二層樓面懸挑鋼管腳手架設計計算書16M

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二層樓面懸挑鋼管腳手架專項施工方案

腳手架鋼管選用ф48×3.5；外挑工型鋼采用I16，長度約為3.1米；固定工型鋼在樓面上用2ф18的圓鋼，（2ф18的圓鋼預埋在200mm厚現(xiàn)澆樓板內(nèi)）距外墻邊分別0.3米和1.5米。立桿縱向間距為1.5米，內(nèi)立桿距外墻0.30m，外立桿距外墻面為1.35米，小橫桿長度為1.5米。腳手架與建筑物的連墻拉結采用拉筋和頂撐配合使用的剛性連接方式:拉筋用ф6.5 鋼筋，頂撐用ф48×3.5鋼管，水平距離4.5m，豎向距離為3.6米。
懸挑架高21-4.7=16.3.0米,按16.3米對懸挑架高度計算荷載及對水平懸挑梁進行強度、剛度、穩(wěn)定性等驗算。（原創(chuàng)業(yè)小區(qū)已有腳手架搭設施工發(fā)案）
1、懸挑架的荷載取值
1.1懸挑架荷載的取值與組合
1.1.1計算基數(shù)：
計算高度 H=16.3m，步距 h=1.8m
立桿縱距 la=1.5m ，立桿橫距 lb=1.05m
查《扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ30—2001）：
鋼管自重 G1=0.0384 KN/m     擋腳板自重G2=0.0132 KN/m
安全網(wǎng)自重 G3=0.005 KN/m    外立桿至墻距 ld =1.35m
施工活荷載 qk= 2 KN/m2       內(nèi)立桿至墻距 lc =0.30m
1.1.2腳手架結構自重（包括立桿、縱、橫水平桿、剪刀撐、橫向斜撐和扣件）；
查《扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ30—2001）附表A-1得：
架體每米高度一個立桿縱距的自重  gk1=0.1248KN/m
NG1K = H×gk1 = 16.3×0.1248 = 2.03KN
1.1.3構配件自重（包括腳手板、防護欄桿、擋腳板、密目網(wǎng)等）
⑴外立桿
①竹笆板，按2步設一層計，共5層，單位荷重按0.14kN/m2（按實）計：
NG2K-1 =（5×la×lb×0.103）/2×103= (5×1.05×1.5×0.14)/2×103 = 551.25N
②欄桿、擋腳板（按5層計，欄桿每步架1根）
NG2K-2 =（2×5×la×G1+5×G2）×103=（2×5×1.5×0.0384+5×0.0132）×103 =760.32N
③安全網(wǎng)
NG2K-3 =H×la×G3×103 = 16.3×1.5×0.005×103=122.25N
④合計
NG2K= 551.25+760.32+122.25 = 1433.82 N
⑵內(nèi)立桿
①竹笆板
NG2K-1 =（5×la×lb×0.14）/2×103+（5×la×lc×0.14）/2×103= （5×1.05×1.5×0.14+5×0.35×1.5×0.14）/2×103= 722.75N
②縱向橫桿（擱置懸挑部分的竹笆板用）
NG2K-2 = 5×la×G1 = 5×1.5×0.0384×103= 288N
③合計
NG2K = 722.75+288= 1010.75 N
1.1.4施工均布活荷載
按規(guī)范要求，取最不利情況，按荷載最大的裝修腳手架考慮，即同時3層作業(yè)層施工：
外立桿 NQK外 =3×la×lb×qk/2 = 3×1.5×1.05×2/2=4.725kN
內(nèi)立桿 NQK內(nèi) =3×la×lb×qk/2 + 3×la×lc×qk =4.725+0.3×1.5×2×3 = 7.425kN
1.1.5垂直荷載組合
⑴外立桿
N1 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK外=1.2×(2.03+1.4338)+1.4×4.725=10.77kN
⑵內(nèi)立桿
N2 =1.2×(NG1K + NG2K)+1.4×NQK內(nèi)=1.2×(2.03+1.010)+1.4×7.425=14.043kN
2、水平懸挑梁設計
本工程懸挑架采用型鋼懸臂式結構，水平懸挑型鋼梁采用工型鋼 I16，長3.1m，在二層樓面上預埋2ф18的圓鋼對工型鋼 I16進行背焊固定，距外墻邊分別為0.3m和1.5m。
根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017—2002）規(guī)定進行下列計算與驗算：
計算模型：
⑴、I16工型鋼截面特性：
Wx=140.9×103mm3,I=1127×104mm4,
自重q=0.205kN/m，彈性模量E=206×103N/mm2，
翼緣寬度b=88mm，翼緣平均厚度δ=9.9mm，高度h=160mm。



