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'金乡镇龙金大道C地块苍南金城豪庭脚手架工程专项施工方案1工程概况1.1项目概况1.2工程概况及特点1.2.1工程简介工程位于温州苍南县金乡镇五一村,龙金大道以西,西门大街以南,龙金大道C地块。由6栋18层(建筑高度55.45m),一栋17层(建筑高度52.45m)1栋24层(建筑高度76.85m)高层住宅,地面商业网点、机房等配套用房,绿化及厂区道路组成。总建筑面积60120.8平米,其中:住宅:43051.61平米;商业:2275.41平米;配套:737.98平米;地下建筑面积12593.29平米;(1)商业:1#商业建筑面积184.63㎡;建筑占地面积184.63㎡;地上一层;建筑高度5.900m。2#商业建筑面积2132.3㎡;建筑占地面积1943.21㎡;地上二层;建筑高度7.950m。3#商业建筑面积155.88㎡;建筑占地面积155.88㎡;地上一层;建筑高度5.900m。瓶组间建筑面积32.31㎡;建筑占地面积32.31㎡小区出入口门廊占地面积121.37㎡(2)住宅主体结构合理使用年限:50年。人防等级:甲类,抗力等级为核6级,防化等级为丙类。防火分类:二类住宅,耐火等级一级;商业为多层民用建筑,耐火等级二级。上部结构体系:地下室为现浇砼框架剪力墙结构,住宅为现浇钢筋砼剪力墙结构;商业为现浇框架结构抗震等级:安全等级为二级,抗震类别为丙类,抗震设防烈度为6度。防火等级:一级人防工程等级:抗核6级。102
建筑高程:建筑室内±0.000相当于绝对标高为5.800(1985国家高程)图1-1金城豪庭项目场总平图表1-1建筑参数指标表序号楼号结构形式建筑面积楼层建筑高度1地下结构框剪12593.29121#楼4077.711+1855.45m32#楼4368.741+1855.45m43#楼7689.481+1855.45m54#楼3934.441+1855.45m65#楼3923.181+1855.45m76#楼4333.081+1855.45m87#楼11323.721+2476.85m98#楼3909.71+1752.45m1.3脚手架搭设范围根据现场实际条件及本工程结构情况,工程主楼与地下室外边齐,地下室外墙距冠梁有0.3m~1.5m不等宽的距离,在做主楼时地下室外围还未进行回填,因此拟定搭设脚手架措施为:首层至二层采用落地式脚手架,由二层开始悬挑,5层一挑(按照当地要求悬挑架搭102
设高度不得大于16m)方式搭设。首层落地脚手架搭设落地支点分别为:冠梁、地下室车库顶板、底板换撑带,局部搭设落地架内外排立管存在高差,要求单排位于冠梁及地下室部位小横杆需与地下室外墙预埋螺杆进行有效连接固定,落地脚手架搭设至二层后待二层地面砼浇筑并预埋U型固定件完成后放悬挑工字钢,悬挑部位以落地脚手架纵向水平杆作为临时支座,待二层砼强度达到设计强度值后拆除落地脚手架,固定悬挑架向上搭设,落地脚手架高度分别为:1#、2#、4#、5#、6#、8#楼落地脚手架高度5.45+4.5=9.95m,7#楼落地脚手架高度为:6.85+4.5=11.35m。商业部分采用落地式脚手架,室外地坪-0.8m,商业最高楼层标高9.2m,脚手架搭设高度0.8+9.2+1.5=11.5m(1)1#、2#、3#、4#、5#、6#楼分别从4.15m标高开始悬挑,第一段2-6层(4.15~19.15),高度15m;第二段7~11层(19.15~34.15),高度15m;第三段12~16层(34.15~49.15),高度15m,第四段17~塔楼(49.15~58.15+1.5=59.65),高度10.5m,采用分段悬挑。最终搭设高度为:59.65m,分段累计有效高度:51.5m。(2)8#楼从4.15m标高开始悬挑,第一段2-6层(4.15~19.15),高度15m;第二段7~11层(19.15~34.15),高度15m;第三段12~16层(34.15~49.15),高度15m,第四段16~塔楼(49.15~55.55+1.5=57.05),高度7.9m,采用分段悬挑。最终搭设高度为:57.05m,分段累计有效高度:52.9m;(3)7#楼从5.55m标高开始悬挑,第一段2~6层(5.55~20.55),高度15m;第二段7~11层(20.55~35.55),高度15m;第三段12~16层(35.55~50.55),高度15m,第四段17~21层(50.55~65.55),高度15m,第五段22~塔楼(65.55~77.95+1.5=79.45),高度13.9m采用分段悬挑。最终搭设高度为:79.45m,分段累计有效高度73.9m;具体平面布置见附图2编制依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《钢结构设计规范》GB50017-2003《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011102
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011危险项较大的分部分项工程安全管理办法(建质[2009]87号文)相关设计图纸等PKPM施工管理软件(2014)3材料与设备计划(1)搭设脚手架的钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3092中规定的3号普通钢管,其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A钢的规定,每根钢管的最大质量不应大于25kg。新用的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,钢管要有产品质量合格证、质量检验报告,钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》GB/T228的有关规定,质量和钢管外径、壁厚、端面等的偏差应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的有关规定,必须涂有防锈漆。旧钢管表面锈蚀深度、和钢管的弯曲变形应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的有关规定。锈蚀检查应每年一次。检查时,应在锈蚀严重的钢管中抽取3根,在每根锈蚀严重部位横向截断取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用。钢管上严禁打孔。(2)扣件为可锻铸造扣件,其材质应符合建设部《钢管脚手架扣件》GB15831的要求,由有扣件生产许可证的生产厂家提供,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,扣件的规格应与钢管相匹配,贴和面应平整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。钢管螺栓拧紧扭力矩达65N·m时不得破坏。旧扣件在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。新、旧扣件均应进行防锈处理。(3)水平悬挑梁,其钢材强度等级为Q235-B,型号见材料表,水平悬挑梁所使用的钢材必须表面平整,无锈蚀。在满载条件下其挠度变形应满足相应设计要求。(4)固定钢梁的钢筋拉环应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)规定。(5)搭设架子前应进行保养,除锈并统一涂色,力求环保美观。(6)脚手板、脚手片采用符合有关要求。(7)安全网采用密目式安全网,网目应满足2000目/100cm2,做耐贯穿试验不穿透,1.6×1.8m的单张网重量在3kg102
