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'齐河县阳光置业有限责任公司一、编制依据1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。1.2《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ180-2011)。1.3《施工手册》。1.4材料力学、钢结构计算等相关书籍。1.5《齐河县贵和华城三期10#11#14#15#楼住宅楼图纸》。1.6公司对脚手架搭设的有关要求。二、工程简要说明贵和华城三期工程10#11#14#15#楼位于山东省齐河县纬三西路南;17层18层、建筑面积约60000㎡,基础型式为筏板基础,结构体系为剪力墙结构,结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类。抗震设防烈度为7度。结构设计使用年限50年。地上十七层、十八层,地下二层。工程安全管理目标为齐河县标准化市文明工地。本工程建设单位为山东昌奥置业有限公司,由齐河县工程建设监理有限公司监理,齐河阳光置业有限责任公司承建。61
齐河县阳光置业有限责任公司三、设计要求因本工程建筑物高度较高,总高度为52.7m(至女儿墙顶)。为满足施工需要及满足脚手架安全,本工程采用悬挑式双排脚手架,以达到主体施工期间外围防护的作用。本悬挑式双排脚手架分三次悬挑,第一次于三层楼面开始,第二次八层楼面开始悬挑,第三次十三层楼面开始悬挑。双排脚手架搭设基本情况如下表:序号开始搭设位置每段搭设高度(m)搭设步数(步)1室外脚手架基础(落地式)1282三层楼面(悬挑式)18103八层楼面(悬挑式)18104十三层楼面(悬挑式)1810四、构造要求:4.1纵向水平杆的构造应符合下列规定:(1)纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨;(2)纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。对接、搭接应符合下列规定:①纵向水平杆的对接扣件应交错布置: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;②61
齐河县阳光置业有限责任公司搭接长度不应小于lm,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纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm;③纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。4.2横向水平杆的构造应符合下列规定:①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。②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;4.3脚手板的设置①作业层脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120—150mm;②脚手板应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆支承,但应将脚手板两端与其可靠固定,严防倾翻。脚手板铺设可采用对接平铺,亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时,接头必须设两根横向水平杆,脚手板外伸长应取130—150mm,两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm;脚手板搭接铺设时,接头必须支在横向水平杆上,搭接长度应大于200mm,其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm;③作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定。4.4立杆:①立杆基础:立杆要求立在脚手架基础上(落地部分)或支撑型钢上(悬挑部分),做法如下:61
齐河县阳光置业有限责任公司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紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。③脚手架底层步距不应大于1.8m。④立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接。⑤立杆设置与杆件间距:外立杆距墙1.2m,内立杆距墙0.30m,立杆纵距见脚手架布置图,大横杆间距为1.5m,连墙杆的间距为二步三跨。立杆上的对接扣件应交错布置:61
齐河县阳光置业有限责任公司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小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3;立杆接长顶层顶步可以采用搭接,搭接长度不应小于1m,应采用3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。4.5连墙件①宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm;②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,应采用其它可靠措施固定。③宜优先采用菱形布置,也可采用方形、矩形布置,本工程采用矩形布置。④采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。4.6剪刀撑剪刀撑连续设置,其搭设方法为竖直方向5个步距,水平方向4个纵距,5根站杆为一组。其搭设角度应在45度-60度之间,角度不定,其杆件的搭接处不得少于3个卡扣,且杆件搭接长度为150cm,且最外边卡扣距杆件端点的距离应大于10cm,剪刀撑的高度应和架体同高。(架体应高出施工层1.5m)剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上五、荷载计算61
