资源描述
脚手架施工方案
一、编制依据 表1-1
序号
依 据 名 称
编 号
备 注
1
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
JGJ130-2001
行业标准
2
建筑施工安全检查标准
JGJ59-99
行业标准
3
建筑施工高处作业安全技术规范
JGJ80-91
行业标准
4
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
国家标准
5
建筑与结构施工图纸
二、工程概况
长沙**一期工程A组团总建筑面积155925平方米,共由10栋住宅楼组成,为全现浇钢筋混凝土剪力墙结构,地下车库及商业裙房为框架剪力墙结构。基础形式为筏板基础。住宅楼抗震等级为三级,地下车库及商业裙房抗震等级为三级。住宅楼及车库均为地下一层,住宅楼地上18-19层。
本工程114#、117#、119、120#楼±0.00相当于绝对标高65.45米,建筑层数19层,113#、112、115#楼±0.00相当于绝对标高68.45米,建筑层数19、18、18层,118#、121#楼±0.00相当于绝对标高66.70米,建筑层数18层,116#楼±0.00相当于绝对标高66.70米,建筑层数19层,基础埋深-8.05 m、-4.05 m、,均为筏板基础,基坑实际开挖度为4.5m左右。
三、工程特点
本工程外观设计南北两立面,悬挑式阳台和装饰悬挑板构件较多。
四、脚手架搭设总体方案
4.1 总体方案
本工程所有住宅楼(119#楼、118#楼、121#楼除外)从首层至12层采用落地式双排单立杆钢管脚手架,114#、117#、120#楼立杆生根于车库顶板(117#楼东侧、120#楼南侧立杆立于回填土上、13-19采用工字钢悬挑钢管脚手架),其余楼号立杆均立于回填土上;13-18(19)层采用工字钢悬挑式脚手架。119楼4-11层,12-10层;118#楼、121#楼3-10层、11-18层采用悬挑脚手架。
室外回填需在防水卷材完成后才可进行,为保证施工进度,可在一层或二层平面开始搭设临时钢管挑架(板上预埋12圆钢),搭设高度1-2层,待回填土完成后,外架立杆全部落地,架体底部回填土必须夯实,架体底部采用5cm厚C15混凝土硬化,在架体中部设置排水沟,保证架体底部不积水,不下沉。
4.2 外架搭设基本参数
项目
立杆横距()
立杆纵距()
步距()
连墙设置
备 注
间距(m)
0.9
1.5
1.8
二步三跨
内立杆距建筑物外墙300mm,阳台部位内立杆距阳台栏板300,飘窗板部位立杆可断开(立杆间距适当调整,尽量避开飘窗板设置),大横杆不断,立杆断开部位加斜撑加固,保证架体稳固性,斜向钢管加固做法同第9页图7.2。
立杆及大横杆刷橘黄色油漆,剪刀撑刷红白相间油漆。每层设置一道180mm高木挡脚板,挡脚板刷红白相间油漆。在立杆内侧满挂密目网,密目网采用10#铁丝与横杆绑扎牢固。架体内每隔3层设置一道水平兜网(兜网采用大眼网),内立杆与外墙之间300宽的空隙也采用大眼网封闭。架体外围在6层、12层各设置一道3m宽防坠挑网。
外侧大横杆步距中间加一根护身栏杆。
4.3悬挑架底座设置大样详见附图
五、施工程序
基坑底至首层为双排落地式钢管外架 →首层顶板浇筑完成后拆除地下外架 →回填土、脚手基础→搭设落地式双排脚手架→从13层(3/4层、10/11层)开始搭悬挑式外架 →拆悬挑式外架 → 拆落地式双排钢管外架
六、搭设材料
6.1 钢管
6.1.1 钢管规格及材质要求
钢管均采用φ48×3.5mm高频焊接钢管。其材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T-700)中Q235-A级钢的规定。
6.1.2 外观检查
钢管外观应平直光滑,没有裂缝、折痕、结疤、分层、严重锈蚀(内、外壁)和硬弯曲等现象。钢管必须涂有防锈漆。
新钢管应有产品质量合格证与质量检验报告;旧钢管当锈蚀深度超过规定值时不得使用。
6.1.3 钢管上严禁打孔。
6.2 扣件
6.2.1 材质
采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。
6.2.2 外观检查
扣件使用前应进行质量检查,有裂纹、变形、缺爪、螺栓断丝或滑丝的严禁使用必须更换。新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证;新、旧扣件均应进行防锈处理。
6.3 脚手板
均采用50mm厚、宽度不少于200mm的松木(或采用竹跳板),其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ5)中Ⅱ级材质的规定,不得使用腐朽的脚手板。新脚手板应有产品质量合格证;新、旧脚手板均应涂防锈漆。
6.4 安全网
6.4.1 平网
平网材质、网绳直径、网眼尺寸、断裂强度应符合现行标准《安全网》(GB5725-1997)的规定。
6.4.2 密目安全立网
密目安全立网的网目密度不低于2000目/100cm2,其技术要求应符合《密目式安全立网》(GB16909-1997)的规定