以上,颜色应满足环境效果要求,选用绿色。要求阻燃,使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证,以及由相关建筑安全监督管理部门发放的准用证。(8)连墙件材料采用钢管,其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》GB/T700-2006中Q235-A钢的要求。(9)水平加固杆、封口杆、扫地杆、剪刀撑及脚手架转角处的连接杆等宜采用φ48×3.0mm焊接钢管,其材质在保证可焊性的条件下应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A钢的规定,相应的扣件规格为φ48mm。主要材料参数表表3-1钢管落地脚手架材料参数钢管Ф48×3.0扣件配套脚手板竹脚手板安全网全封闭表3-2型钢悬挑脚手架(扣件式)钢管Ф48×3.0扣件配套脚手板竹脚手板安全网全封闭悬挑主梁16号工字钢表3-3型钢悬挑卸料平台钢丝绳型号6×19脚手板类别栏杆、胶合板脚手板挡板主梁型钢型号14a号槽钢次梁型钢型号10号槽钢面板类型九层胶合板4脚手架构造要求4.1落地式脚手架构造要求4.1.1立杆基础设置要求(1)基础应平整夯实,表面应进行混凝土硬化。落地立杆应垂直稳放在50厚坚固底板上。(2)立杆下部应设置纵横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上面不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。(3)立杆基础外侧应设置截面不小于200×200mm的排水沟,保持立杆基础不积水。102
(4)外脚手架不宜支设在屋面、雨棚、阳台等处。(5)当脚手架基础下有设备基础、管沟时,在脚手架使用过程中不应开挖。当必须开挖时,应采取加固措施。4.1.2立杆搭设要求(1)钢管脚手架底步步距高度不大于2m,其余不大于1.8m,立杆纵距不大于1.8m,横距不大于1.5m。横距宜为0.85m~1.05m。(2)搭设高度超过25m须采用双立杆或缩小间距的方法搭设,双立杆中的副立杆的高度不应低于3步,且不少于6m。(3)底步立杆必须设置纵横向扫地杆,纵向扫地杆宜采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm的立杆上,横向扫地杆也应用直角扣件固定在纵向扫地杆下方的立杆上。(4)底排立杆、扫地杆、剪刀撑均漆黄黑或红白相间色。4.1.3杆件设置应符合以下规定:(1)脚手架立杆与纵向水平杆交点处应设置横向水平杆,两端固定在立杆上,确保安全受力。(2)立杆接长除在顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步必须采用对接。搭接时搭接长度不小于1m,且不少于三只旋转扣件紧固。(3)在脚手架使用期间,严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆。(4)纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨。(5)纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。当采用对接扣件连接时,纵向水平杆的对接扣件应交错布置。当采用搭接时,纵向水平杆搭接长度不应小于1m,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。(6)横向水平杆两端各伸出扣件盖板边缘长度不应少于100mm,并应尽量保持一致。(7)相邻杆件搭接、对接必须错开一个档距,同一平面上的接头不得超过50%。4.1.4剪刀撑与横向斜撑设置要求(1)剪刀撑应从底部边角沿长度和高度方向连续设置至顶部;(2)剪刀撑斜杆应与立杆或横向水平杆的伸出端进行连接。斜杆的接长应采用搭接,倾角为45º~60º(优先采用45º),每道剪刀撑跨越立杆根数为5~7根,宽度不应小于4跨,且不应小于6m。(3)一字型、开口型双排脚手架的两端均应设置横向斜撑;中间宜每隔6102
跨设置一道横向斜撑。(4)剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。(5)剪刀撑应采用搭接,搭接长度不小于1m,且不少于三只旋转扣件紧固。4.1.5脚手片与防护栏杆设置要求(1)外脚手架脚手片应每步满铺。(2)脚手片应垂直墙面横向铺设。脚手片应满铺到位,不留空位。(3)脚手片应采用18#铅丝双股并联4角绑扎牢固,交接处平整,无探头板。脚手片破损时应及时更换。(4)脚手架外侧应采用合格的密目式安全网封闭。安全网应采用18#铅丝固定在脚手架外立杆内侧。(5)脚手架外侧每步设180mm挡脚板(杆),在高0.6m与1.2m处各设一道同材质的防护栏杆。脚手架内侧形成临边的,应按脚手架外侧防护做法。(6)平屋面脚手架外立杆应高于檐口上皮1.5m。坡屋面脚手架外立杆应高于檐口上皮1.5m。4.1.6架体与建筑物拉结要求(1)连墙件宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm,当大于300mm时,应有加强措施。当连墙件位于立杆步距的1/2附近时,须予以调整。(2)连墙件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,应采用其他可靠固定措施。连墙件宜菱形布置,也可采用方形、矩形布置。(3)连墙件应采用刚性连墙件与建筑物连接。(4)连墙杆宜水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应向下斜连接,不应采用向上斜连接。(5)连墙件间距应符合要求,水平方向不应大于3跨,垂直方向不应大于3步,也不应大于4米(架体高度在50m以上时不应大于2步)。连墙件在建筑物转角1m以内和顶部800mm以内应加密。(6)一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件,连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高,并不应大于4m或2步。(7)脚手架应配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。(8102