齐河县阳光置业有限责任公司5.1落地部分计算书落地部分工程参数搭设参数搭设高度12米水平杆步距1.8m立杆纵距1.5m立杆横距0.9m连墙件方式二步三跨连墙件扣件双扣件荷载参数(荷载标准值)永久荷载立杆承受结构自重0.1444kN/m安全网0.005kN/m2脚手板类型竹脚手板,2层自重标准值0.35kN/m2栏杆挡脚板木脚手板自重标准值0.14kN/m2可变荷载施工均布活荷载3kN/m2同时施工层数1层风荷载地区山东德州市基本风压0.45kN/m2地基参数地基土类型中软土地基承载力标准值10kN/m2垫板宽度0.25m垫板长度4m考虑到钢管锈蚀弯曲等因素,按φ48×3钢管计算。61
齐河县阳光置业有限责任公司5.1.1横向水平杆(小横杆)验算《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第6.2.2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是:脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆,如图:横向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。(一)抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值:qk=(QK+QP1)×S=(3+0.35)×1.5=5.03kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值:q=1.4×QK×S+1.2×QP1×S=1.4×3×1.5+1.2×0.35×1.5=6.93kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载,但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载),最大弯矩:Mmax=qlb2=6.93×0.92=0.702kN·m8861
齐河县阳光置业有限责任公司4、钢管载面模量W=4.49cm35、Q235钢抗弯强度设计值,查规范表5.1.6得表f=205N/mm26、按规范中公式(5.2.1)计算抗弯强度σ=Mmax=0.702×106=156.35N/mm2〈205N/mm2W4.49×1037、结论:满足要求(二)变形计算1、钢材弹性模量:查规范表5.1.6 得E=2.06×105N/mm22、钢管惯性矩I=10.78cm43、容许挠度:查规范表5.1.8,得[ν]=l/150与10mm4、按规范中公式(5.2.3)验算挠度ν=5qklb4=5×5.03×9004=1.9mm〈900=6与10mm384EI384×2.06×105×10.78×1041505结论:满足要求5.1.2纵向水平杆(大横杆)验算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算,如下图:61
齐河县阳光置业有限责任公司不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值:F=0.5qlb(1+a1)2=0.5×6.93×0.9(1+0.15)2=4.24kNlb0.9由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1)2=0.5×5.03×0.9(1+0.15)2=3.08kNlb0.95.1.3扣件抗滑承载力验算水平杆与立杆连接方式采用单扣件,抗滑承载力Rc=8kN。纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值=4.24kN〈Rc=8结论:扣件抗滑承载力满足要求5.1.4立杆的稳定性计算1、分析立杆稳定性计算部位组合风荷载时,由下式计算立杆稳定性61
齐河县阳光置业有限责任公司N+Mw≤fjAWN——计算立杆段的轴向力设计值;A——立杆的截面面积;j——轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附表C取值;W——截面模量;f——钢管的抗压强度设计值;Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;Mw=0.9×1.4Mwk=0.9×1.4ωklah210其中,风荷载标准值ωk=0.7µz·µs·ω0,将N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQk代入上式化简为:1.2Hgk+0.9×1.4×0.7µz·µs·ω0lah2+1.2NG2k+0.9×1.4∑NQk≤fjA10WjAjAH——脚手架高度;gk——每米立杆承受的结构自重标准值;la——立杆纵距;h——步距;µz——风压高度变化系数;µs——风荷载体型系数;ω0——基本风压,取山东德州市50年一遇值,ω0=0.45kN/m2NG1k——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力;NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力;∑NQk——施工荷载标准值产生的轴向力总和;脚手架结构自重产生的轴压应力61
齐河县阳光置业有限责任公司σg=1.2HsgkjA风荷载产生的弯曲压应力:σw=0.9×1.4×0.7µzµsω0lah210W构配件(安全网除外,但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用位置相对不变,其值不随高度变化而变化。风荷载随脚手架高度增大而增大,脚手架结构自重随脚手架高度降低而增加(计算中应考虑的架高范围增大),因此,取σ=σg+σW最大时作用部位验算立杆稳定性。2、计算风荷载产生的弯曲压应力σw风荷载体型系数µs=1.3f=1.3×0.8=1.040,值大于1.0时,取1.0。σw=0.9×1.4×0.7µz×1.0×0.45×1.5×1.82×106=43.0µz10×4.49×103地面粗糙度B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力σg首先计算长细比λ:λ=l0il0——计算长度,l0=kµh;i——截面回转半径;k——计算长度附加系数,其值取1.155;µ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.3.361
