永安市老年公寓井架专项施工设计方案.doc

永安市老年公寓井架专项施工设计方案312020年4月19日文档仅供参考 永安老年公寓井架专项施工方案 第一节 编制依据 JGJ88-1992 中国建筑工业出版社; JGJ59-99 中国建筑工业出版社; 另外参照本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。 第二节 工程概况 永安市爱心老年公寓工程;工程建设地点:永安市第四医院内(黄历村平顶山);属于框架结构;地上4层;建筑高度:15.06m;标准层层高:3.6m ;总建筑面积:7002.55平方米;总工期:240天。 本工程由永安市第四医院投资建设,泉州市市政园林古建筑设计院有限公司设计,永安市华宇建设工程有限责任公司组织施工。安装高度为21m,一次性安装安成。 井字架型号为: 第三节 安装方案1、施工前的准备工作:登高架设作业人员等特种作业人员,必须按照国家有关规定,经过专门的安全作业培训,并取得特种作业操作资格证书后,方可上岗作业。井架安装前应对安装人员进行安全技术的培训。对质量及安全防护要求详细交底。安装班组人员要有明确的分工,确定指挥人员,设置安全警戒区,挂设安全标志,并派监护人员排除作业障碍。根据设计建筑物高度核对安装高度。安装作业前检查的内容包括:a、钢结构的成套性和完好性;b、提升机构是否完整良好;c、电气设备是否安全可靠;d、基础位置和做法是否符合要求;e、附墙架连接埋件的位置是否正确和埋设牢靠;f、必备的各种安全装置是否具备和性能是否可靠。2、井字架安装:安装顺序:基础处理底座安装立杆横杆斜杆标准杆、连墙件顶部结构;安装井架地基要水平,按井架基础图要求施工;安装井架底架栓结,置于基础平面上,较正水平及方框四角90o,将底架与基础钢件焊牢;安装架体前,检查底架及基础的牢固。钢井架首节安装,将各条立杆连接在底座上,横杆、斜杆、道轨继而连接好,所有连接螺栓暂不拧紧,校正立杆垂直度,框架平面90o角校正,边校正边紧固连接螺栓,每个杆件螺栓应采用力矩板手扭紧牢固、可靠,不得松动;设置作业人员上下爬梯,操作前,应先铺好木枋,不得铺设探头板;第二节按第一节方法安装;架设前应在一定高度验收一次垂直度和四角90o,并填写验收表,垂直偏差控制在全高的1.5/1000以内;顶节安装要注意顶架滑轮与底架滑轮方向相同,注意上部的自由限定高度;在杆件向上安装时应及时安装好缆风绳,缆风绳对地角度一般以45o为宜,不应大于60o;安装过程安全技术设施:a、装作业下方10m范围内应设置警戒和危险标志,禁止行人经过。b、安装作业人员和指挥人员,必须持架设登高井架安装专项作业上岗证,每天早上应量血压,身体不适高处作业人员不准登高作业。c、作业人员必须戴安全帽,穿防滑鞋,系安全带,配工具袋。d、五级大风及其以上或大雨雷雨,必须停止高处作业。e、安装前应先检查杆件,配件是否符合质量要求,虚焊或脱焊、裂缝、变形等,不准使用。3、卷扬机的安装:卷扬机应安装在混凝土墩上,要求混凝土墩的最小体积不小于1.1m3,确保其重量在2600公斤以上,防止被向上拔起。卷扬机安装好后,应搭设防护棚保护,防止雨水淋湿电机及砂石掉入绳槽内造成钢绳拖槽。安装卷扬机应校正水平,保证卷扬机轮两侧面的垂直度误差在2mm内。制动器运转灵活,以确保制动可靠,制动时制动瓦应能紧贴在制动轮工作表面上;松闸时,两侧闸瓦应能同时离开制动轮表面,并确保其间隙控制在0.1-0.7mm范围内。4、控制电箱的安装:控制电箱应垂直安装在牢固的支柱上,并注意防水,用不小于6mm2 三线电缆接上电源,用控制按纽的三个接头接到箱内的三个相应的接线号码柱上。在多层同时送料时,控制按钮可移动到便于观察的地方操纵,在捣制楼层砼,要用吊斗大量送砼时,控制按钮应设在正在施工的楼层上操纵,上下再用电铃或闪灯、对讲机联系。高层施工建议选用电脑自动选层器。控制箱及卷扬机均应接地,接地电阻不大于4欧。5、钢丝绳的安装与调试:钢塔架全部安装完毕,检查顶轮安装无误后,在地面安好吊篮,吊篮内暂不装门及地板,减轻吊篮重量,以便于下一步的安装。平衡块机型先在地面把平衡架套入外导轨,并装上四块平衡块。吊斗机型先在地面把吊斗套入外导轨,吊斗上方应安装卸扣及张力调节器。