)在脚手架使用期间,严禁拆除连墙件。连墙件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脚手架;分段拆除高差不应大于两步,如高差大于两步,应增设连墙件加固。(9)因施工需要需拆除原连墙件时,应采取可靠、有效的临时拉结措施,以确保外架安全可靠。(10)架体高度超过40m且有风涡流作用时,应采取抗上升翻流作用的连墙措施。4.1.7架体内封闭要求(1)脚手架内立杆距墙体净距一般不应大于200mm。当不能满足要求时,应铺设站人片。站人片设置平整牢固。(2)脚手架在施工层及以下每隔3步与建筑物之间应进行水平封闭隔离,首层及顶层应设置水平封闭隔离。4.1.8外脚手架斜道要求(1)斜道附着搭设在脚手架的外侧,不得悬挑。斜道的设置应为来回上折形,坡度不应大于1∶3,宽度不应小于1m,转角处平台面积不宜小于3m2。斜道立杆应单独设置,不得借用脚手架立杆,并应在垂直方向和水平方向每隔一步或一个纵距设一连接。(2)斜道两侧及转角平台外围均应设挡脚板(杆),在高0.6m与1.2m处各设一道同材质的防护栏杆,并用合格的密目式安全网封闭。(3)斜道侧面及平台外侧应设置剪刀撑。(4)斜道脚手片应采用横铺,每隔300mm设一防滑条。防滑条宜采用20×40mm方木,并多道铅丝绑扎牢固。4.2悬挑式脚手架构造4.2.1悬挑脚手架选用材料要求(1)悬挑脚手架的悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢,钢梁截面高度不应小于160mm。(2)选用的型钢应有产品质量合格证,严禁使用锈蚀或变形严重、有裂缝的型钢。(3)拉索式悬挑脚手架所用的钢丝绳出现下列情况之一的不得使用:1)断丝严重、断丝局部聚集、绳股断裂;2)内、外部磨损或腐蚀的;3)绳股挤出、钢丝挤出、扭结、弯折、压扁等变形的;(4)螺栓连接件变形、磨损、锈蚀严重和螺栓损坏的,不得使用。(5)斜撑式悬挑脚手架的斜撑梁不得锈蚀、变形严重、开裂。(6)预埋钢筋扣环和拉环应采用热轧光圆钢筋,直径不小于16mm,具体规格由方案计算确定。102
(7)钢管、扣件、安全网、脚手片等其他材料的材质,按照落地式脚手架的条文规定。4.2.2悬挑梁设置基本要求1)悬挑梁与建筑结构连接应采用水平形式,固定在建筑梁板混凝土结构上,水平锚固段应大于悬挑段的1.25倍,与建筑物连接可靠。2)悬挑梁和建筑物的固定可采用两道及以上预埋U型圆钢或螺栓扣环,两道预埋的扣环应设置在悬挑梁的端部。预埋U型拉环应使用HPB235级钢筋,其直径不宜小于20mm.3)采用预埋U型圆钢扣环的,应在悬挑梁调整好位置后用铁楔从两不同方向楔紧,并固定。采用预埋U型螺栓扣环的,应在悬挑梁调整好位置后用铁质压板双螺母固定,螺栓丝口外露不应少于3扣。4)悬挑脚手架的拉索柔性材料仅作安全储备措施,不得作悬挑结构的受力构件。5)拉索的预埋U圆钢拉环宜预埋在建筑物梁底或梁侧。U型圆钢拉环预埋处的混凝土应达到拆模条件时方可悬拉拉索。6)预埋U型圆钢扣环、拉环埋入混凝土的锚固长度不应小于30d,并应焊接或绑扎在主筋上。4.2.3悬挑脚手架的搭设要求(1)悬挑脚手架每段搭设高度不大于16m。(2)悬挑脚手架立杆底部与悬挑型钢连接应有固定措施,防止滑移。(3)悬挑架步距不应大于1.8m。立杆纵向间距不应大于1.5m。(4)悬挑脚手架的底层和建筑物的间隙必须封闭防护严密,以防坠物。(5)与建筑主体结构的连接应采用刚性连墙件。连墙件间距水平方向不应大于6m,垂直方向不应大于4m。(6)悬挑脚手架在下列部位应采取加固措施:1)架体立面转角及一字形外架两端处;2)架体与塔吊、电梯、物料提升机、卸料平台等设备需要断开或开口处;3)其它特殊部位。(7)悬挑脚手架的其他搭设要求,按照落地式脚手架规定执行。102
4.3卸料平台构造4.3.1卸料平台要求(1)卸料平台应进行设计计算并编制专项施工方案。(2)、卸料平台应按照专项施工方案搭设。卸料平台应有独立的支撑系统,严禁与脚手架、支模架、垂直运输机械等连接。(3)、卸料平台采用九层胶合板铺设,并设有防滑条。(4)外脚手架吊物卸料平台应制作定型化、工具化,通过4根匹配的钢丝索与预埋的钢筋吊环可靠拉结,自成受力系统,预埋的钢筋吊环要保证锚固长度,混凝土强度应达到100%。严禁使用扣件式钢管搭设悬挑卸料平台。(5)、落地式卸料平台可以由钢管搭设,但必须单独搭设,自成受力系统,严禁和脚手架混搭。基础必须牢固、可靠,承载力应满足使用要求。(6)、卸料平台必须设置限载牌及安全警示牌。(7)卸料平台临边应防护到位。102
5脚手架工程施工工艺5.1脚手架计算书报审表5.1.1落地式扣件钢管脚手架计算书报审表表5.1-1落地式扣件钢管脚手架计算书报审表工程名称金城豪庭计算部位落地钢管脚手架计算参数双排脚手架,搭设高度为15.000米,立杆采用单立管。纵距1.20米,立杆的横距1.05米,步距1.50米。钢管类型为φ48×3.0。,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.00米,水平间距2.40米。同时施工2层,脚手板共铺设4层。计算简图材料特性钢管型号:;连墙件和钢管的质量符合<<碳素结构钢>>(GB/T700)中的Q235-A级钢的规定;扣件采用可锻铸铁制作,质量符合<<钢管脚手架扣件>>(GB15831)的规定;脚手板采用竹笆板脚手板。序号计算要点详细计算过程结论计算过程及结论大横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.208×106/4491.0=46.373N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算V=(0.677×0.130+0.990×0.787)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.810mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm满足条件!小横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.799×106/4491.0=178.003N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算最大挠度V=V1+V2=2.869mm大横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm满足条件!102