齐河县阳光置业有限责任公司采用;h—步距;立杆横距lb=0.9m,连墙件布置二步三跨,查规范表5.3.3得µ=1.5,h=1.5mλ=kµh=1.155×1.5×150.0=163i1.59根据λ的值,查规范附录A表得轴心受压构件的稳定系数j=0.265。立杆纵距la=1.5m,查规范附录A表A-1得gk=0.1086kN/mσg=1.2Hsgk=1.2Hs×0.1444×103=1.54HsN/mm2jA0.265×424.004、求σ=σw+σg列表如下:高度(m)µzσw=43.0µz(N/mm2)对应风荷载作用计算段高度取值Hg(m)σg=1.63Hs(N/mm2)σ=σw+σg(N/mm2)51.043.0023.838.7981.7923.81.4261.061016.3077.36分析说明:脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大,但此处脚手架结构自重产生的轴压应力很小,σw+σg相对较小,脚手架底部风荷载产生的弯曲压应力虽较小,但脚手架自重产生的轴压应力接近最大σ=σw+σg最大,因此脚手架立杆稳定性验算部位取底部。5、验算长细比由规范5.3.3式,且K=1,得61
齐河县阳光置业有限责任公司λ=l0=kμh=1.5×150=142<210ii1.59结论:满足要求!。6、计算立杆段轴向力设计值N脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=23.8×0.1444=3.44kN构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5(lb+a1)la∑Qp1+Qp2la+laHQp3=0.5×(0.9+0.15)×1.5×2×0.35+0.14×1.5×2+1.5×23.8×0.005=1.150kNlb——立杆横距;a1——小横杆外伸长度;la——立杆纵距;Qp1——脚手板自重标准值;Qp2——脚手板挡板自重标准值;Qp3——密目式安全立网自重标准值;H——脚手架高度;施工荷载标准值产生的轴向力总和∑NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5×(0.9+0.15)×1.5×3×1=2.36kNQk——施工均布荷载标准值;组合风荷载时N=1.2(NG1K+NG2K)+0.9×1.4∑NQk=1.2×(3.44+1.150)+0.9×1.4×2.36=8.48kN7、组合风荷载时,验算立杆稳定性按规范公式5.3.1-2验算立杆稳定性,即:N+Mw=7.45×103+43.0×1.0=93.46+43.00=136.46N/mm261
齐河县阳光置业有限责任公司 10.4mm。结论:因已在悬挑梁端头设置了钢丝绳,故挠度视为满足要求!5.2.8悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用:16号工字钢(一)求均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数jb根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录表B.2,jb=2.0当jb>0.6的时候,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B.1-2式61
齐河县阳光置业有限责任公司jb=1.07-0.282=0.929jb最终取jb=0.929(二)整体稳定验算根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)4.2.2式,整体稳定验算应按下式计算:σ=23.528×106=179.618<205N/mm20.929×141.0×103M-绕强轴作用的最大弯矩,W-梁截面模量结论:满足要求!5.2.9悬挑梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算将钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件,其计算简图如下:计算简图(kN)61
齐河县阳光置业有限责任公司弯矩图(kN.m)剪力图(kN)经计算,从左到右各支座力分别为:Ra=18.697kN,Rb=13.45kN,Rc=-0.02kN钢丝绳的轴力按下式计算:sina==3/3.23=0.929Ru=RA=18.697=20.126KNsina0.929(二)选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力×安全系数,取安全系数为8,则钢丝绳最小破断拉力=20.126×8=161.0KN依据规范《GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》,钢丝绳选择6×19,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于14mm,其破断拉力为:166.1KN。61
齐河县阳光置业有限责任公司(三)钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N,为20.126KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2;钢丝绳拉环最小直径d=N×4=20126.000×4=14mmπ[f]3.1415×125钢丝绳拉环最小直径为14mm。5.2.10悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图:(一)预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时,钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件,经计算RC=7.753kN;按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.861