6.4.3 阻燃:安全网必须具有阻燃性,其续燃、阻燃时间均不超过4s。
6.5 、挑架底座材料
挑架底座采用16#工字钢,工字钢长度分别为3000mm(4500mm)、6000mm(阳台部位),工字钢端头在立杆部位焊接直径25高度不小于150的钢筋短头,防止立杆滑脱。工字钢与混凝土楼板采用圆钢20钢筋进行拉锚,固定点分别为外墙边向内250mm,1450mm。工字钢端头采用直径16mm的钢丝绳斜向拉结。
七、脚手架搭设
7.1 底座 (搭设方式见附图)
7.1.1 垫板定位:立杆应事先进行尺寸排列设计,使垫板准确地放在定位线上。
7.1.2 垫板长度:垫板宜采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm的木垫板。
7.1.3 二层(8层、15层)悬挑脚手架底座设计采用16#工字钢。
7.2 扫地杆设置
7.2.1 落地式脚手架均设纵、横向扫地杆。
7.2.2 纵向扫地杆距底座≯200mm。
7.2.3 横扫地杆的相对位置:横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
7.3 立杆
7.3.1 立杆接长: 除顶层、顶部可采用搭接外,其余各层各步距接头必须采用对接扣件连接。对接、搭接与搭设应符合下列规定:
7.3.1.1 立杆对接头位置:两根相邻立杆的对接接头不应设置在同一步内,同步内隔一根立杆的两个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大于步距的1/3。
7.3.1.2 立杆搭接:搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
7.3.2 顶层立杆:立杆顶端应高出屋面装饰墙1.5m。
7.3.3 立杆与抛撑:开始搭设立杆时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除。
7.3.4 立杆必须用钢管与墙可靠的连接(详见连墙件做法);立杆距墙 面,根据本工程实际情况为300㎜。
7.4 纵向水平杆 (大横杆)
7.4.1 搭设相对位置:纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不应小于3跨。
7.4.2 接长方法:纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。搭接长度≮1m,应等间距设置3个扣件,杆端距扣件盖板边缘≮100mm。
7.4.3 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500m;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
7.4.4 纵向水平杆搭设交圈:在封闭型脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈。
7.5 横向水平杆(小横杆)
7.5.1 与主节点关系:主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件固定在紧靠纵向水平杆上面的立杆上,且严禁拆除。
7.5.2 搭设位置:横向水平杆两端用直角扣件固定在纵向水平杆的上面。
7.5.3 靠墙一侧外伸长度:在双排脚手架中,横向水平杆靠墙一端的外伸长度不应大于立杆横距的0.4倍,且不大于500mm。横向水平杆杆端搭设离装饰面距离:宜≯100mm。
7.5.4 横向水平杆在主节点处,杆端伸出扣件边缘不应小于100mm。
7.6 连墙杆
7.6.1 距主节点距离:连墙杆宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm。
7.6.2,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙杆。如脚手架施工操作层高出二步时,应采取临时措施,直到上一层连墙杆搭设完后方可根据情况拆除。
7.6.3宜优先采用菱形布置,也可采用方形、矩形布置;应从底层第一步纵向水平杆处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其他可靠措施固定。连墙杆的垂直间距不应大于4米(两步)。
7.6.4 连墙杆布置的最大间距应符合下表的规定
连墙杆布置最大距离 表7-1
水平间距
竖向间距
每根连墙杆覆盖面积 (m2)
3La
3h
≤4.5×5.4 (m2)
注: h—步距,La—立杆纵距
7.6.5 连墙杆与墙的连接方法:在剪力墙上预埋φ63mm塑料管,连墙钢管一端
穿过预埋塑料管,紧靠墙的两面设置扣件;连杆另一端与架体的纵向水平杆或立杆相连接。或者在楼板上预埋钢管,也可采用抱墙拉结做法,做法见附图。本工程必须采用刚性连墙杆。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。节点做法详见下图:
刚性连接点做法2
7.6.6连墙件的构造要求