扣件计算荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.220+1.4×1.890=2.959kN扣件抗滑承载力可取8.0kN;满足条件!立杆计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=58.123N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=87.238N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!连墙件的计算连墙件轴向力计算值Nl=7.184kN连墙件轴向力设设计值Nf1=73.865kN满足条件!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到N1=7.184kN小于扣件的抗滑力8.0kN满足条件!5.1.2悬挑式扣件钢管脚手架计算书报审表表5.1-2悬挑式扣件钢管脚手架计算书报审表(普通)工程名称金城豪庭计算部位悬挑脚手架计算计算参数双排脚手架,搭设高度为20.000米,立杆采用单立管。纵距1.20米,立杆的横距0.9米,步距1.50米。钢管类型为φ48×3.0,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。同时施工2层,脚手板共铺设4层。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.25米,建筑物内锚固段长度1.60米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,计算没有考虑钢丝绳或支杆与建筑物拉结。计算简图材料特性钢管型号:;连墙件和钢管的质量符合<<碳素结构钢>>(GB/T700)中的Q235-A级钢的规定;扣件采用可锻铸铁制作,质量符合<<钢管脚手架扣件>>(GB15831)的规定;脚手板采用竹笆板脚手板;悬挑水平钢梁采用16号工字钢序号计算要点详细计算过程结论102
计算过程及结论大横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm满足条件!小横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算最大挠度V=V1+V2=1.449mm大横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm满足条件!扣件计算荷载的计算值R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN扣件抗滑承载力可取8.0kN;满足条件!立杆计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=76.80N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=105.61N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!连墙件的计算连墙件轴向力计算值Nl=9.55kN连墙件轴向力设设计值Nw=73.87kN满足条件!悬挑梁计算1.强度验算:f=12.417×106/(1.05×141000.0)=83.9N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2满足条件!2.挠度验算:最大挠度Vmax=4.519mm水平支撑梁的最大挠度小于2500.0/250满足条件!悬挑梁的整体稳定性计算σ=12.42×106/(0.929×141000.00)=94.80N/mm2水平钢梁的稳定性计算σ<[f]满足条件!锚固段与楼板连接的计算1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环最小直径:D=[7564.00×4/(3.1416×110.500×2)]1/2=7mm2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓:楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度h要大于:102
7564.04/(3.1416×20×1.50)=80.3mm。3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压:楼板螺栓的所能承受的最大轴向拉力131.58kN;满足要求!4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板配筋:As=6.05×106/(0.98×105.00×210.00)=279mm25.1.3悬挑式扣件钢管脚手架计算书(阳台)表5.1-3悬挑式扣件钢管脚手架计算书(阳台)工程名称金城豪庭计算部位阳台处悬挑脚手架计算计算参数双排脚手架,搭设高度为20.000米,立杆采用单立管。纵距1.20米,立杆的横距0.35米,步距1.50米。钢管类型为φ48×3.0。,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。同时施工2层,脚手板共铺设4层。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度3.25米,建筑物内锚固段长度4.50米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。计算简图材料特性钢管型号:连墙件和钢管的质量符合<<碳素结构钢>>(GB/T700)中的Q235-A级钢的规定;扣件采用可锻铸铁制作,质量符合<<钢管脚手架扣件>>(GB15831)的规定;脚手板采用竹笆板脚手板;悬挑水平钢梁采用16号工字钢序号计算要点详细计算过程结论计算过程及结论大横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm满足条件!小横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!102
2.挠度验算最大挠度V=V1+V2=1.449mm大横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm满足条件!扣件计算荷载的计算值R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN扣件抗滑承载力可取8.0kN;满足条件!立杆计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=77.56N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=109.63N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!连墙件的计算连墙件轴向力计算值Nl=10.20kN连墙件轴向力设设计值Nw=73.87kN满足条件!悬挑梁计算1.强度验算:f=15.408×106/(1.05×141000.0)=104.1N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2满足条件!2.挠度验算:最大挠度Vmax=32.258mm水平支撑梁的最大挠度大于6500.0/250满足条件!悬挑梁的整体稳定性计算σ=15.41×106/(0.929×141000.00)=117.63N/mm2水平钢梁的稳定性计算σ<[f]满足条件!锚固段与楼板连接的计算1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环最小直径:D=[2871.00×4/(3.1416×110.500×2)]1/2=5mm2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓:楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度h要大于:2870.86/(3.1416×20×1.50)=30.5mm。3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压:楼板螺栓的所能承受的最大轴向拉力131.58kN;满足要求!4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板配筋:As=6.46×106/(0.98×105.00×210.00)=298mm2102