齐河县阳光置业有限责任公司条规定,每个吊环按两个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2,预埋圆钢直径16mm,强度计算如下:σ=N=N=7753.000=19.28<[f]=50N/mm2A2πd22×3.142×16244满足要求!(二)预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》表4.1.4,计算中取1.43N/mm2;h≥N=7753.000=107.85mmπd[ft]3.142×16×1.43经计算,圆钢预埋件锚固深度必须大于107.85mm。另外必须满足构造要求,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,预埋件埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,应伸入楼板钢筋网下。压板厚度应大于10mm,由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定,螺杆露出螺母不应小于3扣。61
齐河县阳光置业有限责任公司5.2.11转角联梁的受力计算转角联梁的截面惯性矩I=1130.0cm4,截面抵抗矩W=141.0cm3,截面积A=26.1cm2。受脚手架集中荷载P=7.22kN;联梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.500=0.246kN/m;61
齐河县阳光置业有限责任公司计算简图(kN)联梁弯矩图(kN.m)61
齐河县阳光置业有限责任公司联梁剪力图(kN)经过计算得到:支座反力从左到右各支座力分别为:N1=11.255kNN2=5.196kNN3=-1.051kN最大弯矩Mmax=3.532kN.m;最大变形Vmax=0.581mm,在第1跨.(一)抗弯强度计算:联梁的抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;联梁的弯曲应力按下式计算:Mmax+N=3.532×106+9.004×103=27.307<205N/mm2γxWA1.05×141.0×10326.1×102其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;结论:满足要求!5.2.12联梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算sina==3/3.45=0.870钢丝绳的轴力按下式计算:Ru=RA=11.255=12.937KNsina0.870(二)选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力×安全系数,取安全系数为8,则钢丝绳最小破断拉力=12.937×8=103.5KN依据规范《GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》,钢丝绳选择6×19,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于15mm,其破断拉力为:115.4KN。(三)钢丝绳的拉环强度计算61
齐河县阳光置业有限责任公司钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N,为12.937KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2;钢丝绳拉环最小直径d=N×4=12937×4=11mmπ[f]3.1415×125钢丝绳拉环最小直径为11mm。5.2.13转角型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。本方案中,脚手架排距为0.9m,内立杆距离建筑物0.3m,钢丝绳拉结点距离建筑物为1.2m。水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.0cm4,截面抵抗矩W=141.0cm3,截面积A=26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载P=5.196+7.22=12.416kN;型钢悬挑梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.500=0.246kN/m;计算简图(kN)61
齐河县阳光置业有限责任公司型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)型钢悬挑梁剪力图(kN)经过计算得到,从左到右各支座力分别为:N1=14.934kNN2=10.889kNN3=0.043kN最大弯矩Mmax=2.143kN.m;最大变形Vmax=0.108mm,在第2跨.(一)抗弯强度计算:型钢悬挑梁的抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算:Mmax+N=2.143×106+5.974×103=16.764<205N/mm2γxWA1.05×141.0×10326.1×102其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;61
齐河县阳光置业有限责任公司结论:满足要求!5.2.13悬挑梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算sina==3/3.23=0.929钢丝绳的轴力按下式计算:Ru=RA=14.934=16.075KNsina0.929(二)选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力×安全系数,取安全系数为8,则钢丝绳最小破断拉力=16.075×8=128.6KN依据规范《GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》,钢丝绳选择6×19,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于16mm,其破断拉力为:131.2KN。(三)钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N,为16.075KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2;钢丝绳拉环最小直径d=N×4=16075×4=13mmπ[f]3.1415×125钢丝绳拉环最小直径为13mm。5.2.14悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图:61
