资源描述
丹尼斯陈砦商业综合体项目
外墙脚手架专题施工方案
编 制
审 核
审 批
郑州市第一建筑工程集团
6月
目 录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
三、施工布署 1
四、脚手架结构及结构要求 4
五、施工步骤及关键点 8
六、脚手架拆除 10
七、质量确保方法 10
八、安全管理方法 13
九、计算书 15
一、编制依据
1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)(修订)
1.2相关施工图纸
二、工程概况
2.1工程建设概况
工程名称:丹尼斯陈砦商业综合体项目
建设地点: 河南省郑州市金水区国基路和小铺北路交叉口
主楼概况:1#楼地上22层,2#楼地上18层,3#楼地上26层。
建设单位:郑州顺德置业
施工总承包:郑州市第一建筑工程有限责任企业
质量目标:达成国家规范
安全目标:河南省安全文明工地
2.2工程概况
本工程车库地下三层。裙房地上五层,建筑高度27.07米。1#楼地上22层,建筑高度99.470米。2#楼地上18层,建筑高度94.24米。3#楼地上26层,建筑高度99.470m。车库及裙房采取框架结构,1#楼采取框架关键筒结构,2#楼、3#楼采取框架剪力墙结构。本工程抗震设防烈度为7度,主楼抗震等级为二级,车库及裙房抗震等级为一级。
三、施工布署
3.1总体思绪
依据本工程特点、文明安全样板工地和周围环境等相关要求,本工程1#楼6层~22层、2#楼6层~18层采取外爬架,1#楼1层~5层、2#楼1层~5层、3#楼1层~5层、裙房1层~5层采取封闭落地式双排扣件式钢管脚手架,3#楼6层~26层采取型钢悬挑扣件式钢管脚手架。
双排架体横距为0.9m,纵距为1.5 m,水平杆步距为1.8 m;脚手架内排立杆离墙距离0.3米,小横杆间距1.5米;大小横杆部署方法:小横杆在大横杆上面;连墙件方法:扣件连接,二步三跨,定位点可采取预埋短钢管。
3.2材料准备
关键材料:φ48×3.5mm钢管、十字扣、转角扣、接头扣、200~250×50mm板材、16号工字钢、ф16(6×19)钢丝绳、所用多种颜色油漆、脚手板、安全网(大眼网、密目网)、安全绳、铁丝、防锈漆、底座等。
(1) 钢管:钢管采取外径48mm、壁厚3.5mm焊接钢管,钢管材质使用力学性适中、稳定Q235钢,其材质应符合《碳素钢结构》(GB707-88)对应要求。用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆长度宜为4-6m,便于人工操作。
钢管严禁使用有显著变形、裂纹、压扁和锈蚀钢管。
钢管要有产品质量合格证。
(2) 扣件:扣件应采取GB978-67《可锻铸铁分类及技术条件》要求,应和钢管管径相配合、机械性能不低于KT-33-8可锻铸铁制造,扣件附件要用材料应符合GB707-88《碳素结构钢》中Q235钢要求,螺纹均应符合GB196-81《一般螺纹》要求。
扣件活动部位应灵活转动,加紧钢管时,开口处最小距离应大于5mm。
旧扣件应进行质量检验,有裂纹、气孔、变形严禁使用,出现滑丝螺栓必需更换。
扣件表面应做防锈处理。
(3) 安全网:安全网采取经国家指定监督检验部门监定许可生产厂家产品,同时含有监督部门批量验证和工厂检验合格证。安全网力学性能应符合GB5725-85《安全网力学性能试验方法》要求。
钢丝网网孔:10×10×1.8 大眼网网孔:60×60
(4) 工字钢:工字钢截面高度大于160mm,锚固型钢用U型HRB335直径18mm圆钢固定,U型钢筋拉环和型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧。每个型钢悬挑梁外端应设置钢丝绳和上一层建筑结构斜拉结。
(5)其它辅助材料:用于帮扎、连接、维护和固定等作用其它材料,如镀锌铁丝、密目安全网、立杆下部垫板等全部必需符合对应国家标准或行业标准要求,以确保施工正常使用和安全可靠性。搭设前对进场脚手架杆件或配件进场前必需经过验收,办理验收手续后合格方可用于工程使用。
(6)施工工具:安全带、套筒扳子、活口扳子、脚手板、铁丝、螺纹12mm短钢筋等。
(7)全部架子工必需持证上岗