5.1.4悬挑式扣件钢管脚手架计算书(阳角)表5.1-4悬挑式扣件钢管脚手架计算书报审表(阳角)工程名称金城豪庭计算部位建筑阳角处计算参数双排脚手架,搭设高度为20.000米,立杆采用单立管。纵距1.20米,立杆的横距0.35米,步距1.50米。钢管类型为φ48×3.0。,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。同时施工2层,脚手板共铺设4层。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.75米,建筑物内锚固段长度2.50米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。计算简图材料特性钢管型号:;连墙件和钢管的质量符合<<碳素结构钢>>(GB/T700)中的Q235-A级钢的规定;扣件采用可锻铸铁制作,质量符合<<钢管脚手架扣件>>(GB15831)的规定;脚手板采用竹笆板脚手板;悬挑水平钢梁采16号工字钢序号计算要点详细计算过程结论计算过程及结论大横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm满足条件!小横杆计算1.抗弯强度验算:σ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2满足条件!2.挠度验算最大挠度V=V1+V2=1.449mm大横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm满足条件!荷载的计算值满足条件!102
扣件计算R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN扣件抗滑承载力可取8.0kN;立杆计算1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=77.56N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算经过计算得:钢管立杆抗压强度计算值σ=109.63N/mm2钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.00N/mm2满足条件!连墙件的计算连墙件轴向力计算值Nl=10.20kN连墙件轴向力设设计值Nw=73.87kN满足条件!悬挑梁计算1.强度验算:f=14.486×106/(1.05×141000.0)=97.8N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2满足条件!2.挠度验算:最大挠度Vmax=10.364mm水平支撑梁的最大挠度小于3500.0/250满足条件!悬挑梁的整体稳定性计算σ=14.49×106/(0.929×141000.00)=110.59N/mm2水平钢梁的稳定性计算σ<[f]满足条件!锚固段与楼板连接的计算1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环最小直径:D=[5487.00×4/(3.1416×110.500×2)]1/2=6mm2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓:楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度h要大于:5487.17/(3.1416×20×1.50)=58.2mm。3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压:楼板螺栓的所能承受的最大轴向拉力131.58kN;满足要求!4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板配筋:As=6.86×106/(0.98×105.00×210.00)=317mm2102
5.1.5悬挑卸料平台计算书悬挑卸料平台计算书工程名称金城豪庭计算部位卸料平台计算参数计算依据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)和《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度3.8m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.3m。次梁采用[10号槽钢U口水平,主梁采用[14a号槽钢U口水平,次梁间距0.50m。容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载2.00kN。计算简图悬挑卸料平台示意图:材料特性次梁采用[10号槽钢U口水平,主梁采用[14a号槽钢U口水平序号计算要点详细计算过程结论计算过程及结论次梁的计算1.抗弯强度计算σ=2.72×106/(1.05×39700.00)=65.35N/mm2次梁槽钢的抗弯强度计算σ<[f]满足要求!2.整体稳定性计算σ=2.72×106/(0.78×39700.00)=88.51N/mm2次梁槽钢的稳定性计算σ<[f]满足要求!主梁的计算1.抗弯强度计算σ=5.94×106/1.05/80500.00+12.11×1000/1851.00=76.77N/mm2主梁的抗弯强度计算强度小于[f]满足要求!2.整体稳定性计算σ=5.94×106/(0.59×80500.00)=124.92N/mm2主梁槽钢的稳定性计算σ<[f]满足要求!钢丝绳的计算选择拉钢丝绳的破断拉力要大于:10.00×15.37/0.85=180.86kN。选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径20.0mm。吊环计算所需要的吊环最小直径:D=[15373×4/(3.1416×50×2)]2=14mm102