接上电源,试运行主机。这些工作做完后,方能安装四条钢丝绳,其步骤如下:将四条钢丝绳中的其中一条,绳头从曳引轮的上方绕过曳引轮后,拉上架顶,跨两个顶滑轮后拉至地面的平衡架(吊斗)上方,绳头固定在张力螺栓上。请注意:钢绳跨过两个顶轮和固定在张力螺栓时,均要放在同一侧面上,不能错槽,以便第2、3、4条绳与之平行铺设。 启动卷扬机确认其转动方向,两人接紧钢丝绳后启动卷扬机,将平衡架(吊斗)提升到距架顶2米时,固定好人拉的钢丝绳头在机架座或架身上。平行铺设另三条钢丝绳,力争三条钢丝绳拉紧程度一致,绳端分别固定在三个绳锁定好吊笼的分绳器和平衡架(吊斗)张力螺丝上。松开第一根原固定在机架上的钢丝绳,与后三根一样固定在吊篮顶上,拉紧程度必须与前三根一致。四根钢丝绳铺好后,应互相平行,不交叉。开动卷扬机使平衡架(吊斗)下降至地面,平衡架内装上全部平衡块。反开吊篮下降至地面,装好未装的门及地板等。全部装好后进行钢丝绳张力的调整。在钢塔架内、外导轨涂上润滑黄油,试运行2-3次后,将平衡架(吊斗)开至离地面约0.3米处检查四根张力螺丝的弹簧压缩是否一致,不一致时,调整张力螺丝的螺母,确保四根钢丝绳的张力平衡。钢丝绳调整完毕,取下安装工艺销,断绳保护才能起作用。塔架分多次安装时,剩余的钢丝绳暂放在吊篮顶固定,以便下次升高时放长。平衡架或吊斗落地处,要自行搭高2米的防护围栏,以防伤人或砂石落入坑内。 第四节 正确使用和维护1、本工程井架物料提升机为建筑专用货物升降机,只能载物,严禁载人。2、本机要求专人管理,专人操作,操作者必须具备上岗操作证,并按建筑施工规范进行操作。3、钢塔架使用中,允许拆一节横杆和交叉杆做楼层进出口,但不能连续拆空二节,以确保钢塔架的稳定性。4、卷扬机减速箱在使用前应注入工业齿轮油,油液要保持清洁,第一次使用在半个月(约使用100小时)更换全部,以后每半年更换一次。5、本机做吊斗机型使用时,吊斗和吊篮不能同时使用。6、要经常检查四根钢丝绳张力的情况。安装时,钢丝绳张力已调整好,经一段时间使用受拉,钢丝绳的钢丝之间紧凑了,形成钢丝绳增长,四根钢丝绳张力不一定平衡,要及时再一次调整,避免单根钢丝绳受力而产生应力集中的磨损断绳现象。四根钢丝绳受力是否均等以四条压力弹簧压缩长度一致为准。7、需更换新绳时,应四根同时更换。8、卷扬机的制动瓦经半个月磨合使用后,其间隙变化较大,需要一次调整,确保制动灵活、可靠。9、卷扬机轮槽在使用一段时间后,磨损会逐渐加大,当钢丝绳与槽底距离小于一毫米或提升力不足时,应及时更换镶环。10、在使用过程中,要经常检查钢塔架、吊篮、平衡架(吊斗)各部联结螺栓是否紧固。 第五节 安全防护装置及要求1、安全停靠装置及断绳保护装置安全停靠装置。吊笼运行到位时,停靠装置将吊笼定位。该装置应能可靠地承担吊笼自重,额定荷载及运料人员和装卸物料时的工作荷载。断绳保护装置。当吊篮悬挂或运行中发生断绳时,应能可靠地将其停住并固定在架体。其滑落行程,在吊篮满载时,不得超过1m。2、楼层口停靠处要增设护栏。各楼层的通道口处,应设置常闭的停靠栏杆,宜采用联锁装置(吊篮运行到位时方可打开)。停靠栏杆可采用钢管制造,其强度应能承受1kN/m水平装载。3、吊篮安全门。吊篮的上料口处应有安全门。安全门宜采用联锁开启装置,升降运行时安全门封闭吊篮的上料口,防止物料从吊篮中滚落。4、地面进料口防护棚。防护棚应设在提升机架体地面进料口上方。其宽度应该大于提升机的最外部尺寸;长度:低架提升机应大于3m,高架提升机应大于5m。其材料强度应能承受10KPa的均布静荷载。防护棚顶部应采用双层防护,上下层防护间距应不小于600mm。5、 防冲顶装置即上极限限位器。该装置应安装在吊篮允许提升的最高工作位置。吊篮的越程(指从吊篮的最高位置与天梁最低处的距离),应不小于3M,当吊篮上升达到限定高度时,限位口器即行动作,自动切断电源。6、紧急断电开关。紧急断电开关应设在便于司机操作的位置,在紧急情况下,应能及时切断提升机的总控制电源。7、信号装置。该装置是由司机控制的一种音响装置,其音量应能使各楼层使用提升机装卸物料人员清晰听到。8、下极限限位器。该限位器安装位置,应满足在吊篮碰到缓冲器之前吊篮能够动作。9、缓冲器。