齐河县阳光置业有限责任公司(一)预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时,钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件,经计算RC=6.133kN;按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,每个吊环按两个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2,预埋圆钢直径16mm,强度计算如下:σ=N=N=6133.000=15.25<[f]=50N/mm2A2πd22×3.142×16244满足要求!(二)预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》表4.1.4,计算中取1.43N/mm2;h≥N=6133.000=85.31mmπd[ft]3.142×16×1.43经计算,圆钢预埋件锚固深度必须大于85.31mm。另外必须满足构造要求,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,预埋件埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,应伸入楼板钢筋网下。压板厚度应大于10mm,由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定,螺杆露出螺母不应小于3扣。61
齐河县阳光置业有限责任公司5.2.15.1支承多立杆型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。内立杆距离建筑物0.3m,第2根立杆与内立杆间距0.9m,第3根立杆与第2根立杆间距0.5m,第4根立杆与第3根立杆间距0.9m。水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.0cm4,截面抵抗矩W=141.0cm3,截面积A=26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载P=7.22kN;型钢悬挑梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.500=0.246kN/m;计算简图(kN)型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)61
齐河县阳光置业有限责任公司型钢悬挑梁剪力图(kN)经过计算得到,从左到右各支座力分别为:N1=14.287kNN2=16.866kNN3=-0.723kN最大弯矩Mmax=7.666kN.m;最大变形Vmax=2.237mm,在第1跨.(一)抗弯强度计算:型钢悬挑梁的抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算:Mmax+N=7.666×106+13.302×103=56.876<205N/mm2γxWA1.05×141.0×10326.1×102其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;结论:满足要求!5.2.15.2钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算sina==2.9/3.96=0.732钢丝绳的轴力按下式计算:61
齐河县阳光置业有限责任公司Ru=RA=14.287=19.518KNsina0.732(二)选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力×安全系数,取安全系数为8,则钢丝绳最小破断拉力=19.518×8=156.1KN依据规范《GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》,钢丝绳选择6×19,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于18mm,其破断拉力为:166.1KN。(三)钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N,为19.518KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2;钢丝绳拉环最小直径d=N×4=19518×4=14mmπ[f]3.1415×125钢丝绳拉环最小直径为14mm。5.2.16悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图:61
齐河县阳光置业有限责任公司(一)预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时,钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件,经计算RC=11.438kN;按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,每个吊环按两个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2,预埋圆钢直径16mm,强度计算如下:σ=N=N=11438.000=28.44<[f]=50N/mm2A2πd22×3.142×16244满足要求!(二)预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》表4.1.4,计算中取1.43N/mm2;h≥N=11438.000=159.11mmπd[ft]3.142×16×1.43经计算,圆钢预埋件锚固深度必须大于159.11mm。另外必须满足构造要求,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,预埋件埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,应伸入楼板钢筋网下。压板厚度应大于10mm,由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定,螺杆露出螺母不应小于3扣。61