施工单位上海十三冶建设有限公司5.2工艺流程5.2.1钢管落地脚手架施工工艺场地平整、夯实→基础承载力实验、材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(格栅)→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。5.2.2型钢悬挑卸料平台施工工艺卸料平台加工支座完毕经过验收合格后方可吊装。吊装时,先挂好四角的吊钩,传发初次信号,但只能稍稍提升平台,放松斜拉钢丝绳,方可正式吊装,吊钩的四条引绳应等长,保证平台在起吊过程中的平稳。吊装至预定位置后,先将平台工字钢与预埋件固定后,再将钢丝绳固定,紧固螺母及钢丝绳卡子,完毕后方可松塔吊吊钩,卸料平台安装完毕后,经验收合格后方可使用。5.2.3多排悬挑脚手架施工工艺预埋件设置→安装悬挑主梁→悬挑主梁上下支撑杆件设置5.3施工方法5.3.1钢管落地脚手架施工方法定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离,并做好标记;用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。在搭设首层脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉结后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件以上两步时,宜先立外排,后立内排。其余按以下构造要求搭设。(1)地基基础本工程脚手架地基基础部位应在回填土完后夯实,采用强度等级不低于C15的混凝土进行硬化,混凝土硬化厚度不小于10cm。地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求。102
图5-1落地脚手架低级处理(2)立杆设置1)立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头位置交错布置,两个相邻立杆接头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于50cm;各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3,顶层顶步采用搭接连接时,搭接部位扎结不少于2道,立杆顶端亦高出女儿墙上皮1m,高出檐口上皮1.5m。2)上部单立杆与下部双立杆交接处,采用单立杆与双立杆之中的一根对接连接。主立杆与辅立杆采用旋转扣件连接,扣件数量不应少于2个。每根立杆底部应设置垫块,并且必须设置纵、横向扫地杆。纵横向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处立杆上。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立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。3)立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。4)立杆及纵横向水平杆构造要求见下图。102
图5-2立杆及纵横向水平杆构造图(3)大横杆、小横杆、剪刀撑设置1)纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨。纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。其要求如下:当采用对接时,对接扣件应该交错布置,两根相邻纵向水平杆接头不宜设置在同步或同跨;不同步或不同跨两相邻接头在水平方向错开距离不应小于500mm;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。当采用搭接时,搭接长度不应小于1m,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。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;当使用竹笆脚手板时,纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上,并应等间距设置,间距不应大于400mm;2)外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆,两端固定在立杆,以形成空间结构整体受力。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;并且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102
大于纵距的1/2;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。使用竹笆脚手板时,双排脚手架的横向水平杆两端。应用直角扣件固定在立杆上;单排脚手架的横向水平杆的一端,应用直角扣件固定在立杆上,另一端应插入墙内,插入长度亦不应小于180mm。3)高度在24m以下的单、双排脚手架均必须在脚手架外侧立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角宜在45°~60°之间。高度在24m以上的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。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。(4)脚手板、脚手片的铺设要求1)作业层脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm;2)冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等,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。此三种脚手板的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,接头处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(如图a);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(如图b)。3)竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺,四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。4)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。脚手板探头应用直径3.2mm镀锌钢丝固定在支承杆件上;图5-2脚手板对接搭接示意图102