在架体的底坑里应设置缓冲器,当吊篮以额定荷载和规定的速度作用到缓冲器上时,应能承受相应的冲击力。缓冲器采用弹簧或弹性实体。10、超载限制器。当荷载达到额定荷载的90%时,就能发出报警信号。荷载超过额定荷载时,自动切断电源。11、通讯装置。当司机不能清楚地看到操作者和信号指挥人员时,必须加装通讯装置。通讯装置应能清晰地听到每一站的连系,并能向每一站讲话。12、吊盘两侧安全防护板(网)。该防护板(网)应用木板或用钢网制作,固定于吊盘两侧,以防止吊盘在运行过程中物料从两侧滚出。13、 地面进料口防护门。该防护门装设于架体底部进料口,应与吊盘联动开启,当吊盘着地时,防护门自动开启,便于上卸料;当吊盘提升时,防护门自动关闭,防止吊盘上升后工人误入井架内造成危险。14、楼层卸料口防护门或防护栏杆。该防护门应采用联锁开启装置,平时应处于常闭状态,并每层挂设”严禁探头、身、手,严禁乘吊笼上下,严禁超载”的安全标志。15、传动部分的钢丝绳不准接长使用(包括驳接、卡环接)。16、作业层至架体顶部高度不得小于6m, 不大于8m。 第六节 电气及卷扬机1、选用的电气设备及电器元件,必须符合提升机工作性能、工作环境等条件的要求,并有合格证书。2、提升机的总电源应设短路保护及漏电保护装置:电动机的主回路上,应同时装设短路、失压、过电流保护装置。3、电气设备的绝缘电阻值(包括对地电阻值)必须大于0.5M;运行中必须大于1000/V。4、提升机的金属结构及所有电气设备的金属外壳应接地,其接地电阻不应大于10。5、提升机的避雷装置,就应按现行国家标准JGJ46- 中第5.4条规定的条件安装避雷装置。6、工作照明的开关,应与主电源开关相互独立。当提升机主电源被切断时,工作照明不应断电。各自的开关应有明显标志。7、禁止使用倒顺开关作为卷扬机的控制开关。8、电动机应符合现行国家标准的规定,并有出厂合格证书。9、提升机电动设备的卷筒支座,由于受力改变,必须加固处理。10、卷扬机在安装和使用时应根据说明书及有关规程严格执行。11、卷扬机的安装,架体底部的导向滑轮应与卷筒轴心线垂直;卷扬机顶应搭设防护棚,具有防雨和抗冲击功能。 第七节 使用前的试验1、试验条件应符合下列要求:a、架体的基础、附墙架等应符合规范规定;b、环境温度:-15oC30oC ;c、地面风速:不大于11m/S(六级);d、电压波动:7%;e、荷载与标准值差3% 。2、在空载情况下以提升机各工作速度进行上升、下降、变速、制动等动作,在全行程范围内,重复试验不少于3次。同时应对个安全装置进行灵敏度实验。3、双吊篮提升机,应对各单吊篮升降和双吊篮同时升降,分别进行试验。4、空载试验过程中,应检查各机构动作是否平稳、准确,不允许有振颤、冲击等现象。5、吊篮加额定荷载试验,使其重心位于吊篮的几何中心,沿长度和宽度两个方向各偏移全长的1/6的交点处 。6、吊篮坠落试验,将吊篮上升3-4m停住,进行模拟断绳试验。7、超荷载的试验,将定额荷载5%逐级加荷,直至加到额定荷载125%,荷载在吊篮中均匀布置,做上升、下降、变速、制动(不做坠落实验)。试验时动作准确可靠,无异常现象,金属结构不得出现永久变形、可见裂纹、油漆脱落以及连接损坏、松动等现象。8、试验应有试验记录,记录内容应有下列各条:a、写明试验日期、场地环境、参加部门以及负责人。b、审查必备的技术文件及外购的合格证书。c、记载试验情况和结果。d、对所作试验的提升机作出结论。 第八节 安全防护措施1、应装设避雷电的装置,遇到六级大风及其以上或台风大雨天气,应暂停使用。2、井架自地面3m以上的外侧三面(出料口除外),应使用安全网进行封闭,避免吊篮上的材料坠落伤人。3、应设置卷扬机作业棚,卷扬机的设置应符合以下要求: (1)、不会受到场地内的作业干扰。 (2)、卷扬机司机能清楚地观察吊盘的升降情况。 (3)、吊盘不能长时间悬停于井架中,应及时落到地面。 (4)、吊篮中不能装长杆材料或零乱堆放的材料,以免材料坠落或长杆材料卡在井架上酿成事故。 (5)、吊篮上的材料应居中放置,避免载重偏心。 (6)、卷扬机、轨道、锚杆、钢丝绳和安全装置等应经常检查保养,发现问题及时解决,不得在有问题的情况下继续使用。4、应经常检查井架的杆件是否发生变形和连接松动情况,经常观察地基的牢固情况,并及时加以解决。