：脚手架在搭设、使用和拆除的过程中发生的安全事故，一般都会造成不同程度的人员伤亡和经济损失。常见的事故主要有整架倾倒或局部跨塌；整架失稳，垂直坍塌；人员从脚手架坠落；落物伤人；不当操作事故等。为杜绝事故的发生，

应加强管理并做好以下几方面的工作：

1）必须严格按规范和有关规定的要求进行搭设、使用和拆除。

2）搭设过程中不能缺少必要的结构连杆，按规定的数量设置连墙件。

3）在使用的过程中不能任意拆除不可缺少的杆件和连墙件。

4）在使用的过程中不能随意超载。

5）作业层应按规定设置围挡防护。

6）作业层应满铺脚手板，架面和墙之间的间隙不能过大。

7）脚手板应搁置稳定，结扎牢靠。

8）操作人员不能用力过猛，致使身体失去平衡。

9）架面上应避免拥挤碰撞，避免多人搬运重物或安装较重的构件。

10）任何人进入施工地区，必须遵守各项安全制度，佩带工作证，安全帽、安全鞋及正确使用个人防护用品。

进入施工现场，必须首先落实三通一平，水通、电通、道路畅通和场地平整

工作。

各种安全装置、设备、设施及标志等，任何人不可擅自拆动，如因施工需要拆动时要报经工地负责人和安全部门同意，方可拆除。

电气设备必须全部接零接地，架设的线路应符合供电局规定。

电动机械、移动电动工具等要设置漏电保护开关。

工作前及工作时切勿饮酒。

工作内不准抽烟，指定地方除外，烟蒂必须丢在专用的容器内，不要乱扔或乱弹烟蒂。

如发现周围环境有不安全情况，立即整改状况和向上级报告。

5.3.2 一般规定：

1）当架高≤20M时，不小于40M2设一个拉结点，大于20M时，不小于30M2设一个拉结点。

2）剪刀撑除两端设置外，中间每隔12～1M设置一道，剪刀撑应联系3～4根立杆。剪刀撑斜杆与水平面之间的夹角应在45o～60o之间，水平投影的宽度不应小于2跨或4M和不大于4跨或8M。剪刀撑应沿架高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，每隔10～15M高加设一组长剪刀撑。剪刀撑斜杆的两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2～4和扣件。

3）左右相邻立杆或上下相邻横杆的接头应相互错开并置于不同的构架框格内。

4）搭设长度：扣件式钢管脚手架≥0.8M，搭设部分的结扎不应少于两道，且结扎点的间距≯06M。

5）挡护板的高度不小于1.1M。

6）若有交叉作业的情况，脚手架的立面应设置安全网。

7）上下脚手架的梯道、坡道斜梯和爬梯等均应设置扶手、栏杆和其它安全防护措施，并清除通道中障碍，确保人员上下的安全。

8）搭设场地应平整、夯实并设置排水措施。

9）立于地面的立杆底部应加设宽度≥200MM，厚度≥50MM的垫木、垫板或其它刚性垫块，每根立杆的支垫面积不应小于0.15M2。

10）在搭设脚手架之前，必须对进场的杆件进行严格的检查，禁止使用规格和质量不合格的构配件。

11）脚手架在立面处设爬梯以方便操作人员上下。

12）在安装的过程中应随时观察脚手架的沉降，随时调整主桁架的标高。

13）脚手架的顶部应采取措施将力分散开，使每个立杆的所承受的力不大于1吨。施工过程中严禁力过于集中。

5.3.3 脚手架的搭设：脚手架的搭设作业，必须在统一的指挥下，严格按以下规定的程序进行：

1）按施工设计放线、铺垫板、设置底座或标定立杆位置；

2）脚手架从一个角部开始向两边延伸搭设；

3）应按定位依次竖起立杆，将立杆与纵、横扫地杆连接固定，然后装设第一步纵向和横向平杆，随校正立杆垂直之后予以固定，并按此要求继续

向上搭设。

剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件和连墙件应随搭升的架子一起及时设置。

5.4 质量要求和验收

5.4.1 所有材料均应有产品合格证。

5.4.1.1 钢管：①表面锈蚀深度不大于0.5MM②钢管弯曲：各种钢管的端部弯曲失高Δ≤5MM(L<1.5M)；立杆弯曲失高：当3M

6.5M 时Δ≤20；水平杆、斜杆的弯曲失高Δ≤30。

5.4.1.2 扣件：①扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换②新旧扣件均应进行防锈处理。

5.4.1.3 脚手板：脚手板的宽度不应小与200MM，厚度不应小与50MM。

5.4.2 脚手架的搭设质量验收：

1）构架结构应符合设计的规定。

2）节点的连接可靠。其中扣件的拧紧程度应控制在扭力矩达到40～60N.M。

3）钢脚手架的立杆的垂直度偏差应≤1/300，且应同时控制其最大垂直度偏差值；当架高≤20M时，不大于50MM，当架高大于20M时，不大于75MM。

4）纵向钢平杆的水平偏差应≤1/250，且全架长的水平偏差值不应大于50MM。

5）作业层铺板和安全防护网应符合有关的要求。

5.5 脚手架的拆除

脚手架的拆除作业应按确定的拆除程序进行。连墙件应在为与其上的全部可拆杆件都拆除之后才能拆除。在拆除的过程中，凡已松开连接的应及时拆除运走，避免误扶和误靠已松开连接的杆件。拆下的杆配件应以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。在拆除的过程中，应做好配合、协调动作，禁止单人进行拆除较重杆件等危险性的作。