5)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;6)自顶层作业层的脚手板下计,宜每隔12m满铺一层脚手板。(5)防护栏杆1)脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。2)选用18#铅丝张挂安全网,要求严密、平整。3)脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.9m和1.3m。4)脚手架内侧形成临边的(如遇大开间门窗洞等),在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和踢脚杆。(6)连墙件1)连墙件数量的设置除应满足本规范计算要求外,尚应符合表6.4.1的规定。表6.4.1连墙件布置最大间距表5-4连墙件布置间距要求脚手架高度竖向间距水平间距(la)每根连墙件覆盖面积单排≤50m2h3la≤40㎡>50m3h3la≤27㎡双排≤24m3h3la≤40㎡注:h——步距;la——纵距。2)连墙件的布置应符合下列规定: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;宜优先采用菱形布置,也可采用方形、矩形布置;④一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件,连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高,并不应大于4m(2步)。2)以下双排脚手架采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。3)连墙件的构造应符合下列规定: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。4102
)当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑。抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接,与地面的倾角应在45°~60°之间;连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。架高超过40m且有风涡流作用时,应采取抗上升翻流作用的连墙措施。5)连墙件构造示意图1-垫木;2-短钢管;3-直角扣件;4-横向水平杆;5-附加钢管图5-5脚手架刚性连墙件图示(7)架体内封闭1)脚手架的架体里立杆距墙体净距最多为200mm,如因结构设计的限制大于200mm的必须铺设站人板,站人板设置平整牢固。2)脚手架施工层里立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。3)施工层以下外架每隔3步以及底部用密目网或其他措施进行封闭。5.3.2型钢悬挑外脚手架(1)水平悬挑梁定距定位,悬挑梁间距应按悬挑架架体立杆纵距倍数设置。102
水平悬挑梁必须保证有足够的锚固强度和截面抗屈曲能力,水平悬挑梁的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同,立杆直接支承在悬挑梁上。上部脚手架立杆与挑梁支承结构应有可靠的定位连接措施,以确保上部架体的稳定。通常采用在挑梁或纵向钢粱上焊接150-200mm、直径不小于18的钢筋,立杆套在其外,并同时在立杆下部设置扫地杆。见下图图5-6挑梁设置示意图悬挑梁通过阳台或其他悬挑结构时在悬挑构件根部加垫块防止悬挑构件受力图5-7挑梁在悬臂构件上是的构造(2)悬挑梁尾端应在两处以上使用钢筋固定在钢筋混凝土结构上或由不少于两道的预埋U型螺栓固定,悬挑前端应采用吊拉卸荷,吊拉构件与水平工字钢夹角不小于60度。102
(3)钢筋拉环、U型螺栓与型钢间隙用木楔楔紧。图5-8拉环与型钢的连接示意-(4)钢筋拉环、U型螺栓预埋位置宜为悬挑工字钢尾端向里30㎝处。钢筋预埋至砼板、砼梁底。(5)一次悬挑脚手架高度不应超过16m。(6)悬挑梁支承位置宜设置在结构梁上。悬挑端应按悬挑跨度起拱1%。(7)锚固位置设置在楼板上时,楼板的厚度不得小于100mm。楼板上应预先配置用于承受悬挑梁锚固端作用引起负弯矩的受力钢筋,否则应采取支顶卸载措施。(8)悬挑钢梁支承点应设置在结构梁上,不得设置在外伸阳台上或悬挑板上,否则应采取加固措施。(9)悬挑梁间距应按悬挑架架体立杆纵距倍数设置。(10)在建筑结构角部,钢梁宜扇形布置;如果结构角部钢筋较多不能留洞,可采用设置预埋件焊接型钢三角架等措施。102
图5-9转角处平面图(11)悬挑架设置连墙件与外立面设置剪刀撑,是保证悬挑架整体稳定的条件。(12)型钢悬挑梁布置时遇梯间地段时,可采取阳台处的悬挑梁的上拉钢丝绳方法,或采用内置横压梁方法,横压梁搁置在梯间的两侧框架梁上,采用预埋件固定。因压梁布置在楼梯间处,因此需做好安全警示,铺设好人员上下踏步,以保证人员上下的安全。图5-10楼梯悬挑布置102
5.3.3型钢悬挑卸料平台(1)悬挑式卸料平台应按现行的相应规范进行设计,其结构构造应能防止左右晃动。(2)悬挑式卸料平台的搁支点与上部拉结点,必须位于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上。(3)斜拉杆或钢丝绳,构造上宜两边各设前后两道,两道中的靠近建筑一侧的一道为安全储备,另外一道应作受力计算。(4)应设置四个经过验算的吊环,吊运平台时使用卡环,不得使吊钩直接钩挂吊环,吊环应用甲类3号沸腾钢制作。(5)悬挑式卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,采取其他方式时卡头的卡子不得少于三个,建筑物锐角利口围系钢丝绳处应加衬软垫物,悬挑式卸料平台外口应略高于内口。(6)台面应满铺脚手板。(7)悬挑式卸料平台左右两侧必须装固定的防护栏杆。(8)悬挑式卸料平台吊装,需待横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,调整完毕,经过检查验收,方可松卸起重吊钩,上下操作。(9)悬挑式卸料平台使用时,应有专人进行检查,发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换,焊缝脱焊应及时修复。(10)卸料平台上应显著地标明容许荷载值。操作平台上人员和物料的总重量严禁超过设计的容许荷载,应配备专人加以监督。5.4安全防护措施5.4.1电梯井洞口防护措施电梯井口设置不低于1.6m高的防护门,并在防护门上刷红油漆、挂牌。电梯井筒内每隔一层在入口处设置一个用φ25螺纹钢筋、钢管及木板搭设的平台,中间一层用钢筋支托安全网一道,网上及平台上均不得存有杂物。电梯井内不准做垂直运输通道或垃圾通道。5.4.2结构临边防护措施在结构出入阳台的门窗洞口处设置封闭式防护栏杆,使用材料采用φ48×3.0钢管。其高度不低于1.2m,立杆间距不大于2m,竖向每隔0.6m设一道通长纵向水平杆,每隔一根立杆设一道三脚架。沿钢管长度方向刷红白间隔的油漆、挂醒目标志牌;护身栏杆满挂密目安全网,白天设警示牌、夜间设红色标志灯。102