1)连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应下斜连接,不应采用上斜连接。
2)连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。
3)当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑。
7.7 脚手板
7.7.1 作业层的脚手板应铺满、铺稳,离开墙面≤150mm。
7.7.2 脚手板应设置在三根横向水平杆上。
7.7.3 脚手板接头。 脚手板的铺设可采用对接平铺或搭接铺设。对接铺设时,接头处必须设置两根横向水平杆,两杆间的距离≯300mm,脚手板外伸长度130~150mm;当采用搭接铺设时,接头必须支在横向水平杆上,搭接长度≥200mm,底部的板伸出横向水平杆的长度≥100mm。
7.7.4 在拐角、斜道平台口处的脚手板,应与横向水平杆可靠连接,防止滑动。
7.7.5 脚手板垂直铺设间距:规范规定,作业层及下一层满铺脚手板,。
7.7.6 脚手板探头应用10#铁丝的镀锌铁丝固定在支承杆上。
7.8 剪刀撑
7.8.1 双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。
7.8.2 剪刀撑的设置应符合下列规定:
7.8.2.1 高度在24m以上双排脚手架,应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。
7.8.2.2 每道剪刀撑宽度不应小于4跨,并不应大于6m,斜杆与地面的倾角宜在45º~60º之间。每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按下表规定:
剪刀撑跨越立杆的最多根数 表7-2
剪刀撑斜杆与地面的倾角
45º
50º
60º
剪刀撑跨越立杆的最多根数
7
6
5
7.8.2.3 剪刀撑杆的接长:剪刀撑接长采用搭接,搭接长度≮1m,用3个扣件连接,杆端距扣件盖板边缘≮100mm。
7.8.2.4 应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
7.8.2.5 剪刀撑从架体端部开始设置。
7.8.2.6 剪刀撑、横向斜撑搭设:应随立杆、纵向和横向水平杆同步搭设,各底层斜杆下端均必须支承在垫板上。
7.9 横向斜撑的设置
7.9.1 横向斜撑应在同一节间,由底至顶层呈之字型连续布置。
7.9.2 高度在24m以上的封闭式脚手架,除拐角应设置横向斜撑外,中间应每隔6跨设置一道。
7.10 门洞
7.10.1 双排脚手架门洞采用上升斜杆、平行弦杆桁架结构型式。本工程采用挑空一根立杆,斜杆与地面的倾角α应在45º~60º之间。门洞桁架的型式如下图示:
7.10.1.1 双排脚手架门洞处的空间桁架,除下弦平面外,应在其余5个平面内的图示节间设置一根斜腹杆, 详见右图示。
7.10.1.2 斜腹杆宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。
7.10.1.3 斜腹杆应采用通长杆件。
7.10.2 门洞桁架下的两侧立杆应为双立杆,副立杆高度应高于门洞1~2步。
7.10.3 门洞桁架中伸出的上下弦杆的杆件端头,均应增设一个防滑扣件,该扣件应紧靠主节点处的扣件。
7.11 扣件安装要求
7.11.1 扣件规格必须与钢管外径相匹配。
7.11.2 螺栓拧紧力矩不应小于40N·m,且不大于60 N·m。
7.11.3 在主节点固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。
7.11.4 对接扣件开口应朝上或朝内。
7.11.5 各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
7.12 栏杆与挡脚板的搭设
7.12.1 栏杆与挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。
7.12.2 上栏杆上皮高度应为1.5m(规范要求1.2米)。
7.12.3 中栏杆应居中设置。
7.12.4 挡脚板高度不应小于180mm。
7.13 安全网搭设
7.13.1 网材的合格性:新安全网必须有产品合格证书,旧网必须有允许使用的证明书或有合格的检验记录(现场承载力合格性试验)。
7.13.2 系结点:在每个系结点上,边绳应与支撑物(架)靠紧,并用一根独立的绳系连接,系结点沿网边均匀分布,其结点间的距离不大于750mm。系绳结点牢固又易解,受力后不会散脱为准。不得用铁丝代替系绳。
7.13.3 网与网的连接:多张网连接使用时,相邻部分应靠紧或重叠,连接系绳的材质与网绳相同。
7.13.4 架体上水平网的垂直间距:双排脚手架内水平兜网的垂直布置,与木脚手板每3步间隔设置,并在水平网上铺设密目网。
7.13.5 立网搭设:立网随脚手架及时搭设,立网底部必须与脚手架全部封严。
7.14.通道护头棚
