高层外悬挑架设计施工方案2.doc

高层外悬挑架设计施工方案前言：当前高层外架工程，需要量大，各种构造的挑架层出不穷，但多因安全、成本的原因，必能较好的解决；在保证安全的前提下，做到低成本、实用性和通用性，为广大业内人士所采用的构造形式。我们在外挑架工程中设计了外悬挂式型钢挑架，用于高层外挑架工程，收到较好的效果。一、外悬挂型组合挑架基本概况 1、挑架采用I14工字钢作为主受力挑梁，15钢绳倒拉。 2、挑架上部按24m高的48*35mm钢管扣件式脚手架，立杆纵距1.8m，步距1.8m，立杆横距1.0m，外立杆距挑梁端5cm，内立杆距建筑300mm；外立杆每步中间增加一道护身栏杆，外立杆内侧满挂2000目绿色密目安全网。 3、连墙杆件采用二步三跨。 4、剪刀撑按45°角连续搭设，剪刀撑跨越6根立杆。 5、按两层操作面施工荷载设计，三层脚手板，两层水平兜网。 6、成都地区风荷载取0.35KN/。 7、搭设过程中严格按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001执行，因此对双排脚手架和立杆大小、横杆及连墙杆的受力可不用计算，仅计算挑架系统是否满足要求。二、挑架系统计算 1、荷载组合（引用于建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规格JGJ130-2001） 式中脚手架结构自重标准值产生的轴向力外立杆：3.85×24+（15+14）×1.8+1.3×15/2+9××2×24×1.8/9×9+（1.82+12）3+1.25×43=440.7Kg×10/1000=4.4KN内立杆：3.85×24+（15×1.8+1.3×15/2+（1.82+12）1/2/2）+1.25×31=276Kg×10/1000=2.76KN 构配件自重标准产生的轴向力 3×(0.05×1.2×1.8×800)/2=129Kg×10/1000=1.29KN三层脚手板覆盖安全网重量：1.8×24/（6×1.8）×3+6×1.8×1.3/3×6×6/2=39Kg×10/1000=0.39KN 施工荷载标准值产生的轴向力；按两层每层3KN/计算，内外立杆各计算1/2 3×1.8×1=5.4KN =1.2（4.4+1.29+0.39）+1.4×5.4=14.86KN =1.2（2.76+1.29）+1.4×5.4=12.42KN 1）钢丝绳张力T计算N1×1.35+N2×0.35=T×Sin66°×1.267得：T=（14.86×1.35+12.42×0.35）/（Sin66°×1.267）=21.08KN支座端反力R=+T×Sin66°=14.86+12.4221.08×Sin66°=8.02KN轴向压力：N=T×Cos66°=8.57KN2）I14最大剪力Vmax=8.5KN3）最大弯矩Mmax=R×0.35=8.02×0.35=2.81KN·M 查I14号得参数： 截面积A=21.52 ； 惯性矩 Ix =7124；抵抗矩Wx =1023 ； 腹板厚度tw=5.5mmIx / Sx =12.0cm； 截面塑性发展系数rx=1.054）工字梁按压弯构件验算 N/A+Mmax/rxWx=（8.87×103）/（21.5×102）+（2.8×106）/（1.05×102×103）=30.23N/2f=215 N/2满足要求。5) 工字梁抗剪力验算 Imax=VS/ Ixtw=8.02×103/12×10×5.5=12.15 N/2f=215 N/2满足要求。6)钢丝绳安全系数K1=5，钢丝绳之间荷载不均匀系数a=0.85 TaPg/K1 PgTK1/a=21.08×5.0/0.85=124KN 则选用6x19, 15.5的钢丝绳，其Pg=138.5KN120.58 KN要求卡具与钢丝绳配套，查表知与15.5的钢丝绳配套的卡具为GD21号，16共4个，其安全荷重Q=200.0KN124 KN，安全。7）吊耳抗剪及焊缝验算 抗剪验算：=T/A=（21.08×103）/（30×14）=50.19N/mm2f=215N/mm2满足要求。焊缝验算：最小角焊缝高度hf1.5=1.5=5.6mm取hf=8mm焊缝长度lw=90mm正应力：f=T×Sin66 °/hflw=（21.08×103×Sin66°）/（8×90）=26.75N/mm2ffw=160 N/2侧应力：f= T×Cos66 °/hflw=（21.08×103×Cos66°）/（8×90）=11.9 N/mm2ffw=160 N/2拉力T产生的应力：ffw =160 N/2满足要求。