(8)脚手架搭设和拆除和安全管理必需严格根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-规范进行。
3.3技术准备
各级责任人应按本脚手架设计方案中相关要求逐层对管理人员和全部施工人员进行技术交底。
3.4现场准备
场地清理洁净,基底应平整扎实且不应有积水。
3.5人员准备
3.5.1脚手架搭设人员必需是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考评管理规则》考试合格专业架子工。上岗人员应定时体检,合格者方可上岗作业。
3.5.2脚手架搭设人员必需戴安全帽、安全带,穿防滑鞋等。
四、脚手架结构及结构要求
4.1脚手架组成
外脚手架由下列材料组成:立杆、纵向水平杆、横向水平杆、扣件(直角扣件、对接扣件、旋转扣件)、脚手板、剪刀撑、横向支撑、连墙(柱)件、扫地杆、底座、垫板、悬挑梁、斜拉钢丝绳等。
4.2构架尺寸等要求
4.2.1本工程采取落地双排扣件式钢管脚手架和型钢悬挑扣件式钢管脚手架相结合形式,大横杆步距为1800mm,脚手架立杆横距为900mm,最外侧设剪刀撑,脚手架里排立杆距结构外皮为300mm,立杆底部设置扫地杆,扫地杆距地200mm。立杆搭接时搭接长度Ld≥1m,不少于两个旋转扣件扣牢,扣件外边缘到杆件端距离大于100mm。
4.3连墙点设置
4.3.1连墙(柱)点应均匀部署,连墙(柱)点竖向间距为4m(但必需确保每层全部有连墙件),水平间距为小于4.5m。
4.3.2拉接点连接方法
4.3.3用钢管、扣件和剪力墙或混凝土柱做好刚性连接。
4.3.4首层内外脚手架同时搭设,并经过横杆连在一起。
4.3.5连墙(柱)杆和斜杆应尽可能靠近主节点(立杆和水平杆交接位置),连接点中心至主节点距离不应大于300mm。
4.4剪刀撑设置
4.4.1外脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑,剪刀撑采取单杆;杆件之间连接采取搭接。
4.4.2剪刀撑应从外侧立面两端每4--6根立柱从下到上连续设置,剪刀撑斜杆和水平杆夹角在450—600之间,剪刀撑水平投影长度不应小于5根(宽度大于6m)。
4.4.3剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在和之相交立杆或小横杆伸出端上,旋转扣件中心线至主节点距离不应大于150mm。
4.5杆件连接和结构要求
4.5.1脚手架上下相邻水平杆、左右相邻立杆接头要相互错开,并置予不一样框架内,具体要求以下:
立杆:立杆在搭设时采取对接,立杆上对接扣件应交错部署;相邻立杆接头位置应错开部署在不一样步距内,和相邻大横杆距离不宜大于步距三分之一。立杆垂直偏差小于架高1/200,小于50mm。立杆和大横杆必需用直角扣件扣紧,不得隔步设置或遗漏。
大横杆:脚手架大横杆应设置在立杆内侧,大横杆接头形式采取对接。上、下大横杆接头位置应交错部署在不一样立杆纵距中和相邻立杆距离小于纵距三分之一。同一排大横杆水平偏差小于该片脚手架总长度1/250,且小于50mm。
小横杆:小横杆设于大横杆之上,在各立柱和大横杆交接处必需设置一根小横杆,并采取扣件和大横杆扣紧。在相邻立杆之间依据需要加设一根或两根小横杆(依据支承脚手板需要等间距设置)。
4.5.2在脚手架立杆底端之上200mm各设纵横扫地杆一道,并和立杆连接牢靠。
4.5.3搭接杆件搭接长度:扣件式钢管脚手架杆件搭接长度≥1000mm,应等间距 设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接杆端距离不应小于100mm。
4.5.4杆件连接处端头伸出长度大于100mm,且不应大于150mm。
4.6 U形钢筋拉环结构
悬挑梁固定端应采取3 个U 型钢筋拉环或锚固螺栓和建筑结构梁板固定,U 型钢筋拉环或锚固螺栓应预埋至混凝土梁、板底层钢筋位置,锚固长度大于12cm,并应和混凝土梁、板底层钢筋焊接或绑扎牢靠,并满足其锚固长度,对于板厚小于12cm位置应采取对应方法。
悬挑梁锚固做法
悬挑梁楼面结构
4.7悬挑型钢设置
