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主厂房满堂脚手架专项施工方案.doc

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(3).抗剪计算: 最大剪力的计算公式如下: Q = ql/2 + P/2 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T] 其中最大剪力: Q = 0.900×1.926/2+1.134/2 = 1.434 kN; 截面抗剪强度计算值 T = 3 ×1433.700/(2 ×40.000 ×90.000) = 0.597 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2; 方木的抗剪强度为0.597小于 1.300 ,满足要求! (4).挠度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如 下: 均布荷载 q = q1 + q2 = 1.500+0.105=1.605 kN/m; 集中荷载 p = 0.810 kN; 最大变形 V= 5×1.605×900.0004 /(384×9500.000×2430000.00) + 810.000×900.0003 /( 48×9500.000×2430000.00) = 1.127 mm; 方木的最大挠度 1.127 小于 900.000/250,满足要求! 3.木方支撑钢管计算: 支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P = 1.926×0.900 + 1.134 = 2.867 kN; 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kN.m) 支撑钢管计算变形图(kN.m) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.688 kN.m ; 最大变形 Vmax = 1.593 mm ; 最大支座力 Qmax = 9.367 kN ; 截面应力 σ= 0.688×106/5080.000=135.502 N/mm2 ; 支撑钢管的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10 mm,满足要求! 4.扣件抗滑移的计算: 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0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 9.367 kN; R < 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 5.模板支架荷载标准值(轴力): 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 (1).静荷载标准值包括以下内容: ①脚手架的自重(kN): NG1 = 0.129×8.000 = 1.033 kN; 钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A 双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。 ②模板的自重(kN): NG2 = 0.350×0.900×0.900 = 0.284 kN; ③钢筋混凝土楼板自重(kN): NG3 = 25.000×0.200×0.900×0.900 = 4.050 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 5.366 kN; (2).活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。 经计算得到,活荷载标准值 NQ = (1.000+2.000 ) ×0.900×0.900 = 2.430 kN; (3).不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 9.842 kN; 6.立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 : 其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 9.842 kN; σ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.58 cm; A ---- 立杆净截面面积(cm2):A = 4.89 cm2; W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=5.08 cm3; σ-------- 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2); [f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2; Lo---- 计算长度 (m); 如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1---- 计算长度附加系数,取值为1.155; u ---- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u = 1.700; a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.100 m; 公式(1)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.155×1.700×1.500 = 2.945 m; Lo/i = 2945.250 / 15.800 = 186.000 ; 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.207 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=9841.560/(0.207×489.000) = 97.227 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 97.227 N/mm2 小于 [f] = 205.000满足要求! 公式(2)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.100×2 = 1.700 m; Lo/i = 1700.000 / 15.800 = 108.000 ; 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.530 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=9841.560/(0.530×489.000) = 37.973 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 37.973 N/mm2 小于 [f] = 205.000满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.243; k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 1.700 按照表2取值1.014 ; 公式(3)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.243×1.014×(1.500+0.100×2) = 2.143 m; Lo/i = 2142.683 / 15.800 = 136.000 ; 由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.367 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=9841.560/(0.367×489.000) = 54.839 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ= 54.839 N/mm2 小于 [f] = 205.000满足要求! 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。 以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。 7.梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]: 除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容 (1).模板支架的构造要求: a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆; b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度; c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。 (2).立杆步距的设计: a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置, 但变化不要过多; c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。 (3).整体性构造层的设计: a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置 斜杆层数要大于水平框格总数的1/3; c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆, 使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层; d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 (4).剪刀撑的设计: a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑; b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。 (5).顶部支撑点的设计: a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm; c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。 (6).支撑架搭设的要求: a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置; b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求; c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的; d.地基支座的设计要满足承载力的要求。 (7).施工使用的要求: a.精心设计混凝土浇筑方案,确保模板支架施工过程中均衡受载,最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式; b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载,对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施,钢筋等材料不能在支架上方堆放; c.浇筑过程中,派人检查支架和支承情况,发现下沉、松动和变形情况及时解决。 (二)800*1800梁支撑计算 图1 梁模板支撑架立面简图 1.各项参数 (1).脚手架参数 立柱梁跨度方向间距l(m):0.45;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):0.30; 脚手架步距(m):1.50;脚手架搭设高度(m):6.00; 梁两侧立柱间距(m):0.45;承重架支设:多根承重立杆,木方顶托支撑; 梁底增加承重立杆根数:2; (2).