5、井架上方进行安装作业时,其下方应暂停作业。6、司机应按说明书有关规定,对提升机各润滑部位,进行注油润滑。7、维修保养时,应将所有开关扳至零位,切断主电源,并在闸箱处挂”禁止合闸”标志,必要时应专人监护。8、维修和保养提升机架体顶部时,应搭设上人平台,并应符合高处作业要求。 第九节 文明施工1、安装材料进场后应分规格编码堆放,堆放要按规定场地整齐堆放,做到”一头齐”。2、施工现场要经常保持整洁卫生,安装时应当把余下的材料运回堆放场地,把杂物清净运走。3、四周安全挂钩要整齐、美观。 4、要定时检查,清理场地,如有不符合安全文明施工要求的要马上整改。 第十节 安装验收1、第一次安装高程完成后,必须调试测定量化验收,填写验收表。2、每接高一次安装完成后,也必须进行调试测定量化验收,填写验收表。3、验收过程中,发现问题,必须及时处理,不得留有隐患。4、验收不合格,不准交付使用。 第十一节 井架拆除(一)、井字架拆卸的依据:井字架拆卸必须遵守国家有关规定以及的要求,按步骤有序地进行拆卸工作,同时,在拆卸之前,必须要做好,做足一切准备工作,以避免一切安全事故的发生。(二)、井字架拆卸的安全技术措施:1、井字架拆卸应由经过资质审查合格或经过专业培训合格,并取得资格证书的熟练人员进行拆卸,并严格按照说明书的要求有步骤地进行。2、井字架拆卸前必须由公司质安科,工地项目部对拆卸人员进行安全技术交底。3、井字架拆卸人员必须作好安全防范措施,戴好安全帽,佩带好安全带,不准穿拖鞋、硬底鞋、赤脚和酒后作业。4、在井字架拆卸现场10m范围内设置临时安全岗以及划分安全区,挂好危险标志,禁止任何人经过。5、参加拆卸作业人员和指挥人员,每天早上应量一次血压,身体不适合高空作业人员不准登高作业。6、遇到五级大风或大雨、雷雨天气,必须停止高空作业。7、拆除作业应在白天天气好的情况下进行,严禁在夜间、下雨天、有风时进行拆卸工作。(三)、井字架拆卸方案:1、井字架拆卸人员必须熟悉拆除方案,了解拆卸的顺序和要求。2、井字架的拆除应从顶至下的顺序进行拆卸:即 天梁立柱附墙件基础。3、拆卸前应在井字架上搭设好操作平台,操作平台不应大于3节高度。4、在拆卸过程中,严禁从高处向下抛掷物件。5、附墙件(井架与主体拉结件)不得超前拆除。6、拆除过程的安全技术措施与安装过程要求相同。 第十二节 井架落地卸料平台计算书 井架落地卸料平台一、参数信息:1.基本参数立杆横距lb(m):0.90,立杆步距h(m):1.50;立杆纵距la(m):1.20,平台支架计算高度H(m):20.00;平台底钢管间距离(mm):300.00;钢管类型(mm):483.5,扣件连接方式:单扣件,取扣件抗滑承载力系数:0.80;2.荷载参数脚手板自重(kN/m2):0.300;栏杆、挡脚板自重(kN/m2):0.150;施工人员及卸料荷载(kN/m2):4.000;安全网自重(kN/m2):0.005;3.地基参数地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kpa):120.00;立杆基础底面面积(m2):0.25;地基承载力调整系数:1.00。 二、板底支撑钢管计算:板底支撑钢管按照均布荷载下简支梁计算,截面几何参数为截面抵抗矩 W = 5.08 cm3;截面惯性矩 I = 12.19cm4; 板底支撑钢管计算简图1.荷载的计算:(1)脚手板自重(kN/m):q1 =0.30.3 = 0.09 kN/m;(2)施工人员及卸料荷载标准值(kN/m):Q1 = 40.3 = 1.2 kN/m;2.强度验算:板底支撑钢管按简支梁计算。最大弯矩计算公式如下: 最大支座力计算公式如下: 荷载设计值:q=1.2q1+1.4Q1 =1.20.09+1.41.2 =1.788kN/m;最大弯距 Mmax = 0.1251.7880.92 = 0.181 kNm ;支座力 N = 0.51.7880.9 = 0.805 kN;最大应力 = Mmax / W = 0.181106 / (5.08103) = 35.637 N/mm2;板底钢管的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2;板底钢管的计算应力 35.637 N/mm2 小于 板底钢管的抗弯设计强度 205 N/mm2,满足要求!3.