悬挑型钢选择4米长工字钢,其中锚固长度为2.5米,依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)要求。型钢锚固长度L2应大于外挑尺寸L11.25倍,即L2>=1.25L1;
以尺寸为3.8m型钢为例计算:L1+L2=4;L2>=1.25L1;则L1<=1.78,取外挑尺寸L1=1.3符合规范要求。(以下图)
五、施工步骤及关键点
5.1施工步骤
落地双排架:地基处理→放线→铺设垫板→放置纵向扫地杆→立柱→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙杆(或加抛撑)→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……
悬挑双排架:预埋U形环→固定水平外挑杆→立柱(斜立柱)→第一步纵向水平杆→第二步横向水平杆(连墙杆)→第二步纵向水平杆→第三步横向水平杆……
5.2施工关键点
5.2.1放线应按脚手架柱距、排距要求进行放线、定位。垫板、底座应正确放在定位线上。垫板必需铺放平稳,不得悬空。
5.2.2相邻立柱对接扣件不得在同一步距内。
5.2.3开始搭设置柱时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可依据情况拆除。
5.2.4当搭至有连墙件结构层时,搭设完该处立柱、纵向水平杆、横水平杆后,应立即设置连墙件。
5.2.5立杆接长除顶层顶步外,其它各层各步接头必需采取对接扣件连接;立杆顶端宜高出女儿墙上顶1.5m。
5.2.6封闭型脚手架同一步纵向水平杆四面必需用直角扣件和内、外角柱固定。
5.2.7双排脚手架横向水平杆靠主体结构一端至装修面距离不宜大于100mm。
5.2.8各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。
5.2.9剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同时搭设。
5.2.10当脚手架施工操作层高出连墙件二步时,应采取临时稳定方法,直到上一层连墙件搭设完后方可依据情况拆除。
5.2.11扣件规格(φ48mm)必需和钢管外径相同。
5.2.12对接扣件开口应朝上或朝内。
5.2.13脚手板应铺满、铺稳、靠墙一侧离墙面距离不应大于150mm。
5.2.14脚手板探头应采取直径3.2mm(10#)镀锌铁丝固定在支撑杆上。
5.2.15脚手板两端应用10#镀锌铁丝和小横杆绑牢,探头长度不能大于150mm。
5.2.16挡脚板应搭设在外立柱内侧。
5.2.17挡脚板高度不应小于200mm。
5.2.18垂直安全网:双排脚手架最外排立杆内侧满挂合格全新密目安全网围护,安全网应封严且和外脚手架绑扎牢靠。
5.2.19水平安全网:每层应设水平安全网,安全网应固定在双排脚手架中间。要求网、绳合格无破损,生根要牢靠、紧绷、拼接严密。安全网外边缘要显著高于内边缘50~60cm。严禁使用密目安全网做水平网。
5.2.20架子立杆、横杆刷黄色油漆;剪刀撑、转角处立杆刷绿色油漆。
六、脚手架拆除
6.1拆除前准备工作
6.1.1全方面检验脚手架扣件连接、连墙杆、支撑体系是否符合安全要求。
6.1.2依据检验结果,经主管部门同意后方可实施。
6.1.3拆除安全技术方法应由工程安全责任人逐层进行安全技术交底。
6.1.4清除脚手架上杂物及地面障碍物。
6.1.5脚手架周围应部署警戒线。
6.2拆除技术要求
6.2.1拆除次序应逐层由上而下进行,严禁上下同时作业。
6.2.2全部连墙件应随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架;分段拆除高差不应大于2步,假如高差大于2步,应增设连墙件加固。
6.2.3当脚手架拆至下部最终一根长钢管高度(约6.5m或后四步)时,应先在合适位置搭临时抛撑加固,后拆连墙件。
6.3料具存放
6.3.1各构配件必需立即分段集中运至地面,严禁抛扔。
6.3.2运至地面构配件应按要求立即检验、整修和保养,并按品种规格随时码堆存放,置于干燥通风处,预防锈蚀。
七、质量确保方法
7.1技术交底
在脚手架施工前,由技术部、工程部对施工作业人员进行具体技术交底,明确施工方法、施工次序、施工安全注意事项,并办理书面交底手续,未经交底人员严禁上岗作业。尤其对架子工建立挂牌制度,并建立现场考评制度,对考评不合格者重新培训,并对其已完成工作进行全方面检验。
