和平国际B2、B3、B5#房脚手架搭设施工方案
一、编制依据
1.和平国际B2、B3、B5#房工程图纸
2.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011) 3、建筑结构荷载规范GB50009-2001 4、钢结构设计规范GBJ12-2003 5、建筑施工安全检查标准JGJ59-99 二、工程概况
本方案为和平国际B2、B3、B5#房工程的脚手架搭设方案。
B2、B3为24层,建筑面积24375m,建筑总高79.38m。采用悬挑脚手,自四层结平、十层结平、十六层结平、二十二层结平悬挑,每挑6层(17.4m)。
B5#房为9层,建筑面积4590.3m,建筑高度27.85m。6层以上采用悬挑脚手架,东、北、南立面6层以下采用落地脚手架,西立面采用从地下室结平处悬挑的悬挑脚手,悬挑6层(17.4m)。 三、材料及要求
1.钢管
钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑等。
钢管采用外径为48mm,壁厚2.8mm。弯曲变形,锈蚀钢管不得使用。脚手架钢管每根最大质量不应大于25kg。钢管上严禁打孔。
2.扣件
扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、螺母、垫圈等。 扣件及其附件应符合《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,机械性能不低于KT33-8的可锻铸铁的制作性能,其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定。扣件与钢管的贴合面必须严格整形,钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的旋转面间小于1mm,扣件表面应进行防锈处理。
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。
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3.钢丝绳与压环
钢丝绳选用6×19Φ12.6光面钢丝绳,强度极限≥1400Mpa,破断拉力和≥405KN。断股、锈蚀严惩的钢丝绳不得使用。
型钢压环采用Φ16钢筋制作。 4.脚手板
脚手板采用竹笆脚手板。 5.安全网
按照有关规定,选用清洁、无破损的阻燃型密目网,且必须有合格证和进市许可证,本工程中的安全网采用密目安全网,每100cm的面积上不少于2000目。
6.型钢
悬挑水平钢梁采用14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 3 m;特殊部位如转角、阳台处等悬挑长度大于计算长度的应采用卸载措施,如增加钢丝绳等措施。
7、连墙件
连墙件采用钢管预埋方式,两步三跨,设置在剪力墙或柱梁位置。 四、外脚手架构造
脚手架的具体构造说明如下: 1.平面布置
立杆纵向间距1500mm,横向间距1050mm,内排立杆距离建筑物的距离300mm。立杆与大横杆必须采用直角扣件扣紧,不得隔步设置和遗漏。且立杆的直接头应相互错开0.5节长,其接头距离大横杆的距离不大于步距的1/3。
2.立面布置
大横杆步距1800mm,上下横杆的接长位置错开布置,错开距离不小于纵距的1/3,扶手杆水平设置于每步架1.2m高处。剪刀撑要求满设,并沿高连续布置,斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件扣紧,其与水平杆的夹角
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在45~60之间,剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上,其接长必须采用搭接,搭接长度不小于1000mm,且不少于三个扣件,除在两头与立杆和大横杆连接外中间还增加2~4个节点。立杆和大横杆交点处一定设小横杆。
3.纵向水平杆的构造
纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。
纵向水平杆采用对接扣件连接,符合下列规定:纵向水平杆的对接扣件交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
4.横向水平杆的构造
主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中,靠墙一端的外伸长度,不应大于0.4L,且不应大于500mm。
作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2。
5.立杆的构造
(1)每根立杆下端设置在木垫板上。
(2)脚手架必须设置纵横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在靠纵向扫地杆下方的立杆上。
(3)立杆必须用连墙杆与建筑物可靠连接。
(4)立杆除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接应符合下列规定:
①.立杆上的对接口件应交错布置,两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜于步矩的1/3。
②.搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部
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扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
6.连墙杆
为了增强脚手架的侧向刚度及稳定性,在外脚手架于建筑物之间设置连接杆,设置说明如下:
(1)连接杆用短钢管制成,长度约500~800mm,一端用扣件固定于脚手架的立杆上,另一端焊在预埋钢板上或预埋,且连墙杆均采用钢管。连接杆水平间距按二步三跨设置,上下错开,成菱形布置。
(2)连接杆尽可能设置在立杆与大、小横杆的连接处,与脚手架架体垂直,如在规定的位置上设置有困难,应在邻近点补足。
7、施工升降机出料平台
施工升降机出料平台采用16#工字钢悬挑。其中5#楼出料口设在西立面J-M轴间,悬挑层数与脚手悬挑层数相同;6#楼出料口设在东北面N-K轴间,悬挑层数与脚手相差。 五、脚手架搭设的技术要求及允许偏差 序号 项 目 表面 1 地基 基础 地基土质 排水 垫板 底座 2 立杆垂直度:Hmax>30m 步距偏差 3 间距 柱距偏差 排距偏差 4 大横杆高差
技术要求 允许偏差(mm) 坚实平整 符合技术要求 不积水 不晃动 不滑动不陷 Hmax≤100m Hmax/400~600 ±20mm ±50mm ±20mm ±20mm 4
杆两端
同跨同一横截面内的高差 5 6 7 扣件安装 扣件距离中心节点 相邻立柱对接扣件高差 ±10mm ≤150mm -50mm 0~50mm 剪刀撑斜杆与地面的偏差 脚手板外伸偏差、搭接 六、脚手架的拆除
脚手架使用完毕后立即拆除,在脚手架拆除前应作好以下工作: 1.对脚手架进行安全检查,确认不存在严重隐患。如存在影响拆除脚手架安全的隐患,应先对脚手架进行修整和加固,以保证脚手架在拆除过程中不发生危险。
2.在拆除脚手架时,应先清除脚手板(或竹笆板)上的垃圾杂物,清除时严禁高空向下抛掷,大块的装入容器内由垂直运输设备向下运送,能用扫帚集中的要集中装入容器内运下。
3.脚手架在拆除前,应先明确拆除范围、数量、时间和拆除顺序、方法、物件垂直运输设备的数量,脚手架上的水平运输、人员组织,指挥联络的方法和用语,拆除的安全措施和警戒区域。
4.严格遵循拆除顺序,由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆,同一部位拆除顺序是:栏杆→竹脚手板→剪刀撑→大横杆→小横杆→立杆。
5.外脚手架的拆除一般严禁在垂直方向上同时作业,因此要事先做好其他垂直方向工作的安排。
