蓝天白云悬挑架方案

碧桂园-凤凰台项目蓝天白云施工碧桂园-凤凰台楼蓝天白云广告悬挑架天元建设集团有限公司第一建筑工程公司2018年6月28日目录1一、施工概况1二、施工工艺3三、普通型钢悬挑脚手架计算书23四、附图23附图一广告牌平面布置图24附图二、悬挑架在楼板位置详图25附图三、悬挑板在剪力墙位置详图26附图四、细部详图26附图五、截水沟详图一、施工概况根据甲方要求在1#、5#、6#楼4层顶板位置做悬挑外脚手架底部搭设广告牌，广告牌高度1.6米，广告牌出建筑标准层外边缘线3米，由于该广告牌悬挑跨度较大，施工难度大，我项目部针对甲方的要求，特编制此施工方案。广告牌位置平面布置如下图：二、施工工艺2.1施工内容本方案适用范围为1#、5#、6#楼悬挑架上广告牌施工，广告牌搭设在悬挑工字钢上，在1~3层落地架上用钢管搭设悬挑施工脚手架作为广告牌施工操作架。2.2广告牌操作架的搭设11~4层落地式脚手架搭设时立杆高度控制在广告牌下200~300mm处（即4层楼面标高向下710~810mm处），多余部分搭设广告牌时用气割割除。2在广告牌下800mm和1500mm处分别悬挑一根3.5米钢管，间距同立杆间距且不大于1500mm，广告牌下1500mm处悬挑钢管上均匀布设顺墙方向填芯杆，填芯杆间距260mm，填芯杆上方满铺钢笆片，广告牌下800mm处搭设顺墙方向间距为1500mm的水平杆。3在悬挑钢管端头处（即离墙3500mm处）搭设一根竖向防护栏杆，防护栏杆立杆高度为1900mm，间距同架子立杆不大于1500mm，从广告牌下800mm处向上设置2道水平杆。4广告牌下800mm处悬挑杆由外向内800mm处铺设一道钢笆片作为广告牌外立面操作台。5在广告牌下1500mm处悬挑钢管最外侧设置一道斜撑钢管，间距同立杆间距且不大于1500mm，斜撑钢管下方用扣件锁死在下方落地架上，支撑角度为45~60°。6落地架在3、4层处连墙件要做加密，从原有两步三跨改为两步两跨，并在3层顶板下口增加一道连墙件，连墙件间距为两跨。2.3广告牌搭设1广告牌下口宽度为标准层外轮廓线向外2500mm，侧面高度为1500mm,采用钢管扣件搭设。2广告牌搭设采用48.3*3.65的无缝钢管作为主龙骨，采用50*80木方作为次龙骨，采用15mm作为广告牌面层。3在悬挑工字钢上下各布置2根通长顺墙方向水平钢管，并用钢管竖向将水平钢管用扣件锁死在悬挑工字钢上，在工字钢下方水平钢管下方悬挑处一根3米钢管主龙骨，并在悬挑端搭设一道1300mm高的竖向立杆主龙骨，在立杆最上方向内设置一道高过悬挑架扫地杆的主龙骨，所有主龙骨间距同悬挑架立杆间距且不大于1500mm，顺着主龙骨长度方向均匀布置通长水平杆，水平杆上下各布置3根。4在主龙骨上采用50*80方木作为次龙骨，方木使用12#铁丝与主龙骨钢管绑扎牢固，方木间距为400mm。5广告牌面层采用15mm板，木板使用1.5寸铁钉钉死在方木上，铁钉布置间距不大于400mm。6广告牌上口封堵板采用15mm板+铁皮封堵，外侧向内侧5%找坡排水，靠墙侧设置在悬挑外架扫地杆下方，在贴近结构墙体处，设置150*150通长截水沟，截水沟底部和侧面必须设置方木或木支撑，具体做法祥见附图。截水沟排水排向主楼阳台地漏。7广告牌架体采用θ12.5钢丝绳上拉，架体拉结点在广告牌最外侧底部，上部拉结在5层结构梁或墙体上，拉结点采用20圆钢拉环提前预埋在结构梁或墙体内，拉结点间距同立杆间距不大于1500。未尽事宜详见附图。三、普通型钢悬挑脚手架计算书型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-2015)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2016)以及本工程的施工图纸。一、参数信息1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为16.7m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8m；内排架距离墙长度为0.35m；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Φ48.3×3.65；横杆与立杆连接方式为双扣件；取双扣件抗滑承载力调整系数0.75；连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.6m，水平间距4.5m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2层；3.风荷载参数本工程地处山东潍坊市，基本风压0.4kN/m2；风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:9层；脚手板类别:冲压钢脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；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1.5m，建筑物内锚固段长度2.3m。锚固压点螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C25；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.2m。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5.2.4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:P1=0.038kN/m；脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×1.05=1.47kN/m；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:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.52+0.10×1.47×1.52=0.362kN·m；支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.426kN·m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.362×106,0.426×106)/5080=83.858N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为σ=83.858N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/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：νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.05kN/m；最大挠度计算值为：ν=0.677×0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×121900)=2.291mm；大横杆的最大挠度2.291mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，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：p1=0.038×1.5=0.058kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN；活荷载标准值：Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN；集中荷载的设计值:P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.575=2.463kN；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:Mqmax=ql2/8Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN·m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=2.463×1.05/3=0.862kN·m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.868kN·m；最大应力计算值σ=M/W=0.868×106/5080=170.953N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=170.953N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/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:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm；大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.575=1.79kN；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:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1790.1×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.929mm；最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.929=2.953mm；小横杆的最大挠度为2.953mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求！四、扣件抗滑力的计算按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN；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=0.038×1.5×2/2=0.058kN；小横杆的自重标准值:P2=0.038×1.05/2=0.02kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×2.362=3.684kN；R<12.00kN,所以双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，为0.1248kN/mNG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×16.70=2.619kN；(2)脚手板的自重标准值；采用冲压钢脚手板，标准值为0.3kN/m2NG2=0.3×9×1.5×(1.05+0.35)/2=2.835kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/mNG3=0.15×9×1.5/2=1.012kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×16.7=0.125kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.591kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.591+0.85×1.4×4.725=13.532kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.591+1.4×4.725=14.525kN；六、钢丝绳卸荷计算(因此内容在规范以外，故仅供参考)钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内卸荷2次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以卸荷吊点分段计算。