7.2模板支架使用材料验收
对使用型钢、钢管、扣件、托撑、安全网等进行验收,验收分两个阶段。
验收各配件材质汇报。
现场验收材料质量,并做统计。
7.3 对脚手架相关步骤进行验收
脚手架必需进行专业验收。
对方案进行内部审批。
对方案进行教授审查。
由工程项目责任人组织安全部、工程部、技术部、施工作业队长等相关专业人员进行验收。
合格后报监理工程师验收。
7.4材料检验和验收
7.4.1构配件检验和验收
检验钢管、型钢产品质量合格证
检验进场质量检测汇报
检验进场质量检验统计
检验钢管外观:平直、光滑,无裂痕、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深划道。
检验钢管外径、壁厚、端面等偏差满足规范要求。
检验钢管表面锈蚀深度满足规范要求。
检验扣件生产许可证、法定检测单位检测汇报和产品合格证。
检验扣件进场抽样检测汇报
检验扣件实体质量,不得有裂痕、变形,螺栓不得有滑丝。
检验型钢、钢丝绳实体质量,不得锈蚀严重,兜绳钩不得有脱焊。
脚手架搭设技术要求许可偏差和检验方法
项次
项目
技术要求
许可偏差(mm)
检验方法和工具
1
地基
基础
表面
坚实平整
-
观察
排水
不积水
垫板
不晃动
底座
不滑动
不沉降
-10
2
立
杆
垂
直
度
搭设中检验偏差高度(m)
总高度
用经纬仪或吊线和卷尺(中间档次用插入法)
30m
20m
10m
H=2
H=10
H=20
H=30
±7
±33
±66
±100
±7
±66
±100
±7
±100
3
间距
步距
纵距
横距
-
±20
±50
±20
钢板尺
4
双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差
外伸500mm
-50
钢板尺
5
纵向水平杆高差
一根杆两端
-
±20
水平仪或水平尺
同跨内两根纵向水平杆高差
-
±10
6
扣
件
安
装
主节点处各扣件中心点相互距离
a≤150mm
-
钢板尺
同时立杆上两个相隔对接扣件高差
a≥500mm
-
钢卷尺
立杆上对接扣件至主节点距离
a≤h/3
-
钢卷尺
纵向水平杆上对接扣件至主节点距离
a≤la/3
-
钢卷尺
扣件螺栓拧紧扭力矩
40~65Nm
-
扭力扳手
7
剪刀撑斜杆和地面倾角
45°~60°
-
角尺
8
脚手板外伸长
度
对接
a=130~150mm
l≤300mm
-
卷尺
搭接
A≥100mm
l≥200mm
卷尺
八、安全管理方法
8.1操作层上施工荷载每平方米300Kg,不得超载。不得将模板支撑、缆风绳、泵送砼及砂浆运输管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂超重设备。
8.2六级或六级以上大风和雾、雪天应停止脚手架作业,雨、雪后上架操作应有防滑方法,应扫除积雪。
8.3应设专员负责对脚手架进行常常检验和维修。
8.4在大雨或六级以上大风后必需对脚手架进行检验。
8.5各节点处诸杆件安装,连墙件、支撑、门洞口结构是否符合设计要求。8.6地基是否积水,底座是否松动,立柱是否悬空。
8.7扣件螺栓是否松动。
8.8安全防护方法是否符合要求。
8.9脚手架使用期间严禁任意拆除下列杆件:
(1) 主节点处纵、横向扫地杆;
(2) 连墙件;
(3) 支撑;
(4) 栏杆、挡脚板。
8.10严禁任意在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,不然应采取安全方法,并报主管部门同意。
8.11搭设双排脚手架外排钢管内侧满挂密目安全网,以防坠物伤人。
8.12在脚手架上进行电、气焊作业时,必需有防火方法和专员看管。
8.13工地临时用电线路架设及脚手架接地,避雷方法等应按国家要求标准《施工现场临时用电安全技术规范》相关要求实施。
8.14拆除脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专员看管,严禁一切非操作人员入内。
8.15脚手架防雷方法