各个楼号均搭设户头棚一个,均搭设在第一施工流水段的楼梯口处,通道宽2.8m,高3.0m,立杆间距为1.6m,水平杆间距为1.40m,纵向立杆下设扫地杆,立杆垫木为100×100mm通长木方,护头棚及安全通道顶棚为双层防护架,两层之间相隔60cm,每层防护架均满铺5cm厚4m长脚手板,顶棚及两侧满挂密目网。搭设长度不小于6m。
八、脚手架拆除
8.1 拆除脚手架前的准备工作
8.1.1 应全面检查脚手架的扣件连接、连墙杆、支撑体系等是否符合构造要求。
8.1.2 应根据检查结果补充施工方案中拆除规定和措施,经批准后方可实施。
8.1.3 应清除脚手架子上的其它材料、杂物及地面障碍物。
8.1.4 拆除架体上的临时用电线。
8.2 拆除脚手架时应遵守下列规定
8.2.1 拆除一般顺序:拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业。
8.2.2 拆连墙杆:连墙杆必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙杆整层或数层拆除后再拆脚手架。
8.2.3 分段拆除法:分段拆除高差不应大于2步。如高差大于2步时,应增设连墙杆加固。
8.2.4 拆下部最后一根立杆:当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5M)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固后,再拆除连墙杆。
8.2.5 分立面拆除法:当脚手架采取分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端,应按规定设置连墙杆和横向斜撑加固。
8.2.6 卸料:卸料时,各构配件严禁抛掷至地面,应使用绳索传递至地面。
九、脚手架检查与验收
对脚手架的检查与验收应严格遵照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)的要求进行。
9.1 构配件检查验收
构配件检查与验收主要内容 表9-1
钢 管
扣 件
脚 手 板
新 钢 管
旧 钢 管
新 扣 件
旧 扣 件
产品合格证、质检报告、外观、管径、壁厚。
锈蚀深度≤0.5MM,变形弯曲状况。
生产许可证、质量合格证、防锈。
外观检查,有裂缝、变形的严禁使用,有滑丝的螺栓必须更换。
宽≮200mm,厚不小于50mm,腐朽的不得使用。
9.2 脚手架检查验收
9.2.1 搭设阶段性检查与验收
脚手架阶段性检查与验收内容 表9-2
阶 段
初 次
中 间 验 收
顶 层
时 间
基础完工后及
脚手搭设前
每搭完10~13m高度后
每作业层
加荷前
遇有六级大风、
大雨后,冬季开冻后
达到设计高度后
9.2.2 在使用中应定期检查的项目
脚手架在使用中定期检查的项目 表9-3
项 目
杆 件
底 座
扣 件
架体位移
荷载
安全措施
内 容
杆件的设置和连接,连墙杆、支撑、门洞桁架等是否符合构造要求
底座是否松动,立杆是否悬空,
地基是否积水
扣件是否
短缺,螺丝
是否松动
立杆的沉降与垂直度是否超过规定
是否超载
安全防护措施是否符合要求
9.2.3 搭设的规范允许偏差
双排脚手架主要搭设的允许偏差(mm) 表9-4
序
号
内 容
项 目
技 术 要 求
允 许 偏 差
1
立杆垂直度
最 后 验 收
搭设高20-80 m
——
± 150
搭设中检查
偏差的高度
H = 2 m
——
± 7
H = 10 m
± 20
H = 20 m
± 40
H = 30 m
± 60
H = 40 m
± 80
H = 50 m
± 100
H = 60 m
± 120
2
间 距
步 距
——
± 20
纵 距
± 50
横 距
± 20
3
横向水平杆外伸长度
外 伸 500 mm
——
- 50
4
扣 件 安 装
主节点处各扣件中心相互距离
a≤150mm
——
同步立杆上两个相隔对接扣件的高差
≥500 mm
立杆上的对接扣件至主节点的距离
≤ h/3
纵向水平杆上的对接扣件至主节点距离
a≤L/3
扣件螺栓拧紧扭矩
40-60 N·M
5
脚手板外伸长度
见规范(JGJ130-2001)表8.2.4
第8项次
——
十、避雷接地
避雷带采用φ12镀锌圆钢连接,双面焊,焊接长度必须大于72mm,焊接处应使焊缝平整,饱满,并有足够的机械强度,不得有夹渣、咬口、裂纹、虚焊、气孔等缺陷;沿外架四角明设;接地装置充分利用自然接地体,利用建筑物柱的钢筋, 其总接电阻应不得大于 10欧姆。在上下层悬挑间隔处必须连接好,每次连接好必须经过安全员验收合格后方可使用。
十一、安全管理
11.1 持证上岗:脚手架搭设人员必须持证上岗,并定期体检合格。
11.2 安全保护用品:作业人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
11.3 架体合格后使用:脚手架的构配件质量与搭设质量,应检查验收合格后方准使用。
11.4 控制荷载:作业层上的活荷载不得超过2kN/m2。不得将模板支撑、缆风绳、砼泵送管等固定在脚手架上;严禁悬挂起重设备。