8）档板、焊缝验算：档板8mm厚焊缝长度lW=100mm焊缝高度hf=1.5=1.5=4m，选取6mm侧应力f=N/hflW=（8.57×103）/（6×100）=14.28N/mm2ffw =160 N/2，满足要求。9）穿墙螺栓抗剪验算 Imax =T/A=21.08×106/3.14×102=67.07 N/2f=215 N/2 满足要求。10）与吊耳连接的销扣选用D型：M25（5t）11）I14挠度验算 V=5ML/48EW.( h/2)=5*3.63*106*13502/48*2.06*103*102*103*70=0.471350/250=5.4结论：选用以上构件及配件满足要求。 三、边梁验算1、穿墙孔局部强度的验算 螺杆垫板按10cm计算，局部受压应力T×Cos66°×103100×100（25/2）2×3.14=0.9MPa 满足要求 如果按螺杆接触面积，长度按5cm计算，局部受压应力19.25×103/3.14x20x1/3x50=18.39MPa 即C20砼以上即可。2、边梁的基本要求：（1）、挑梁支座应放置在边梁以内，若只有挑板无锁口梁时应增加工字钢的长度，使挑架支座受力点在梁上。（2）、边梁截面要求200×300，螺杆穿梁位置距梁底150，砼标号C20四、阳台部位的处理1、挑架支座端要求提供的反力是8.02KN，阳台按挑1.5m设计，荷载300Kg/，1.8×1.5×300=810Kg=8.1KN，刚好可满足要求，但为了增加保险系数，对阳台挑梁进行加固处理，即：分解荷载到下一层楼，阳台挑梁下口加钢管硬支撑，详附图1/4：2、倒拉悬挂端竖向拉力为：TSin66°=21.08×Sin66°=19.25KN，显然不满足要求，分解荷载到上一层楼面，其措施在上一层梁预留拉环，用15钢绳连接到下一层拉环上，详附图2/4：结论：通过以上计算，该挑梁系统能满足要求，安全可靠。五、挑架系统搭设过程应注意的事项1、挑架搭设之前该楼层砼浇筑时，应进行挑架平面布置设计，为了便于挑架初始阶段搭设，在工字钢支座端（距末端100200范围内）增设10钢筋拉环（净高16cm），起临时固定作用。搭设挑架时，工字钢穿于10钢筋拉环内，形成的间隙约2cm，用木削由外向内塞紧。2、挑架搭设时，利用下层的外架，搭设通长水平杆，用于临时支撑工字钢外端，并保证工字钢外端比内端高58cm，倒拉钢绳时，预紧钢绳时，应使工字钢刚好脱离下面的水平杆，外架不断上升，荷载不断加大，钢绳被拉紧同时，会产生少量的位移变形，最初外端被提高58cm，刚好可平衡钢绳变形产生的下降位移，因此，保证了外架系统搭设到设计高度时，挑架系统不会形成外倾现象。3、挑架搭设时，先搭设3根立杆的双排架，形成母体架，该母体架搭设两步水平杆，加一道扫地杆，工字钢面1020cm高处的水平剪刀撑同时形成，保证母体架的稳定性，然后从母体架两端向两侧延伸搭设整个外挑架系统。4、挑架系统搭设第一层时，由于上层楼面还没有形成，倒拉绳不能实施，因此，该层外接受力支撑点由下层外架提供。因此，工字钢支撑点应在尽量靠近下层外架立杆放置。5、穿梁（墙）杆预留套管时，应正对下面的工字钢，并且中心线距梁底150。6、钢绳紧固时应刚好让工字钢梁脱离下层水平杆，绳卡卡固时，有螺帽面应面向钢绳收头这一侧，并且螺丝应拧紧，绳卡共四颗，第一颗应紧靠穿墙杆的环边1cm左右，然后按10cm的间距排第二颗、第三颗、第四颗绳卡卡固时，应将第三、第四颗之间的末端钢绳放松，拱起2cm高，然后拧紧，以便观察起拱2cm的钢绳是否被拉伸，以确定钢绳是否有滑移现象。7、连墙点二步三跨，且应按规范要求搭设稳固，第一层架子由于主体结构未形成，连墙点不具备条件，采用在楼面预埋10拉环，抛撑连接脚手架，抛撑与地面倾角45°60°，所有连墙点的节点中心至外架主节点的距离不应大于300mm，抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。8、当外墙有空调挑板时，立杆应尽量错开空调板的位置布置，若不能避开时，在有空调板的位置由立杆向外移400以内，避开空调板，该外架实际宽度从1m减到0.6m，示意图如下：13