荷载参数 模板与木块自重(kN/m2):0.350;梁截面宽度B(m):0.800; 混凝土和钢筋自重(kN/m3):25.000;梁截面高度D(m):1.800; 倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):3.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):2.000; (3).木方参数 木方弹性模量E(N/mm2):9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000; 木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.300;木方的间隔距离(mm):300.000; 木方的截面宽度(mm):80.00;木方的截面高度(mm):100.00; (4).其他 采用的钢管类型(mm):Φ48×3.5。 扣件连接方式:双扣件,扣件抗滑承载力系数:0.80; 2.梁底支撑的计算 作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。 (1).荷载的计算: ①钢筋混凝土梁自重(kN/m): q1 = 25.000×1.800×0.450=20.250 kN/m; ②模板的自重线荷载(kN/m): q2 = 0.350×0.450×(2×1.800+0.800)/ 0.800=0.866 kN/m; ③活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN): 经计算得到,活荷载标准值 P1= (2.000+3.000)×0.800×0.450=1.800 kN; (2).木方楞的支撑力计算 均布荷载 q = 1.2×20.250+1.2×0.866=25.340 kN/m; 集中荷载 P = 1.4×1.800=2.520 kN; 木方计算简图 经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为: N1=11.427 kN; N2=11.427 kN; 木方按照三跨连续梁计算。 本算例中,木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为: W=8.000×10.000×10.000/6 = 133.33 cm3; I=8.000×10.000×10.000×10.000/12 = 666.67 cm4; (3).木方强度计算: 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下: 均布荷载 q = 11.427/0.450=25.394 kN/m; 最大弯距 M =0.1ql2= 0.1×25.394×0.450×0.450= 0.514 kN.m; 截面应力 σ= M / W = 0.514×106/133333.3 = 3.857 N/mm2; 木方的计算强度小于13.0 N/mm2,满足要求! (4).木方抗剪计算: 最大剪力的计算公式如下: Q = 0.6ql 截面抗剪强度必须满足: T = 3Q/2bh < [T] 其中最大剪力: Q = 0.6×25.394×0.450 = 6.856 kN; 截面抗剪强度计算值 T = 3×6856.380/(2×80.000×100.000) = 1.286 N/mm2; 截面抗剪强度设计值 [T] = 1.300 N/mm2; 木方的抗剪强度计算满足要求! (5). 木方挠度计算: 最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下: 最大变形 V= 0.677×21.162×450.0004 /(100×9500.000×666.667×103)=0.093 mm; 木方的最大挠度小于 450.0/250,满足要求! 3.梁底纵向钢管计算 纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。 4.扣件抗滑移的计算: 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0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN 。 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12.80 kN;    R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 梁混凝土钢筋等荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆,无需计算。 5.立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 其中 N -- 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力: N1 =11.427 kN; 脚手架钢管的自重: N2 = 1.2×0.129×6.000=0.930 kN; N =11.427+0.930=12.357 kN; φ-- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到; i -- 计算立杆的截面回转半径 (cm):i = 1.58; A -- 立杆净截面面积 (cm2): A = 4.89; W -- 立杆净截面抵抗矩(cm3):W = 5.08; σ -- 钢管立杆抗压强度计算值 ( N/mm2); [f] -- 钢管立杆抗压强度设计值:[f] =205.00 N/mm2; lo -- 计算长度 (m); 如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式(1)或(2)计算 lo = k1uh (1) lo = (h+2a) (2) k1 -- 计算长度附加系数,按照表1取值为:1.167 ; u -- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3,u =1.700; a -- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度:a =0.300 m; 公式(1)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1uh = 1.167×1.700×1.500 = 2.976 m; Lo/i = 2975.850 / 15.800 = 188.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.203 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=12356.820/(0.203×489.000) = 124.481 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 124.481 N/mm2 小于 [f] = 205.00满足要求! 立杆计算长度 Lo = h+2a = 1.500+0.300×2 = 2.100 m; Lo/i = 2100.000 / 15.800 = 133.000 ; 公式(2)的计算结果: 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.381 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=12356.820/(0.381×489.000) = 66.324 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 66.324 N/mm2 小于 [f] = 205.00满足要求! 如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 lo = k1k2(h+2a) (3) k2 -- 计算长度附加系数,h+2a = 2.100 按照表2取值1.007 ; 公式(3)的计算结果: 立杆计算长度 Lo = k1k2(h+2a) = 1.167×1.007×(1.500+0.300×2) = 2.468 m; Lo/i = 2467.855 / 15.800 = 156.000 ; 由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.287 ; 钢管立杆受压强度计算值 ;σ=12356.820/(0.287×489.000) = 88.047 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 88.047 N/mm2 小于 [f] = 205.00满足要求! 模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。 以上表参照 杜荣军:《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》 6.梁模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]: 除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外,还要考虑以下内容 (1).模板支架的构造要求: a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆; b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆,确保两方向足够的设计刚度; c.梁和楼板荷载相差较大时,可以采用不同的立杆间距,但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。 (2).立杆步距的设计: a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时,可以采用等步距设置; b.当中部有加强层或支架很高,轴力沿高度分布变化较大,可采用下小上大的变步距设置,但变化不要过多; c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜,不宜超过1.5m。 (3).整体性构造层的设计: a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需要设置整体性单或双水平加强层; b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3; c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置,四周和中部每10--15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层; d.在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。 (4).剪刀撑的设计: a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑; b.中部可根据需要并依构架框格的大小,每隔10--15m设置。 (5).顶部支撑点的设计: a.最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm; b.顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜大于200mm; c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载N≤12kN时,可用双扣件;大于12k时应用顶托方式。 (6).支撑架搭设的要求: a.严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的
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