11.5 当有五级及五级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施,并应扫除积雪。
11.6 在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:
11.6.1 主节点处的纵、横向水平杆,纵、横扫地杆。
11.6.2 连墙杆。
11.7 不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取措施,并报安全部门批准。
11.8 在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守。
11.9用电线路在架体上时应有绝缘措施,不得乱拉乱拖。
11.10 脚手架接地、避雷措施等应符合用电技术规范。
11.11 安全网应按规定搭设和拆除。
11.11.1 使用前合格性检验:安全网搭设后,必须经专职安全员验收合格后方可使用。
11.11.2 使用期间的检查:对安全网使用期间进行定期与不定期的检查,主要查网绳是否有被解开、破损等现象。
11.11.3 清理:安全网内的杂物、垃圾等应及时清理干净。
11.12 搭拆脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作
人员入内。
十二、结构计算
本工程各楼号地上部位1-12层为落地外架。13-18(19)层为工字钢悬挑外架。
落地式脚手架搭设高度为33m,悬挑架的搭设高度为23.6m。悬挑脚手架现均按24m高架体进行计算。落地外架及悬挑脚手架架体荷载、立杆稳定性等参数一样,悬挑外架仅增加悬挑工字梁、拉绳、锚环等计算。
悬挑架架搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.50米,立杆的横距为0.900米,横杆的步距为1.80 米;内排架距离墙距离为0.30米;横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 0.80;连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.60 米,水平间距4.50 米。
悬挑架搭设尺寸同落地架,槽钢底座长度分别为3m、4.5m(一般墙面)、6m(阳台部位)。
(一)悬挑脚手架计算书
一、附图
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)(以下简称《扣规》)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.荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.150×0.900/(2+1)=0.045 kN/m ;
活荷载标准值: Q=3.000×0.900/(2+1)=0.900 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.045=0.1 kN/m;
活荷载的设计值: q2=1.4×0.900=1.260 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:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.1×1.5002+0.10×1.120×1.5002 =0.279 kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
M2max= -0.10×0.1×1.5002-0.117×1.120×1.5002 =-0.317 kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=M÷W = 0.317×106/5080.0=62.40 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ= 62.203 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 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:
其中:
静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.040=0.078 kN/m;
活荷载标准值: q2= Q =0.800 kN/m;
最大挠度计算值为:
V= 0.677×0.078×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×0.800×1500.04/(100×2.06×105×121900.0) = 1.702 mm;
大横杆的最大挠度 1.702 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 mm与10 mm,满足要求!