齐河县阳光置业有限责任公司5.2.17加长型钢悬挑梁的受力计算将型钢悬挑梁端头的钢丝绳作为悬挑支撑结构的受力构件计算。本方案中,脚手架排距为0.9m,内立杆距离建筑物3.0m,钢丝绳拉结点距离建筑物为3.9m。水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.0cm4,截面抵抗矩W=141.0cm3,截面积A=26.1cm2。受脚手架立杆集中荷载P=7.22kN;型钢悬挑梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.500=0.246kN/m;计算简图(kN)型钢悬挑梁弯矩图(kN.m)61
齐河县阳光置业有限责任公司型钢悬挑梁剪力图(kN)经过计算得到,从左到右各支座力分别为:N1=12.771kNN2=3.656kNN3=0.178kN最大弯矩Mmax=4.873kN.m;最大变形Vmax=2.019mm,在第1跨.(一)抗弯强度计算:型钢悬挑梁的抗弯强度设计值[f](N/mm2)=205N/mm2;;型钢悬挑梁的弯曲应力按下式计算:Mmax+N=4.873×106+16.602×103=39.275<205N/mm2γxWA1.05×141.0×10326.1×102其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;结论:满足要求!5.2.18加长悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用:16号工字钢(一)求均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数jb根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录表B.2,jb=1.021当jb>0.6的时候,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B.1-2式jb=1.07-0.282=0.794jb61
齐河县阳光置业有限责任公司最终取jb=0.794(二)整体稳定验算根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)4.2.2式,整体稳定验算应按下式计算:σ=4.873×106=43.527<205N/mm20.794×141.0×103M-绕强轴作用的最大弯矩,W-梁截面模量结论:满足要求!5.2.19加长悬挑梁钢丝绳计算(一)钢丝绳的轴力计算sina==3/4.92=0.610钢丝绳的轴力按下式计算:Ru=RA=12.771=20.936KNsina0.610(二)选择钢丝绳钢丝绳破断拉力不得小于其所受轴力×安全系数,取安全系数为8,则钢丝绳最小破断拉力=20.936×8=167.5KN依据规范《GB/T20118-2006一般用途钢丝绳》,钢丝绳选择6×19,公称抗拉强度1670Mpa。钢丝绳直径应不小于19mm,其破断拉力为:185.1KN。(三)钢丝绳的拉环强度计算钢丝绳的轴力RU作为拉环的拉力N,为20.936KN。钢丝绳拉环的强度计算公式为其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2;钢丝绳拉环最小直径d=N×4=20936×4=15mmπ[f]3.1415×12561
齐河县阳光置业有限责任公司钢丝绳拉环最小直径为15mm。5.2.18加长悬挑梁锚固段与楼板连接计算悬挑梁与楼板锚固处作法如下图:(一)预埋件强度计算计算悬挑梁与楼板锚固件强度时,钢丝绳不作为悬挑支撑结构的受力构件,经计算RC=10.201kN;按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,每个吊环按两个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2,预埋圆钢直径16mm,强度计算如下:σ=N=N=10201.000=25.36<[f]=50N/mm2A2πd22×3.142×16244满足要求!(二)预埋件在混凝土楼板内锚固长度计算预埋件与混凝土的容许粘接强度,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》表4.1.4,计算中取1.43N/mm2;h≥N=10201.000=141.90mmπd[ft]3.142×16×1.4361
齐河县阳光置业有限责任公司经计算,圆钢预埋件锚固深度必须大于141.90mm。另外必须满足构造要求,按照《混凝土结构设计规范GB50010-2002》10.9.8条规定,预埋件埋入混凝土的深度不小于30d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上,应伸入楼板钢筋网下。压板厚度应大于10mm,由不小于两道的预埋U型螺栓采用双螺母固定,螺杆露出螺母不应小于3扣。5.3卸料平台(一)搭设方法及要求卸料平台采用工字钢做悬挑主梁,采用φ48×3.5mm钢管做悬挑次梁及脚手板的支撑,在每层予埋埋件以便固定出挑的型钢主梁,在每道主梁上设两道钢丝绳斜拉。搭设形式见下图示:61
齐河县阳光置业有限责任公司(二)有关验算1、荷载传递形式脚手板钢管1、钢管4钢管2、钢管3立杆工字钢主梁。2、有关计算先只考虑悬挑主梁受力,在单独计算钢丝绳受力,叠加后计算安全系数。1)悬挑工字钢主梁的计算(1)受力简图如下:61
齐河县阳光置业有限责任公司(2)荷载N2=(0.3+2)×2.8×1.4×0.5=4.51KNN3=(0.3+2)×2.8×0.7×0.5=2.26KNMmax=3N3+1.6N2+0.2N3=3x2.26+1.6x4.51+0.2x2.26=14.45KN.m则工字钢截面抵抗矩应满足下式要求:Wx≥Mmax/γxf=14.45x106/(1.05x215)=64.01cm3查钢结构规范,可选用14#工字钢(Wx=102cm3)可满足使用要求。102/64.01=1.59(3)悬挑工字钢稳定性计算Mx/φbWx≤f其中:φb按双轴对称工字钢计算+ηb]×235/fy1+(λyt1/4.4h)2φb=βb4320/λ2y[Ah/wx式中:βb取0.757λy为梁在侧向支撑点间对截面弱轴y-y的长细比A为梁的截面积T1是受压翼缘的厚度ηb取0代入数据得:φb=1.629代入公式:61