        
        

                
        


⑵最大彎矩        
Mmax   =N1×1.35+ N2×0.33+ q×1.52/2
=10.77×1.35+14.043×0.30+0.205×1.52/2 =18.983kN•m
⑶強度驗算
σ= Mmax /（γx×Wx）
γx----截面發(fā)展系數(shù)，對I形截面，查表得：γx = 1.05；
Wx ----對x軸的凈截面抵抗矩，查表得：Wx=140.9×103mm3。
f ----型鋼的抗彎強度設計值，Q235鋼，取f=215N/mm2。
σ=18.983×106/（1.05×140.9×103）=128.31N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑷整體穩(wěn)定驗算
根據(jù)剛結構設計的規(guī)范（GBJ17-88）的規(guī)定，軋制普通型鋼受彎要考慮整體穩(wěn)定問題。按附錄一之（二），本懸臂梁跨長1.5米折算成簡支梁，其跨度為2×1.5=3米，按下列公式計算整體穩(wěn)定系數(shù)ψ：
ψ=（570bδ/l1h）•235/σs
= [570×88×9.9/（3000×160）] ×235/215 = 1.13
則懸挑梁彎曲應力為：
σ= Mmax /（Ψ×Wx）
=18.983×106/（1.13×140.9×103）=191.03N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
⑸剛度驗算
ω = N1l3/3EI+ N2a2(3l-a)/6EI
N1、N2----作用于水平懸挑梁上的內(nèi)、外立桿荷載（KN）；
E----彈性模量，E=206×103N/mm2。
I----鋼材的抗彎強度設計值，Q235鋼，取f = 215N/mm2。
  ω =(10.77×103×15003)/(3×2.06×105×1127×104)+[14.043×103
×3002×(3×1500-300)]/(6×2.06×105×1127×104)
      =5.59mm＜L/250=1500/250=5.6mm，滿足要求。
⑹16I工型鋼后部錨固鋼筋設計
①錨固鋼筋的承載力驗算
錨固選用2ф18圓鋼預埋在二層平板上，吊環(huán)承受的拉力為：
N4= Mmax /1.5= 18.983/1.5= 12.655KN   
N3= Mmax /0.3=18.983/0.3=63.28KN
吊環(huán)承受的拉應力為：
σ4= N/A =12.655×103/（2×0.785×182）= 24.88N/mm2＜[σ]=215 N/mm2
σ3=N/A=63.28×103/（2×0.785×182）=124.4N/mm2＜[σ]=215 N/mm2
   兩個吊環(huán)中，只有一個就能承受拉力，一個可作儲備用。
∴滿足要求。
②錨固鋼筋的焊縫驗算
σ = F/（lW•δ）
F----作用于錨固鋼筋上的軸心拉力設計值，F= N4 =12.655KN；
lW----焊縫的計算長度，取lW=88-10=78mm。
δ----焊縫的計算厚度，取16mm。
σ = 12.655×103/（78×18）=9.013 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2
∴滿足要求。
⑺由計算結果可知，當挑梁采用I16號型鋼時，其強度、撓度、穩(wěn)定性均符合要求.