6.拆除脚手架时,下部的出入口必须停止使用,对此除监护人员要特别注意外,还应在出入口处设置明显的停用标志和围栏,此装置必须内外双面都加以设置。
7.在拆除的脚手架周围,于坠落范围明显“禁止入内”字样的标志,并有专人监护,以保证拆脚手架时无其他人员入内。
8.对于拆除脚手架用的垂直运输设备要用滑轮和绳索运送或塔吊配合,严禁乱扔乱抛,并对操作人员和使用人员进行交底,规定联络用语和
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方法,明确职责,以保证脚手架拆除时其垂直运输设备能安全运转。
9.拆下的脚手架钢管、扣件及其他材料运至地面后,应及时清理,将合格的,需要整修后重复使用的和应报废的加以区分,按规格堆放。对合格件应及时进行保养,保养后送仓库保管以备今后使用。
10.本工程脚手架拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业。 11.拆除时操作人员要系好安全带,穿软底防滑鞋、扎裹腿。 12.脚手架拆除过程中,不中途换人,如必须换人,则应该在安全技术交底中交代清楚。
七、脚手架防电、避雷及安全防护装置
1.防电
(1)钢管脚手架不应搭设在距离外电架空线路的安全距离以内,安全距离见下表:
脚手架的外侧边缘与外电架空线路的边线间的最小安全操作距离
外电线路电压 最小安全操作距离(m) 1KV以下 1~10KV 35~110KV 154~220KV 330~500KV 4 6 8 10 15 (2)对于达不到上述规定最小距离时,必须采取防护措施,增设屏障、遮栏、围杆或保护网,并悬挂醒目的警告标志牌。
(3)脚手架搭设和使用期间,要严防与带电体接触,当需要穿过靠近380V以内的电力线路,距离线路在2m以内时,搭设和使用期间应断电或拆除电源,如不能拆除,应采取下列措施:
① 对电线和脚手架分别采取有效的绝缘措施; ② 对脚手架要采取可靠的安全接地处理;
③ 夜间施工时,应使用不超过12V电压的低压电源。 2.避雷
脚手架防雷接地,将建筑物上的避雷针引出与各段脚手架承载装置的四角焊接,接地电阻不大于10Q。雷雨天气禁止施工。
防雷接地体采用2.5米长Φ12圆钢打入地下,外露长度500mm,用
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4×30镀锌扁铁与本建筑结构的四角避雷接地网焊接。
3.安全防护装置
(1)脚手架在施工楼面四周脚手跑道必须满铺竹脚手板,脚手板用16#铁丝同大横杆绑扎牢固,脚手架内排立杆与墙面之间铺设通长安全网。
(2)脚手架外侧满铺密目式防火安全网,并在外立杆里侧设置1.2m高的防护栏杆。
(3)脚手架在搭设平架时,平架应外高内低,与水平面成150角,伸出外立杆2.5m,斜杆与横杆均用Φ48×2.8钢管搭设,上铺密目式安全网,用18#铁丝与横杆绑扎牢固。
(4)附设于外立面的塔吊卸料平台,应根据需要在垂直高度上错开设置。
4.防高空坠落措施
a、进行高处作业前,应逐级进行安全技术教育及交底,落实所有安全技术措施和人身防护用品,未经落实时不得进行施工。
b、搭设高处作业安全设施的人员,必须经过专业技术培训及专业考试合格,持证上岗,施工作业时必须系好安全带。
c、高处作业所用的物料均应堆放平稳,不妨碍通行和装卸。工具应随手放入工具袋。作业中的走道、通道板和登高用具,应随时清扫干净。拆下的物件及余料和废料均应及时清理运走,不得任意乱置或向下丢弃。传递物件禁止抛掷。
d、雨天和雪天进行高处作业时,必须采取可靠的防滑、防冻措施,并将冰、霜、雪及时清理干净。
e、高处作业安全设施拆除时,应设警戒区,并派专人监护。严禁上下同时拆除。
八、脚手架的验收与保护
(一)脚手架在投入使用之前必须进行验收,合格后方准使用。 因为本工程的脚手架是随结构施工而往上搭设的,所以是分段搭设、
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分段投入使用。这就要求脚手架也必须分段进行验收,验收合格后方可投入使用。
检查验收的内容,应按施工组织设计或作业指导书的有关规定进行。 外架必须验收检查合格后办妥脚手架验收手续,在脚手架醒目处挂上脚手架验收合格牌后,方可投入使用。在检查验收过程中,要特别注意扣件的紧固程度,调上的扣件的螺栓应紧固在40~65N·m。
(二)脚手架在验收合格通过投入使用后,必须对其进行定期检查和整修,才能保证其安全使用。
脚手架日常的保养和维修要求作业队对外脚手架进行日常的和定期的保养和维修,尤其是每次强风、暴雨过后都要认真检查整修后方可使用。
脚手架检查整修的主要内容有:
1.检查脚手架基础有无不均匀下沉,脚手架底部有无堆放杂物; 2.检查明确手架的整体和局部的垂直偏差,特别要注意脚手架的转角处和断口处的垂直度。如发现垂直度有异常现象,应及时加固和消除隐患。
3.各类扣件的涂油和紧固。检查扣件时先检查扣件的外观,而后将扣件上的螺检逆时针方向松几牙螺纹,再涂油紧固螺栓至规定的力矩范围内。
4.检查脚手板有否松动、悬挑,还要检查四角是否用铁丝扎牢,如发现问题应及时纠正。
5.与建筑物连接的检查,检查连接件是否齐全和完好,有无松动、移动。
6.要对外包安全网、外挑安全网、安全隔离设施、外侧挡板、栏杆和接地防雷等安全设施进行检查,保证这些安全设施完整、牢固,能正常发挥安全作用。如果有损坏者要及时调换,如有松动者应及时紧固,如发现松动和开口要及时连通。
7.如脚手架有开口、断口和出入口,应对该部位进行重点检查,使
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这些部位始终符合安全规定。
8.检查脚手架的荷载情况,使其不超过设计荷载,如有超载应及时卸荷至设计荷载。还要检查脚手架上堆物是否处于安全位置和稳定状态,如发现有处于不安全位置和不稳定状态应及时纠正。此外还要逐日清理脚手板上的垃圾。
9.脚手架的定期检查,要有记录。
10.脚手架使用中必须经常检查,清除架子上的杂物,严禁在架子上堆积过多的施工材料,或多人挤在一起,以免架子发生超载,造成事故。
11.脚手架上施工材料应随用随运,施工荷载不得大于3000N/m2,使用机具、材料等尽量放在脚手架里侧,以减小倾覆力矩。 九、安全措施及要求
1.所有操作人员应持证上岗,操作人员进入现场后,应做好进场三级教育,并做好会议记录,进行详细的安全技术交底。
2.每一楼层外架搭设完毕后,必须验收合格后方可使用。 3.防雷击接地措施,采用4×30镀锌扁铁与本建筑结构的四角避雷接地网焊接,其电阻不得大于要求的1Ω。
4.高空作业要正确使用“三保”遇六级以上大风时,应停止高空作业。
5.及时收集气象资料,并通知全体施工人员,便于安排工作和进一步采取措施。
6.焊接作业时,要注意防火,遇风时,应设置挡风板,避免火花飞溅。
7.外架上不得堆放钢筋,模板等材料。
8.脚手架拆除程序与安装程序相反,拆除时,先将脚手架板逐一传递至楼层或转料平台上,再按步骤为横杆→立杆→剪刀撑,拆除时,严禁乱丢及高空坠物。
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十、脚手架计算书
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》(JGJ130-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91) 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 17.4m,按18 m计算,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1.8 m;
内排架距离墙长度为0.30 m;
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 Φ48×2.8;
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 1.00; 连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 m,水平间距4.5 m,采用螺栓连接;