齐河县阳光置业有限责任公司Mx/φbWx=14.45X106/(1.629X102X103)=86.97N/mm2≤f=215N/mm2符合要求(4)悬挑工字钢的挠度验算分别计算N2、N3产生的挠度V1=2.26X103X30002/(6EI)X(3X3050-3000)=20.74mm(E=2.06X105、I=4.88X106)V2=4.51X103X16002/(6EI)X(3X3050-1600)=14.45mmV3=2.26X103X2002/(6EI)X(3X3050-200)=0.13mmV=V1+V2+V3=20.74+14.45+0.13=35.32mm2)、锚固螺栓的强度计算为方便计算及增大保险系数,只考虑后面的锚固螺栓受力,计算如下:锚固点拉力:R=(3N3+1.6N2+0.2N3)/L=14.45/2.75=5.25KN按两个螺栓,则每根受力R/2=2.63KN实际选用20#螺栓,每根螺栓抵抗力为314mm2*235N/mm2=73.79KN,远远大于每根螺栓的受力,螺栓形式及埋设方法同脚手架的予埋螺栓做法。同时在预埋的型钢后面螺栓处在现浇板上部增加负弯矩钢筋网,钢筋网宽度为1.5m,长度为6m。3)斜拉钢丝绳的强度验算每道悬挑主梁采用两点斜拉,斜拉做法见上面有关简图(1)采用钢丝绳斜拉后的计算简图如下:61
齐河县阳光置业有限责任公司N2、N3—卸料平台的立杆作用力F1、F2—锚固螺栓的拉力L—钢丝绳拉力(2)、计算钢丝绳的拉力按钢丝绳独立承担立杆的作用力,利用下面的公式计算:L1sin53+L2sin68=N3+N2+N3=9.031.6L1sin53+3L2sin68=3N3+1.6N2+0.2N3=14.45KN.m简化后得:L1=12.64/1.12=11.29KNL2=0.0134/0.927=0.014KN(3)、求钢丝绳允许拉力L允并验算选用钢丝绳6×19φ12.5,钢丝强度极限1400/mm2,查表:钢丝绳破断拉力l破=80.10×0.85=68.085KN61
齐河县阳光置业有限责任公司钢丝绳允许拉力L允=L破/3.5=68.085/3.5=19.45KN〉L=11.29KN经验算只需一道钢丝绳即可,简图如下:4)预埋拉环的选择按上面计算,选用φ18拉环截面积A=254.34mm2×2=508.68mm2拉环的允许拉力(抗拉强度按235N/mm2)R允=508.68×235=119.54KN远远大于钢丝绳作用力,故拉环完全可以满足要求,拉环形式及埋设做法如下图示:61
齐河县阳光置业有限责任公司5)工字钢悬挑及斜拉钢丝绳后的安全系数计算采用工字钢悬挑主梁及钢丝绳斜拉后由悬挑梁及钢丝绳承担,计算安全系数如下:1、[16工字钢能够提供的最大弯矩为M工=γxWxf=1.05×102×103×215=23.027KN·m满足要求。2、钢丝绳提供的最大弯矩为M钢丝=l破sin68.82×1.55=68.085×0.932×3=190.37KN·m3、安全系数卸料平台产生的弯矩为14.45KN·mn=(M工+M钢丝)/14.76=(23.03+190.37)/14.45=14.776)卸料平台的承载限值按上述计算中所采用的均布荷载2kN/m2,卸料平台的承载限值为2kN/m2×2.8×2.8=15.68KN=1600kg(三)按上述计算的基础将平台设计成工具式卸料平台,形式如下图:61
齐河县阳光置业有限责任公司61
齐河县阳光置业有限责任公司61
齐河县阳光置业有限责任公司六.脚手架材料6.1、钢管检查应符合下列规定:6、1.1应有产品质量合格证;6、1.2钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道;6、1.3钢管外径、壁厚、端面等的偏差,应符合规定;6、1.4钢管必须涂有防锈漆。6、2、扣件:6、2.1使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换;6、2.2扣件应进行防锈处理。6、3、脚手板的检查应符合下列规定:61
齐河县阳光置业有限责任公司6、3.1新脚手板应有产品质量合格证;6、3.2尺寸偏差应符合规范要求,且不得有裂纹、开焊与硬弯:6、3.3新、旧脚手板均应涂防锈漆。七、安全措施7.1、脚手架立杆基础外侧应设排水沟,并在适当位置设置排水坑(800X800X600mm),以防雨水浸泡,脚手架底座底面标高高于自然地坪50mm,并应内高外低,高差为50mm。7.2、钢架杆四角顶端应设置避雷装置,并连通大横杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于10欧姆。7.3、脚手架必须经常性的及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。7.4、脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。7.5、脚手架严禁钢木混合使用。7、6、脚手架搭设人员必须持证上岗,并能正确使用“三宝”。7、7、严格控制施工荷载,脚手架不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于2KN/M2。7、8、控制螺栓拧紧力距,采用扭力板手,扭力距应控制在40-65N.M范围内。7.9、脚手板应满铺、铺稳、离开墙面120-150mm,严禁脚手板存在探头板,铺设脚手板以及多层作业时,应尽量使施工荷载内、外传递平衡,在拐角、斜道、平台口处的脚手板,应与横向水平杆有可靠的连接、防止滑动。61
齐河县阳光置业有限责任公司7.10、保证脚手架体的整体性,不得与塔机、龙门架一并连接,不得截断架体;不得将模板支架、缆风绳等固定在脚手架;严禁悬挂起重设备。7.11、当六级及六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。7.12、在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:主节点处的纵横向扫地杆;连墙杆。7.13、临街搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施。八、脚手架拆除8.1、拆架前全面检查拟拆脚手架,根据检查结果,拟定出作业计划,报请项目部批准,进行交底后才准工作。作业计划一般包括:拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点和劳动组织安排等。8.2、拆架时应划分作业区,周围应设绳绑围栏或树立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非工作人员进入施工现场。8.3、拆架人员须戴好安全帽、系好安全带,其拆卸顺序应遵守由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;连墙杆必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙杆加固。应遵循“由上而下、先搭后拆的原则”,即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑,而后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按一步一清的原则依次进行,严禁上下同时进行拆架作业。8.4、拆立杆时,要先抱住立杆,再拆开最后两个扣件,拆除大横杆、立杆等,并按一步一清的原则依次进行,严禁上下同时进行拆架作业。61