挠度验算:计算公式如下: 均布恒载: q = q1 = 0.09 kN/m; V = (50.09 (0.9103)4 )/(3842.0610000012.19104)=0.031 mm;板底支撑钢管的最大挠度为 0.031 mm 小于 钢管的最大容许挠度 900/150与10 mm,满足要求!三、纵向支撑钢管计算: 纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算;集中荷载P取板底支撑钢管传递力,P =0.805 kN; 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kNm) 支撑钢管计算变形图(mm) 支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.483 kNm ;最大变形 Vmax = 2.74 mm ;最大支座力 Qmax = 2.011 kN ;最大应力 = Mmax/w=0.483106/5.08103=95.04 N/mm2 ;纵向钢管的计算应力 95.04 N/mm2 小于 纵向钢管的抗弯强度设计值 205 N/mm2,满足要求!纵向支撑钢管的最大挠度为 2.74 mm 小于 纵向支撑钢管的最大容许挠度 1200/150与10 mm,满足要求!四、扣件抗滑移的计算:按规范表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。R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 2.011 kN;R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、支架立杆荷载标准值(轴力)计算:1.静荷载标准值包括以下内容:(1)脚手架的结构自重(kN):NG1 = 0.12920 = 2.582 kN;(2)栏杆、挡脚板的自重(kN):NG2 = 0.150.95/2 = 0.338 kN;(3)脚手板自重(kN):NG3 = 0.30.91.25/4 = 0.405 kN;(4)安全网自重(kN/m2):NG4=0.0050.920/2=0.045;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4= 2.582+0.338+0.405+0.045=3.369 kN;2.活荷载为施工人员及卸料荷载: 施工人员及卸料荷载标准值: NQ = 40.91.2/4 = 1.08 kN;3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.23.369+ 1.41.08 = 5.555 kN;六、立杆的稳定性验算: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 = 5.555 kN; - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i的值查表得到; 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; - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); f - 钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2; l0 - 计算长度 (m);参照,由以下公式计算: l0 = kh k- 计算长度附加系数,取值为1.155; - 计算长度系数,参照表5.3.3;取最不利值= 1.8;=h/i =1.81.5103/15.8 = 170.886 210,长细比满足要求;立杆计算长度 l0 = kh = 1.155 1.81.5 = 3.118 m;=l0/i =3118/15.8=197;由长细比的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.186 ;钢管立杆受压应力计算值 ; =5.555103 /( 0.186489 )= 61.079 N/mm2;立杆钢管稳定性验算 = 61.079 N/mm2 小于 立杆钢管抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足要求!