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
本工程地处江苏常州市,基本风压0.4 kN/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;
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安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:6 层; 脚手板类别:竹笆片脚手板;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14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 3 m。
锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00; 楼板混凝土标号:C30;
6.拉绳与支杆参数
钢丝绳安全系数为:5.000; 钢丝绳与墙距离为(m):3.000;
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 1.3 m。
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
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大横杆的自重标准值:P1=0.031 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3×1.05/(2+1)=1.05 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.031+1.2×0.105=0.163 kN/m; 活荷载的设计值: q2=1.4×1.05=1.47 kN/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=0.08×0.163×1.52+0.10×1.47×1.52 =0.36 kN·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= -0.10×0.163×1.52-0.117×1.47×1.52 =-0.424 kN·m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: σ=Max(0.36×106,0.424×106)/4250=99.765 N/mm2;
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大横杆的最大弯曲应力为 σ= 99.765 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 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:
νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.031+0.105=0.136 kN/m; 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m; 最大挠度计算值为:ν=
0.677×0.136×15004/(100×2.06×105×101900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×101900) = 2.729 mm;
大横杆的最大挠度 2.729 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 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:p1= 0.031×1.5 = 0.047 kN; 脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158 kN; 活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/(2+1) =1.575 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.047+0.158)+1.4 ×1.575 = 2.45 kN;
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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 = ql2/8
Mqmax = 1.2×0.031×1.052/8 = 0.005 kN·m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = Pl/3
Mpmax = 2.45×1.05/3 = 0.858 kN·m ; 最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.863 kN·m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.863×106/4250=202.992 N/mm2 ; 小横杆的最大弯曲应力 σ =202.992 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 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: νqmax = 5ql4/384EI
νqmax=5×0.031×10504/(384×2.06×105×101900) = 0.024 mm ; 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.047+0.158+1.575 = 1.779 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: νpmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EI
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νpmax = 1779.3×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×101900) = 3.483 mm;
最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.024+3.483 = 3.506 mm;
小横杆的最大挠度为 3.506 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,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1.00,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN 。
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(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取16.00 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 = 0.031×1.5×2/2=0.047 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.031×1.05/2=0.016 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN; 活荷载标准值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.047+0.016+0.236)+1.4×2.362=3.667 kN; R < 16.00 kN,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/m
