悬挑脚手架(钢丝绳卸荷)

脚手架专项施工方案
金色港湾小区2#楼工程，建筑面积为11772.47川，框架结构，主体十八层，地下一层，该工程采用直接用型钢悬挑式钢管脚手架进行防护，采用斜拉钢丝绳进行卸荷。

悬挑的阶段是，二至六层，七至十二层、十三至十八层。

一、悬挑脚手架相关参数
1. 脚手架参数
悬挑脚手架因为是分段搭设，按搭设的最高高度进行验算，悬挑脚手架搭设最高的高度为21 米，立杆采用单立杆；
搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50 米，立杆的横距为0.90 米，立
杆的步距为 1.80 米；
内排架距离墙长度为0.20 米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为①48X 3.5
横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80 ；连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.60 米，水平间距4.50 米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件连接。

35W*7- 16m光面钢丝绳。

梁上固定钢丝绳的吊环采用直径25的圆钢拉环，水平钢梁与楼板压点采用直径18圆钢拉环。

2. 活荷载参数
施工均布荷载标准值(kN/m2):3.000 ；脚手架用途: 防护脚手架。

3. 风荷载参数
本工程地处乌鲁木齐市，查荷载规范基本风压为 0.450，风荷载
高度变化系数&为0.740 ,风荷载体型系数 虫为0.653 ;
计算中考虑风荷载作用。

4. 静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m 2):0.1248 ；
脚手板自重标准值(kN/m 2):0.300 ;栏杆挡脚板自重标准值
(kN/m 2):0.150 ；
安全设施与安全网自重标准值(kN/m 2):0.010 ;脚手板铺设层
数:2层；
脚手板类别：木板脚手板
预埋直径25钢筋 5. 水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16a 号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.20
米，建筑物内锚固段长度1.80米。

预埋钢筋大样图 钢丝绳
彳
悬挑脚手架侧面图
la h
1包一立杆纵距 h —立杆步距
悬挑架正立面图
二、大横杆的计算：
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第524 条
规定，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。

将大横杆上面的脚手板自重和施工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：P i =0.038 kN/m ;
脚手板的自重标准值：P 2=0.300 X 0.900/(2+1)=0.090 kN/m ;
活荷载标准值：Q=3.000 X 0.900/(2+1)=0.900 kN/m ;
静荷载的设计值:q 1=1.2 X 0.038+1.2 X 0.090=0.154 kN/m ;
活荷载的设计值:q 2=1.4 X 0.900=1.260 kN/m
;
II
>_1——J1_1_*_1_Jr
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）
2. 强度验算
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：
跨中最大弯距为M max=0.08 X 0.154 X 1.500 2+0.10 X 1.260 X 1.5002 =0.311 kN.m ;
支座最大弯距计算公式如下：
=-0.10^/-0.117^/2
支座最大弯距为M2max= -0.10 X 0.154 X 1.5002-0.117 X 1.260 X
1.5002 =-0.366 kN.m ;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
a=Max(0.311 X106Q.366 ><106)/5080.0=72.047 N/mm2 ;
大横杆的最大弯曲应力为o= 72.047 N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0 N/mm2，满足要求！
3. 挠度验算：
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：
- 0.677 —+ 0 990-^―
g 100£7 100£2
其中：
静荷载标准值:q 1= P1+P2=0.038+0.090=0.128 kN/m ;
活荷载标准值：q 2二Q =0.900 kN/m ;
最大挠度计算值为：
V= 0.677 X 0.128 > 1500.04/(100 > 2.06 > 105>
4 5
121900.0)+0.990 X 0.900 X 1500.0 /(100 X 2.06 X 10 X 121900.0)= 1.972 mm;
大横杆的最大挠度1.972 mm小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150 mm与10 mm,满足要求！
三、小横杆的计算：
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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：p i= 0.038 X 1.500 = 0.058 kN ;
脚手板的自重标准值：P2=0.300 X 0.900 X 1.500/(2+1)=0.135 kN;
活荷载标准值：Q=3.000X 0.900 X 1.500/(2+1) =1.350 kN ; 集中荷载的设计值:P=1.2 X (0.058+0.135)+1.4 X 1.350 = 2.121 kN ;
p p
小横杆计算简图
2. 强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准
值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下：
2
M max = 1.2 X 0.038 X 0.900 /8 = 0.005 kN.m ;
集中荷载最大弯矩计算公式如下
M Pmax = 2.121 x 0.900/3 = 0.636 kN.m ;
最大弯矩M= M|max + M pmax = 0.641 kN.m ;
最大应力计算值。