第1次卸荷净高度为6m;第2次卸荷净高度为3.7m;经过计算得到a1=arctg[3.000/(1.050+2.000)]=44.526度a2=arctg[3.000/2.000]=56.310度第1次卸荷处立杆轴向力为：P1=P2=1.5×13.532×(6+7)/16.7=15.801kN；kx为不均匀系数，取1.5各吊点位置处内力计算为(kN)：T1=P1/sina1=15.801/0.701=22.533kNT2=P2/sina2=15.801/0.832=18.991kNG1=P1/tana1=15.801/0.984=16.065kNG2=P2/tana2=15.801/1.500=10.534kN其中T钢丝绳轴向拉力，G钢丝绳水平分力。卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为[Fg]=T1=22.533kN。钢丝绳的容许拉力按照下式计算：[Fg]=aFg/K其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取0.82；K--钢丝绳使用安全系数。计算中[Fg]取22.533kN，α=0.82，K=10，得到：选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d=(2×22.533×10.000/0.820)0.5=23.4mm。吊环强度计算公式为：σ=N/A≤[f]其中[f]--吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；N--吊环上承受的荷载等于[Fg]；A--吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；选择吊环的最小直径要为：d=(2×[Fg]/[f]/π)0.5=(2×22.533×103/50/3.142)0.5=16.9mm。第1次卸荷钢丝绳最小直径为23.4mm，必须拉紧至22.533kN，吊环直径为18.0mm。根据各次卸荷高度得：第2次卸荷钢丝绳最小直径为12.5mm，必须拉紧至6.413kN，吊环直径为10.0mm。七、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：ω0=0.4kN/m2；μz--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：μz=0.74；μs--风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为:Wk=0.7×0.4×0.74×0.214=0.044kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026kN·m；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=13.532×(7+7)/16.7=11.344kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值：N=14.525×(7+7)/16.7=12.176kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=197；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.186立杆净截面面积：A=4.89cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；考虑风荷载时σ=11344.462/(0.186×489)+25644.058/5080=129.776N/mm2；立杆稳定性计算σ=129.776N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时σ=12176.288/(0.186×489)=133.873N/mm2；立杆稳定性计算σ=133.873N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！八、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.4，Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.4=0.055kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)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),N0=5.000kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw=1.4×Wk×Aw=1.25kN；连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.25kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=φ·A·[f]其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l/i=350/15.8的结果查表得到φ=0.941，l为内排架距离墙的长度；A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.941×4.89×10-4×205×103=94.331kN；Nl=6.25<Nf=94.331,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=6.25小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！连墙件扣件连接示意图九、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1050mm，内排脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，水平支撑梁的截面惯性矩I=866.2cm4，截面抵抗矩W=108.3cm3，截面积A=21.95cm2。受脚手架集中荷载P=(1.2×6.591+1.4×4.725)×7/16.7=6.088kN；水平钢梁自重荷载q=1.2×21.95×0.0001×78.5=0.207kN/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：R2=8.796kN；R3=4.074kN；R4=0.093kN。最大弯矩Mmax=1.228kN·m；最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.228×106/(1.05×108300)+3.199×103/2195=12.252N/mm2；水平支撑梁的最大应力计算值12.252N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！十、悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16a号槽钢,计算公式如下σ=M/φbWx≤[f]其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：φb=(570tb/lh)×(235/fy)经过计算得到最大应力φb=(570tb/lh)×(235/fy)=570×10×63×235/(3000×160×235)=0.75由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B，得到φb值为0.69。经过计算得到最大应力σ=1.228×106/(0.69×108300)=16.354N/mm2；水平钢梁的稳定性计算σ=16.354小于[f]=215N/mm2,满足要求！十一、拉绳的受力计算水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算RAH=ΣRUicosθi其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：RU1=9.36kN；十二、拉绳的强度计算钢丝拉绳(支杆)的内力计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算，为RU=9.36kN选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径14mm。[Fg]=aFg/K其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，查表得Fg＝123kN；α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。α＝0.85；K--钢丝绳使用安全系数。K＝6。得到：[Fg]=17.425kN>Ru＝9.36kN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为N=RU=9.36kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为σ=N/A≤[f]其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(9360×4/(3.142×50×2))1/2=10.9mm；实际拉环选用直径D=12mm的HPB235的钢筋制作即可。十三、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螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下螺栓未受拉力，无须计算，节点按构造做法即可。2.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:N≤(b2-πd2/4)fcc其中N--锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N=4.074kN；d--楼板螺栓的直径，d=20mm；b--楼板内的螺栓锚板边长，b=5×d=100mm；fcc--混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=11.9N/mm2；(b2-πd2/4)fcc=(1002-3.142×202/4)×11.9/1000=115.262kN>N=4.074kN经过计算得到公式右边等于115.26kN，大于锚固力N=4.07kN，楼板混凝土局部承压计算满足要四、附图附图一广告牌平面布置图附图二、悬挑架在楼板位置详图附图三、悬挑板在剪力墙位置详图附图四、细部详图附图五、截水沟详图