NG1 = [0.1248+(1.50×2/2)×0.031/1.80]×18.00 = 2.714kN; (2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3×6×1.5×(1.05+0.3)/2 = 1.822 kN;
(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/m
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NG3 = 0.15×6×1.5/2 = 0.675 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×18 = 0.135 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.347 kN;
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 = 4.725 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.347+ 0.85×1.4×4.725= 12.039 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.347+1.4×4.725=13.031kN;
六、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 = 0.4 kN/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 = 0.044 kN/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 = 0.026 kN·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 = 12.039 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
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σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 13.031kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.6 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 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m; 长细比: L0/i = 195 ;
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= 0.189 立杆净截面面积 : A = 3.98 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.25 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 12039.03/(0.189×398)+25644.058/4250 = 166.081 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 166.081 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ = 13031.28/(0.189×398)=173.238 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 173.238 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,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: 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 = 0.055 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2; 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), N0= 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:
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Nlw = 1.4×Wk×Aw = 1.25 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.25 kN; 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 = 300/16的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;
A = 3.98 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×3.98×10-4×205×103 = 77.429 kN;
Nl = 6.25 < Nf = 77.429,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用钢管预埋连接。
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1050mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1300mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4,截面抵抗矩W = 141 cm3,截面积A = 26.10cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×5.347 +1.4×4.725 = 13.031 kN; 水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.5×0.0001×78.5 = 0.203 kN/m;
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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)
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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: R[1] = 16.043 kN; R[2] = 10.921 kN; R[3] = 0.012 kN。
最大弯矩 Mmax= 2.213 kN·m;
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 2.213×106 /( 1.05 ×102000 )+ 10.16×103 / 2150 = 25.39 N/mm2;
水平支撑梁的最大应力计算值 25.39 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
九、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下 σ = M/φbWx ≤ [f]
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