三、小横杆的计算:
根据《扣规》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= 0.038×1.500 = 0.057 kN;
脚手板的自重标准值:P2=0.150×0.9800×1.500/(2+1)=0.068 kN;
活荷载标准值:Q=3.000×0.900×1.500/(2+1) =1.35 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.057+0.068)+1.4 ×1.35 = 2.04 kN;
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 = 1.2×0.038×0.9002/8 = 0.0046 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax = 1.820×0.900/3 = 0.546 kN.m ;
最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.0046 + 0.546 = 0.551 kN.m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.551×106/5080.000=108.46 N/mm2 ;
小横杆的最大应力计算值 σ =96.325 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205.000 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:
Vqmax=5×0.038×900.04/(384×2.060×105×121900.000) = 0.013 mm ;
大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.057+0.068+1.35 = 1.475 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:
Vpmax = 1317.000×900.0×(3×900.02-4×900.02/9 ) /(72×2.060×105
×121900.0) = 1.36 mm;
最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.013 + 1.36 = 1.373 mm;
小横杆的最大挠度和 1.373 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900.000/150=6与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN; 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;
按《扣规》表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。(《扣规》并没有要求折减抗滑承载力,出于对安全的考虑,内部决定予以折减)
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(《扣规》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的竖向作用力设计值;
大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.500×2/2=0.057 kN;
小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×(0.900+0.1+0.2)/2=0.023 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.150×0.900×1.500/2=0.10 kN;
活荷载标准值: Q = 3.000×0.900×1.500 /2 = 2.03 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.057+0.023+0.1)+1.4×2.03=3.058 kN;
R < 6.40 kN,单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0.1248 (查《扣规》表A-1)
NG1 = 0.1248×24 = 2.995kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用木脚手板,标准值为0.15
NG2= 0.150×14×1.500×(0.900+0.3)/2 = 1.89 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.11
NG3 = 0.110×14×1.500/2 = 1.155 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.005×1.500×24 = 0.180 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.995+1.89+1.55+0.180 = 6.615 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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= 3.000×0.9800×1.500×2/2 = 4.05 kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),基本风压为 0.550 kN/m2;
-- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第7.2节的规定采用:按C类考虑 = 0.840 ;
( -- 风荷载体型系数:取值 1.128;
经计算得到,风荷载标准值
= 0.7×0.840×1.128×0.550 = 0.365 kN/m2;
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= 1.2×6.615+ 1.4×4.05= 13.608 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 = 1.2×6.615+ 0.85×1.4×4.05= 12.758 kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
= 0.850 ×1.4×0.365×1.500×1.8002/10
= 0.211 kN.m;
六、立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
(《扣规》5.3.1-1)
立杆的轴向压力设计值 :N =12.332 kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数按《扣规》第5.3.3条 :k = 1.155 ;
计算长度系数参照《扣规》表5.3.3取 :μ = 1.500 ;
计算长度 , lo = kμh = 1.155×1.500×1.800 = 3.119 m;
长细比 Lo/i = 311.9/1.58 = 197.000 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ, 由长细比查《扣规》附录C得到:φ= 0.186 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2;
= 12332.000/(0.186×489.000)=135.585 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 135.585 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
(《扣规》5.3.1-2)
立杆的轴心压力设计值 :N =11.576 kN;
= 11576.000/(0.186×489.000)+211000.000/5080.000 = 168.809 N/mm2;
考虑风荷载时,立杆稳定性计算 σ = 168.809 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 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 (《扣规》5.4.1)
风荷载标准值 (按顶标高70m查= 1.4)
= 0.7×1.4×1.128×0.550 = 0.608 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内,脚手架外侧的迎风面积
Aw = 1.8×2步×1.5×3跨 = 16.20 m2;
实际工作中连墙件垂直距离按层高,水平距离按立杆纵距的倍数,最多三跨,所以这里应按下式计算:
Aw = 2.95(层高)×1.5×3(跨) = 13.275 m2;
按《扣规》5.4.1条 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:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 1.4×0.608×13.275 = 11.30 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 16.3 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 = 300.000/15.800 = 18.99 的结果查表得到 φ=0.949,为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205.00 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.890×10-4×205.000×103 = 95.133 kN;
Nl = 16.3 < Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用单扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl =16.3kN 大于单扣件及双扣件的抗滑力,不满足要求!可采用双连杆。
八、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁是一个带悬臂的连续梁。出于安全的考虑,悬挑水平钢梁,既用锚环固定,同时又用钢丝绳斜拉保护。 在计算钢丝绳强度时, 不考虑型钢悬挑的作用;在验算悬挑型钢的强度时, 对于悬挑1.35m(一般墙面)、2.3m(阳台部位)均不考虑钢丝绳受力。
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,按悬挑2.3m长计算
(一)、悬挑lt=1.35m的计算
脚手架排距为lb=900mm,内排脚手架距离墙体la=300mm,锚固长度lm=3700mm,总长6m。
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00 cm4,截面抵抗矩W = 141.00 cm3,截面积A = 26.10 cm2 , 20.50 kg/m
受脚手架集中荷载 P = 13.608 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×0.205 = 0.246 kN/m;
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
最大弯矩
=13.608×0.300+13.608×1.00+0.5×0.246×1.152=17.853 kN.m
支座反力
=(17.853-0.5×0.246×3.72)/3.7=4.37 kN
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