(1)避雷针可用直径25~32mm,壁厚大于3mm镀锌钢管或直径大于12mm镀锌钢筋制作,设在房屋四角脚手架立杆上,高度大于1m,并将全部最上层大横杆全部接通,形成避雷网络。
(2)接地线可采取直径大于8mm圆钢或厚度大于4mm扁钢,接地线连接应确保接触可靠。
(3)在施工期间遇有雷雨时,脚手架上操作人员应立即离开。
九、计算书
计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)
《建筑结构荷载规范》(GB 50009-)
《钢结构设计规范》(GB 50017-)等规范编制。
(一)参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 18米,立杆采取单立杆;
搭设尺寸为:立杆纵距为 1.5米,立杆横距为0.9米,立杆步距为1.8 米;
内排架距离墙长度为0.30米;
小横杆在上,搭接在大横杆上小横杆根数为 2 根;
脚手架沿墙纵向长度为 150 米;
采取钢管类型为 Φ48×2.8;
横杆和立杆连接方法为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 0.80;
连墙件部署取两步两跨,竖向间距 3.6 米,水平间距3 米,采取扣件连接;
连墙件连接方法为双扣件连接;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;
同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处河南省新郑市,查荷载规范基础风压为0.450,风荷载高度改变系数μz为0.740,风荷载体型系数μs为0.645;
计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受结构自重荷载标准值(kN/m2):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;
安全设施和安全网自重标准值(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:栏杆、竹笆片脚手板挡板;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采取16a号槽钢,其中建筑物外悬挑段长度1.5米,建筑物内锚固段长度 2.3 米。
和楼板连接螺栓直径(mm):20.00;
楼板混凝土标号:C35;
6.拉绳和支杆参数
支撑数量为:1;
钢丝绳安全系数为:8.000;
钢丝绳和墙距离为(m):3.000;
悬挑水平钢梁采取钢丝绳和建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。
(二)小横杆计算:
小横杆根据简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。
根据小横杆上面脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板荷载标准值: P2= 0.3×1.5/3=0.15 kN/m ;
活荷载标准值: Q=2×1.5/3=1 kN/m;
荷载计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.15+1.4×1 = 1.626 kN/m;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下弯矩,
计算公式以下:
最大弯矩 Mqmax =1.626×0.92/8 = 0.165 kN.m;
最大应力计算值 σ = Mqmax/W =32.41 N/mm2;
小横杆最大弯曲应力 σ =32.41 N/mm2 小于 小横杆抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下挠度
荷载标准值q=0.038+0.15+1 = 1.188 kN/m ;
最大挠度 V = 5.0×1.188×9004/(384×2.06×105×121900)=0.404 mm;
小横杆最大挠度 0.404 mm 小于 小横杆最大许可挠度 900 / 150=6 和10 mm,满足要求!