二M / W = 0.641 X06/5080.000=126.181
N/mm2;
小横杆的最大应力计算值(T=126.181 N/mm2小于小横杆的抗
压强度设计值205.000 N/mm2，满足要求！
3. 挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计
值最不利分配的挠度和
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下：
3845/
4 5
V qmax=5X 0.038 x 900.0 /(384 x 2.060 x 10 x 121900.000)= 0.013 mm ;
大横杆传递荷载P = p 1 + p2 + Q = 0.058+0.135+1.350 = 1.543
kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下：
12EI
V Pmax = 1542.600 x 900.0 x (3 x 900.0 2-4 x 900.0 2/9 )/(72 x 2.060 x 105x 121900.0) = 1.590 mm ;
最大挠度和V = V qmax + V pmax = 0.013+1.590 = 1.603 mm ；
小横杆的最大挠度和 1.603 mm 小于小横杆的最大容许挠度
900.000/150=6.000 与10 mm满足要求！
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，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为 6.40kN。

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 w R c
其中Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN；
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
大横杆的自重标准值: P1 = 0.038 x1.500x2/2=0.058 kN ；小横杆的自重标准值: P 2 = 0.038 x 0.900=0.035 kN ；脚手板的自重标准值: P3 = 0.300 x 0.900 x 1.500/2=0.203 kN ；活荷载标准值: Q =
3.000 x0.900x1.500 /2 = 2.025 kN ；荷载的设计值: R=1.2
x(0.035+0.203)+1.4 x2.025=3.119 kN ；R < 6.40 kN ，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(kN)，为0.1248
N GI = [0.1248+(1.50 X 2/2+1.50 X 2) X 0.038/1.80] X 14.40 = 3.180 ;
(2) 脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板，标准值为
0.30
N G2= 0.300 X 5X 1.500 X (0.900+0.2)/2 = 1.238 kN ;
(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
N G3 = 0.150 X 5X 1.500/2 = 0.563 kN ;
⑷吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2) ; 0.005
N G4 = 0.010 X 1.500 X 14.400 = 0.216 kN ;
经计算得到，静荷载标准值
N G =N G+N32+N G3+N34 = 5.196 kN ;
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
N Q= 3.000 X 0.900 X 1.500 X 2/2 = 4.050 kN ;
风荷载标准值按照以下公式计算
肌・皿・比・瑪
其中W o --基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》
(GB50009-2001)的规定采用:
W o = 0.450 kN/m
U z --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：
U z= 0.740 ；
U s --风荷载体型系数：取值为0.653 ；
经计算得到，风荷载标准值
W k = 0.7 X 0.450 X 0.740 X 0.653 = 0.152 kN/m 2;
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2N G+1.4N Q= 1.2 X 5.196+ 1.4 X 4.050= 11.905 kN ;
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 N G+0.85 X 1.4N Q = 1.2 X 5.196+ 0.85 X 1.4 X 4.050= 11.054 kN ;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩M W为
2
M w = 0.85 X 1.4W k L a h /10 =0.850 X 1.4 X0.152 X 1.500 X
1.800 2/10 = 0.088 kN.m ;
六、立杆的稳定性计算：
不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
立杆的轴向压力设计值：N =11.905 kN ;
计算立杆的截面回转半径：i二1.58 cm
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表533得：k = 1.155 ; 计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：口= 1.500 ;
计算长度，由公式I °二k卩h确定：I。

= 3.119 m ;
长细比L o/i = 197.000 :
轴心受压立杆的稳定系数©由长细比I o/i的计算结果查表得
到：© = 0.186 ;
立杆净截面面积 A = 4.89 cm
立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 5.08 cm 3;
钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205.000 N/mm
卢11905.000/(0.186 >489.000)=130.886 N/mm2 ;
立杆稳定性计算。

二130.886 N/mm2小于立杆的抗压强度设
计值[f] = 205.000 N/mm2 ，满足要求！
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值：N =11.054 kN ;
计算立杆的截面回转半径：i二1.58 cm ;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k = 1.155 ;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：口= 1.500 ;
计算长度，由公式I 0二kuh 确定：I。

= 3.119 m ;
长细比:L 0/i = 197.000 :
轴心受压立杆的稳定系数©由长细比I o/i的结果查表得到：
(|)= 0.186
立杆净截面面积： A = 4.89 cm 2；
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] =205.000 N/mm
卢11054.124/(0.186 >489.000)+88031.618/5080.000 = 138.864 N/mm2；
立杆稳定性计算(T = 138.864 N/mm2小于立杆的抗压强度设计值
[f] = 205.000 N/mm 2，满足要求！
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：
N I = N Iw + N 0
2
风荷载标准值W k = 0.152 kN/m 2；
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积A w = 16.200
2
m；
按《规范》 5.4.1 条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N 0= 5.000 kN ;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：
N Iw = 1.4 > W k> A w = 3.452 kN ；
连墙件的轴向力设计值N I = N Iw + N0= 8.452 kN ；
连墙件承载力设计值按下式计算：
©• A • [f]
其中©--轴心受压立杆的稳定系数；
由长细比10 /i = 200.000/15.800 的结果查表得到
© =0.966, I为内排架距离墙的长度；
又： A = 4.89 cm 2; [f]=205.00 N/mm 2;
连墙件轴向承载力设计值为N f = 0.966 X 4.890 X 10-4X 205.000 X 103 = 96.837 kN ;
Nl = 8.452 < Nf = 96.837, 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 = 8.452小于双扣件的抗滑力16.0 kN，满足要求！
连墙件扣件连接示意图八、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900mm内排脚手架距离墙体200mm支拉斜杆的支点距离墙体为1100mm
水平支撑梁的截面惯性矩I二866.20 cm,截面抵抗矩W 108.30 cn^,截面积A = 21.95 cm 2。