七、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 120 kpa; 其中,地基承载力标准值:fgk= 120 kpa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =22.22 kpa ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 5.56 kN;基础底面面积 :A = 0.25 m2 。p=22.22 fg=120 kpa 。地基承载力满足要求! 井架防护棚编制依据:JGJ80-91、JGJ130- 。由于防护棚有双层防护,故只按照承载能力极限状态设计,不考虑正常使用极限状态。计算书中规定防护棚开间方向为横向,进深方向为纵向,简图如下: 一、参数信息:1、构造参数:立杆横距lb(m):1.8 ;立杆纵距la(m):2.1 ;防护棚高度H(m):5 ;上下防护层间距h1(m):0.6 ;立杆步距h(m):1.5 ;斜撑与立杆连接点与地面的距离h2(m):1.6 ;斜撑与立杆连接点到下防护层的距离h3(m): 1.5;水平钢管搭设方式:钢管沿纵向搭设 ;水平钢管间距a(m):0.3 ;钢管类型(mm):48 3.5 ;扣件连接方式:双扣件 ,取扣件抗滑移承载力系数: 0.8 ;2.荷载参数:高空坠落物最大荷载标准值N(kN):1 ;脚手板自重(kN/m2):0.35 ;栏杆及挡脚板自重(kN/m):0.15 ;3.地基参数:地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kpa): 170;立杆基础底面面积(m2): 0.25;地基承载力调整系数: 0.4。二、纵向水平支撑钢管计算:纵向钢管按照三跨连续梁计算,承受脚手板自重、坠落物冲击集中荷载。由于防护棚有双层防护,故只按照承载能力极限状态设计,不考虑正常使用极限状态。截面几何参数如下:截面抵抗矩 W = 5.08 cm3;截面惯性矩 I = 12.19 cm4; 纵向钢管计算简图1、荷载的计算:(1)脚手板自重(kN/m):q1 = 0.350.3 = 0.105 kN/m;(2) 高空坠落物最大荷载标准值(kN):N= 1 kN;2.强度验算:纵向支撑钢管按三跨连续梁计算;最大弯矩计算公式如下: 均布恒载:q = 1.2 0.105 = 0.126 kN/m;冲击荷载:F = 1.41 = 1.4 kN;最大弯距 M = 0.080.1262.12 + 0.21.42.1= 0.632 kNm;最大应力 = M / W = 0.632106 / (5.08103) = 124.499 N/mm2;支撑钢管的抗压强度设计值 f=205 N/mm2;支撑钢管的计算应力124.499 N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205 N/mm2,满足要求!三、横向支撑钢管计算:横向水平钢管按照承载能力极限状态设计,按照集中荷载作用下的简支梁计算;冲击荷载按最不利情况作用于跨中,上部钢管传递的恒载按等间距步置。冲击荷载: F= 1.4 kN;上部钢管传递恒载:P=1.20.350.32.1 = 0.265 kN; 支撑钢管计算简图 支撑钢管计算弯矩图(kNm) 支撑钢管计算剪力图(kN)最大弯矩 Mmax = 0.987 kNm ;最大应力 = Mmax / W = 0.987106 / (5.08103) = 194.265 N/mm2;支撑钢管的计算应力 194.265 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!