(三)大横杆计算:
大横杆根据三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。
1.荷载值计算
小横杆自重标准值: P1= 0.038×0.9=0.035 kN;
脚手板荷载标准值: P2= 0.3×0.9×1.5/3=0.135 kN;
活荷载标准值: Q= 2×0.9×1.5/3=0.9 kN;
荷载设计值: P=(1.2×0.035+1.2×0.135+1.4×0.9)/2=0.732 kN;
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载和小横杆传输荷载设计值最不利分配弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式以下:
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.732×1.5= 0.293 kN.m;
M = M1max + M2max = 0.007+0.293=0.3 kN.m
最大应力计算值 σ = 0.3×106/5080=59.05 N/mm2
大横杆最大应力计算值 σ = 59.05 N/mm2 小于 大横杆抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载和小横杆传输荷载设计值最不利分配挠度和,单位:mm
均布荷载最大挠度计算公式以下:
大横杆自重均布荷载引发最大挠度:
Vmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm;
集中荷载最大挠度计算公式以下:
集中荷载标准值最不利分配引发最大挠度:
小横杆传输荷载 P=(0.035+0.135+0.9)/2=0.535kN
V= 1.883×0.535×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 1.353 mm;
最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+1.353=1.406 mm;
大横杆最大挠度 1.406 mm 小于 大横杆最大许可挠度 1500 / 150=10和10 mm,满足要求!
(四)扣件抗滑力计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,根据扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
纵向或横向水平杆和立杆连接时,扣件抗滑承载力根据下式计算(规范5.2.5):
R ≤ Rc
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值;
小横杆自重标准值: P1 = 0.038×0.9×2/2=0.035 kN;
大横杆自重标准值: P2 = 0.038×1.5=0.058 kN;
脚手板自重标准值: P3 = 0.3×0.9×1.5/2=0.202 kN;
活荷载标准值: Q = 2×0.9×1.5 /2 = 1.35 kN;
荷载设计值: R=1.2×(0.035+0.058+0.202)+1.4×1.35=2.244 kN;
R < 6.40 kN,单扣件抗滑承载力设计计算满足要求!
(五)脚手架立杆荷载计算:
作用于脚手架荷载包含静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包含以下内容:
(1)每米立杆承受结构自重标准值(kN),为0.1248
NG1 = [0.1248+(0.90×2/2)×0.038/1.80]×17.40 = 2.506;
(2)脚手板自重标准值(kN/m2);采取竹笆片脚手板,标准值为0.3
NG2= 0.3×6×1.5×(0.9+0.3)/2 = 1.62 kN;
(3)栏杆和挡脚手板自重标准值(kN/m);采取栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15
NG3 = 0.15×6×1.5/2 = 0.675 kN;
(4)吊挂安全设施荷载,包含安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.005×1.5×17.4 = 0.13 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.931 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值
NQ= 2×0.9×1.5×2/2 = 2.7 kN;
风荷载标准值根据以下公式计算
其中 Wo -- 基础风压(kN/m2),根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-)要求采取:
Wo = 0.45 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度改变系数,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-)要求采取:
Uz= 0.74 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.645;
经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.45×0.74×0.645 = 0.15 kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG+1.4NQ= 1.2×4.931+ 1.4×2.7= 9.697 kN;
考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.931+ 0.85×1.4×2.7= 9.13 kN;
风荷载设计值产生立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.15×1.5×
1.82/10 = 0.087 kN.m;
(六)立杆稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式为:
立杆轴向压力设计值 :N = 9.697 kN;
计算立杆截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参考《扣件式规范》表5.3.3得 :k = 1.155 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参考《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m;
长细比 Lo/i = 197 ;
轴心受压立杆稳定系数φ,由长细比 lo/i 计算结果查表得到 :φ= 0.186 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵御矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
σ = 9697/(0.186×489)=106.618 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 106.618 N/mm2 小于 立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式
立杆轴心压力设计值 :N = 9.130 kN;
计算立杆截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参考《扣件式规范》表5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参考《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 = 197 ;
轴心受压立杆稳定系数φ,由长细比 lo/i 结果查表得到 :φ= 0.186
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵御矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
σ = 9130.32/(0.186×489)+86953.13/5080 = 117.501 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 117.501 N/mm2 小于 立杆抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
(七)连墙件计算:
连墙件轴向力设计值应根据下式计算:
Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.15 kN/m2;
每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧迎风面积 Aw = 10.8 m2;
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生轴向力(kN), N0= 5.000 kN;
风荷载产生连墙件轴向力设计值(kN),根据下式计算:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 2.273 kN;
连墙件轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.273 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆稳定系数;
由长细比 l0/i = 300/15.8结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.89×10-4×205×103 = 95.133 kN;
Nl = 7.273 < Nf = 95.133,连墙件设计计算满足要求!