受脚手架集中荷载N=1.2 X 5.196 +1.4 X 4.050 = 11.905 kN ;
水平钢梁自重荷载q=1.2 X 21.950 X 0.0001 X 78.500 = 0.207 kN/m;
悬挑脚手架示意图
M2™.
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
1禹 __________ 1站
] 二——一0 0.020.021 '
10 48 10.521
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R[1] = 13.536 kN
R[2] = 11.116 kN
R[3] = -0.222 kN
最大弯矩M ma>= 1.365 kN.m ;
最大应力(T 二M/1.05W+N/A=1.365 X106 /( 1.05 X108300.0 )+
0.000 X 103 / 2195.0 = 12.002 N/mm2 ;
水平支撑梁的最大应力计算值12.002 N/mm2小于水平支撑梁
的抗压强度设计值215.000 N/mm2,满足要求！
九、悬挑梁的整体稳定性计算：
水平钢梁采用16a号工字钢，计算公式如下
<[/]
其中尿--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算:
忙=570 X10.0 X33.0 X235 /( 1100.0 X160.0 X235.0) = 2.04 由于晁大于0.6，查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B, 得到妬值为0.932。

经过计算得到最大应力(r= 1.365 X06 /( 0.932 X08300.00 )= 13.524 N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算(r= 13.524小于[f] = 215.000 N/mm2,
满足要求！
十、拉绳的受力计算：
水平钢梁的轴力R H和拉钢绳的轴力Rj i按照下面计算
其中R Ui COS &为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力
各支点的支撑力R。

二RUiS n
9i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：
R U1=18.362 kN；
十一钢丝绳及吊环计算书
1、荷载计算
(1)恒荷载
①1 根116 工字钢23.0Kg/m x 1.1m=23.0Kg
②二层硬防护脚手板300 x 1.1m x 1.5m x 2=990N
③钢管① 48x 3.5 38.4N/m x (2.9m x 12+1.5m x 24+1.2m X
12)=3270N
④扣件 1.3Kg x 54=70.2Kg
⑤安全网60Kg
挑架本身重量Qk=(23.0 x 10+990+3270+70.2x 10+60 x 10) x
1.2=6950N
(2) 活动荷载
挑架每跨考虑两人的重量200Kg,堆载200Kg
则活动荷载为(分项系数取 1.4):
Qn=1.4x (2000+2000)=5600N
总荷载Qz=6950N+5600N=21248N
每根钢梁所承重量P1= 21248N
3、内力分析
计算时，工字钢按简支梁计算，两根钢丝绳一根作为一支点，另
一根计算时忽略，钢丝绳一端固定在平台上一层主体结构上，每层层高2.9m。

钢丝绳所受拉力为Pt
计算简图如下：
Ta na=2.9/1.仁2.636
a=69.23
Sin69.23=0.935
4、钢丝绳的验算
每根钢梁所承重量P1= 21248N
钢丝绳所受拉力为Pt
根据0点力矩平衡，则
Pt X 1.1 x Sin69.23=P1 x 0.65
钢丝绳所受拉力为
Pt=21248 X 0.65/1.1/0.935=13428N=13.43KN 选用35W*7—16mm光面钢丝绳
钢丝绳的破坏拉断力F=154KN
作吊索用钢丝绳的法定安全系数[k]=10
钢丝绳的安全系数K=F/ Pt=154/13.43=11.47>[k]=10
35W*7—16mn光面钢丝绳满足要求。

5、钢丝绳拉环的强度验算
取钢丝绳的轴力最大值Pt=13.43KN作为拉环的拉力N
拉环的强度计算公式
其中，[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8所述在物件的自重标准值作用下，每个拉环按2个截面计算的拉环的应力不应大于50N/mrh故拉环钢筋的抗拉强度设计值
2
[f]=50.0N/mm ；
2 2
(T =13430/ (1/4 n d X 2) =13430/ (1/4 n 25 X 2)
=13.68N/mm<[f]=50.0N/mm
①25圆钢的吊环满足强度要求！
十二、锚固段与楼板连接的计算：
水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=21.25kN ;
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，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8 条[f] = 50N/mm 2；
2 2
(T =21250/2/ (1/4 n d X 2) =10625/ (1/4 n 18 X 2)
=20.9N/mn n<[f]=50.0N/mm 2
①18圆钢的吊环满足强度要求！
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30cn以上搭接长度。