四、扣件抗滑移计算:水平钢管传递最大支座力N=1.4+ 1.8 / 0.30.265/2=2.194;按照刘群主编,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,扣件抗滑移按下式 : R Rc其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取12.8 kN;水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 2.194 kN;R 12.80 kN,因此双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、立杆的稳定性验算:(一)立杆荷载计算:作用于立杆的荷载包括防护棚结构自重、构配件自重、冲击荷载。1、 防护棚结构自重NG1:钢管自重取0.04kN/m,扣件自重取0.015kN/个 ;钢管长度:L=1.8/2+2.11.8/(20.3) 2+(50.6)/1.5 2.1+5= 25.7 m ;扣件数量:n=22+(50.6)/1.5= 7 个 ;NG1=0.0425.7 + 0.0157 = 1.133 kN;2、 防护棚构配件自重(kN):栏杆、挡脚板自重:0.152.1= 0.315 kN;脚手板自重:0.351.82.1/2= 0.662 kN;NG2=0.315+0.662=0.977 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG = 1.133+ 0.977 = 2.11 kN;3、冲击荷载NQ (kN):NQ = 1 kN ;立杆荷载设计值 N = 1.2NG + 1.4NQ = 1.22.11 + 1.41 = 3.931 kN;(二)立杆的稳定性验算: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 =3.931 kN; - 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; - 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); f - 钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2; l0 - 计算长度 (m); 参照 : l0 = kh ; k - 计算长度附加系数,取值为1.155; - 计算长度系数,参照表5.3.3;取= 1.8; h - 立杆自由长度;防护棚不同于落地脚手架,一般的落地架在主节点处有横向水平杆支撑,故立杆自由长度取立杆步距;而防护棚在主节点处大多无横向水平杆支撑,立杆自由长度h取值如下;斜撑与立杆的连接点到地面的距离为1.6 m,;斜撑与立杆的连接点到下层防护层的距离为1.5 m;h取上述两者的最大值 1.6 m。立杆计算长度 l0 = kh = 1.1551.81.6 = 3.326 m;l0/i =3.326103 / (1.5810) = 211 ;由长细比查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.163 ;钢管立杆受压应力计算值 ; =3.931 103/( 0.1634.89102 )= 49.323 N/mm2;立杆稳定性验算 = 49.323 N/mm2小于抗压强度设计值 f =205 N/mm2,满足要求!六、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求: p fg地基承载力设计值:fg = fgkkc = 1700.4 = 68 kpa ;其中,地基承载力标准值:fgk= 170 kpa ;脚手架地基承载力调整系数:kc = 0.4 ;立杆基础底面的平均压力:p = N/A =3.931 / 0.25 = 15.726 kpa ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N =3.931 kN;基础底面扩展面积 :A = 0.25 m2 。p= 15.726 kpa fg= 68 kpa 。地基承载力满足要求!