连墙件采取双扣件和墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 7.273小于双扣件抗滑力 12.8 kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
(八)悬挑梁受力计算:
悬挑脚手架水平钢梁根据带悬臂连续梁计算。
悬臂部分受脚手架荷载N作用,里端B为和楼板锚固点,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300mm,支拉斜杆支点距离墙体为 1200mm,
水平支撑梁截面惯性矩I = 866.2 cm4,截面抵御矩W = 108.3 cm3,截面积A = 21.95 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×4.931 +1.4×2.7 = 9.697 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.95×0.0001×78.5 = 0.207 kN/m;
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
各支座对支撑梁支撑反力由左至右分别为
R[1] = 11.686 kN;
R[2] = 8.585 kN;
R[3] = -0.091 kN。
最大弯矩 Mmax= 1.641 kN.m;
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 1.641×106 /( 1.05 ×108300 )+
0×103 / 2195 = 14.429 N/mm2;
水平支撑梁最大应力计算值 14.429 N/mm2 小于 水平支撑梁抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
(九)悬挑梁整体稳定性计算:
水平钢梁采取16a号槽钢,计算公式以下
其中φb -- 均匀弯曲受弯构件整体稳定系数,根据下式计算:
φb = 570 ×10×63× 235 /( 1200×160×235) = 1.87
因为φb大于0.6,查《钢结构设计规范》(GB50017-)附表B,得到 φb值为0.919。
经过计算得到最大应力 σ = 1.641×106 /( 0.919×108300 )= 16.482 N/mm2;
水平钢梁稳定性计算 σ = 16.482 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
(十)拉绳受力计算:
水平钢梁轴力RAH和拉钢绳轴力RUi根据下面计算
其中RUicosθi为钢绳 拉力对水平杆产生轴压力。
各支点支撑力 RCi=RUisinθi
根据以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=12.586 kN;
(十一)拉绳强度计算:
钢丝拉绳(支杆)内力计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU均取最大值进行计算,为
RU=12.586 kN
假如上面采取钢丝绳,钢丝绳许可拉力根据下式计算:
其中[Fg]-- 钢丝绳许可拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳钢丝破断拉力总和(kN),
计算中能够近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
α -- 钢丝绳之间荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8;
K -- 钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取12.586kN,α=0.82,K=8,得到:
经计算,钢丝绳最小直径必需大于16mm才能满足要求!
钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU最大值进行计算作为拉环拉力N,为
N=RU=12.586kN
钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算公式为
其中 [f] 为拉环受力单肢抗剪强度,取[f] = 125N/mm2;
所需要钢丝拉绳(斜拉杆)拉环最小直径 D=(1258.602×4/3.142×125) 1/2 =12mm;
(十二)锚固段和楼板连接计算:
1.水平钢梁和楼板压点假如采取钢筋拉环,拉环强度计算以下:
水平钢梁和楼板压点拉环受力 R=0.091 kN;
水平钢梁和楼板压点拉环强度计算公式为:
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,根据《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm2;
所需要水平钢梁和楼板压点拉环最小直径 D=[90.73×4/(3.142×50×2)]1/2 =1.075 mm;
水平钢梁和楼板压点拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要确保两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁和楼板压点假如采取螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算以下:
锚固深度计算公式:
其中 N -- 锚固力,即作用于楼板螺栓轴向拉力,N = 0.091kN;
d --
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