齐河县阳光置业有限责任公司8.5、小横杆(拉接点)应随拆除进度逐层进行拆除,当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时,应先在适当位置搭设临时支撑加固后,再拆除连墙件,拆支撑时,应用临时撑进行支柱,然后才能拆除。8.6、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调。8.7、拆架时,严禁碰撞脚手架附近电源线以防触电事故。8.8、拆下的材料要慢慢下运,严禁抛掷,运到地面的材料应按指定的地点随拆随运,分类堆放,当天拆当天清,拆下的扣件及时放入库中,严禁丢失。九、施工要求9.1、脚手架施工人员不得酒后上岗,超时间和高强度作业。9.2、脚手架必须经常性的及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。9.3、脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。9.4、脚手架严禁钢木混合使用。9.5、脚手架搭设人员必须持证上岗,并能正确使用“三宝”。9.6、严格控制施工荷载,脚手架不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于2KN/M2。9.7、脚手板应满铺、铺稳、离开墙面120-150mm、铺设脚手板以及多层作业时,应尽量使施工荷载内、外传递平衡,在拐角、斜道、平台口处的脚手板,应与横向水平杆有可靠的连接、防止滑动。9.9、保证脚手架体的整体性,不得与塔机、龙门架一并连接,不得截断架体;不得将模板支架、缆风绳等固定在脚手架;严禁悬挂起重设备。9.10、当六级及六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。9.11、在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:主节点处的纵横向扫地杆;连墙杆。十、检查与验收10.1脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收:10.1.1基础工后及脚手架搭设前;61
齐河县阳光置业有限责任公司10.1.2作业层上施加荷载前;10.1.3每搭设完10~13m高度后;10.1.4达到设计高度后;10.1.5遇有六级大风与大雨后;寒冷地区开冻后;10.1.6停用超过一个月。10.2脚手架使用中,应定期检查下列项目:10.2.1杆件的设置和连接,连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求;10.2.2地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空;10.2.3扣件螺栓是否松动;10.2.4高度在24m以上的脚手架,其立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合规定;10.2.5安全防护措施是否符合要求;10.2.6是否超载。10.3安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查,抽样方法应按随机分布原则进行。不合格的必须重新拧紧,直至合格为止。十一、环境职业健康安全管理措施11.1脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。11.2搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。11.3脚手架的构配件质量与搭设质量,应按规定进行检查验收,合格后方准使用。11.4作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。不得将模板支架、缆风绳等固定在脚手架上;严禁悬挂起重设备。11.5当有六级及六级以上大风和雾、雨天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨后上架作业应有防滑措施。61
齐河县阳光置业有限责任公司11.6脚手架的安全检查与维护,应按规定进行。安全网应按有关规定搭设或拆除。11.7在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:11.7.1主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆;11.7.2连墙件。11.8不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报主管部门批准。11.9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。11.10工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等,应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46)的有关规定执行。11.11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。11.12为杜绝油漆污染,工地进架手架钢管等材料时,必须租用已刷好油漆的合格产品,避免在工地上刷油漆。61
齐河县阳光置业有限责任公司十二、附图61
齐河县阳光置业有限责任公司3009001500脚手架剖面图61
齐河县阳光置业有限责任公司30090015001300170016号工字钢钢丝绳14mm圆钢锚固予埋件悬挑部分剖面图61'
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