5.4.3楼梯间防护措施楼梯的侧边利用脚手架做安全防护,架子立管从楼梯井内搭设,侧边沿楼梯坡度方向做一道1.2m高的护身栏,侧边底部设挡脚板。5.4.4防雷避电措施本工程脚手架接地、避雷措施执行《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)标准。工程采用避雷针与纵向水平杆连通、接地线与整栋建筑物楼层内避雷系统连成一体的措施。每栋楼各设置4根避雷针,避雷针采用φ12镀锌钢筋制作,高度1.5m,设置在脚手架四角立杆上,并将所有最上层的纵向水平杆全部连通,形成避雷网络。接地线采用40×4的镀锌扁钢,将立杆分别与建筑物楼层内的避雷系统连成一体。接地线的连接牢靠,与立杆连接采用2道螺栓卡箍连接,螺钉加弹簧垫圈以防止松动,并保证接触面积不小于10mm2,并将表面的油漆及氧化层清除干净,露出金属光泽并涂以中性凡士林。接地线与建筑物楼层内避雷系统的设置按脚手架的长度不超过50m设置一个,位置尽量避免人员经常走动的地方,以避免跨步电压的危害,防止接地线遭机械破坏。两者的连接采用焊接,焊接长度大于2倍的扁钢宽度。焊完后再用接地电阻测试仪测定电阻,要求冲击电阻不大于10Ω,同时注意检查与其他金属物或埋地电缆之间的安全距离不小于3m,以避免发生击穿事故。5.5脚手架在搭设和使用期间的监测措施因为本工程的脚手架是随结构施工而往上搭设的,所以是分段搭设、分段投入使用。这就要求脚手架也必须严格要求搭设程序和步骤、分段进行验收,验收合格后方可投入使用,脚手架没搭设一层应该进行垂直、平整度检查,经检查合格后方能投入使用,用经纬仪检查,大横杆的水平偏差不得大于该片架总长的1/300,也不要大于50mm,立杆的垂直偏差不得大于架体H/400。表5-5脚手架搭设的技术要求与允许变形值及检查方法序号项目技术要求允许偏差(mm)检查方法与工具1工字钢坚实平整型钢工字钢预埋件牢固扣稳预埋件观察钢丝绳无锈蚀,断丝工字钢滑动与沉降不滑动0不沉降-10102
2立杆垂直度最后验收垂直度偏差H/400±100经纬仪和卷尺搭设中检查垂直度偏差的高度(m)H=2H=10H=20H=30H=40±7±25±50±100±1003间距步距偏差柱距偏差排距偏差±20±50±20钢卷尺4纵向水平杆高差一根杆的两端±20水平仪或水平尺同跨内外纵向水平杆高差土105双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差外伸100mm^20钢卷尺6扣件安装主节点处各扣件距主节点的距离150mm钢卷尺同步立杆上的两个相邻对接扣件的高差大于500mm立杆上的对接扣件距主节点的距离≤h/3纵向水平杆上的对接扣件距主节点的距离≤L/3螺栓拧紧扭力距40〜65N.m力矩扳手7剪刀撑与地面倾角45-60度角尺剪刀撑的位置、距离、角度和搭接;隔离设施、外挑安全网和外包安全网;扣件的紧固程度;连墙杆的位置,数量和牢固程度;脚手架出入处的加固;脚手架开口处的加固;脚手架所用的钢管、扣件、型钢及其他材料的材质证明和抽检记录;脚手架的接地防雷;焊缝的质量。6检查验收6.1钢管脚手架验收(1)脚手架搭设完毕或分段搭设完毕,应按规定对脚手架工程的质量进行检查,经102
检查合格后方可交付使用。(2)高度在20m及20m以下的脚手架,应由单位工程负责人组织技术安全人员进行检查验收。高度大于20m的脚手架,应由上一级技术负责人随工程进行分阶段组织单位工程负责人及有关的技术人员进行检查验收。(3)验收时应具备下列文件1)根据编制依据相关文件法规要求所形成的施工组织设计文件。2)脚手架构配件的出厂合格证或质量分类合格标志。3)脚手架工程的施工记录及质量检查记录。4)脚手架搭设过程中出现的重要问题及处理记录。5)脚手架工程的施工验收报告。6)脚手架工程的验收,除查验有关文件外,还应进行现场检查,检查应着重以下各项,并记入施工验收报告。①构配件和加固件是否齐全,质量是否合格,连接和挂扣是否紧固可靠。②安全网的张挂及扶手的设置是否齐全。③地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空。④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。⑤垂直度、水平度及立杆的沉降是否合格。⑥扣件螺栓是否松动,是否超载。6.2型钢悬挑卸料平台验收(1)脚手架必须由持有效上岗证的专业技术人员搭设。(2)进行分段验收和检查,发现有不符合要求的应迅速改正,并追究责任。(3)外脚手架分段验收严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011第八节及《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中“外脚手架检查评分表”中所列项目和施工方案要求的内容进行检查。填写验收记录单,并由搭设人员、安全员、施工员、项目经理签字后,方能交付使用。(4)架体内必须做到每层封闭(即进行隔离),且不能大于4步。7脚手架的维护保养管理7.1脚手架保养(1)在检查扣件是否有松动的同时,应对扣件的旋转面及螺丝丝口上油一次。102
(2)应随时检查脚手板是否绑扎紧密,否则应及时修复加固。(3)每天检查一次安全网有无破损和是否固定牢靠,及时发现问题及时加固修复。7.2脚手架维护(1)拆除后的脚手架(包括构配件)应清除杆件及螺纹上的沾污物,并按品种、规格整理分类回收入库堆放时,场地应平整,排水良好,下设支垫,并用篷布遮盖。(2)凡弯曲、变形的杆件应先调直,损坏的构配件应先修复,方准入库存放,否则应报废处理。(3)要定期对脚手架的构配件进行除锈、防锈处理;凡湿度较大的地区(相对温度大于75%)每年应涂防锈漆一次,一般应两年涂刷一次;扣件要涂油。(4)脚手架使用的扣件、螺母、螺栓、垫块、花篮螺栓等,在搭设时应将多余零件及时回收存放,在拆除时亦应及时验收。(5)应建立健全脚手架工具、材料、构配件的领发、回收、检查、维修制度。7.3脚手架安全管理(1)在搭设过程中应由工地项目经理组织有关人员及时检查,按有关规定报请公司全科组织人员(项目经理、安全员、架子工班长等)进行检查、验收和签证。标化工地每两步挂验收合格牌一块。(2)脚手架搭设人员必须是经过国家《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,体检和考核合格者持证上岗,凡患有高血压、贫血病、心脏病及其他不适于高处作业者,一律不得上脚手架操作。(3)搭救拆脚手架时,操作人员必须戴好安全帽;使用的工具要放在工具袋内,防止掉落伤人;登高要穿防滑鞋,袖口及裤口要扎紧。(4)工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等应按《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)有关规定执行。脚手架每隔50m设一处接地,其最远点到接触脚手架上电阻不得超过10Ω。(5)搭、拆脚手架时,应按《高处作业安全技术规范》的有关规定执行。且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。(6)搭、拆脚手架前,应由工程项目技术负责人向班组长、安全员、施工操作队全体人员安全技术交底。(7)脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需做局部拆改时,须经项目经理、安全员同意后由架子工操作。102
(8)应对职工经常进行安全技术教育,发现施工中的安全技术问题应立即解决。脚手架应由工地安全员定期检查(如立杆垂直度,沉降观测等)。发现问题及时采取措施予以解决。8脚手架安全技术措施及管理8.1安全管理目标高标准,严要求,达到苍南县安全文明工地标准,争创“温州市安全文明标准化工地”。102
8.2组织保障8.2.1安全保证体系图8-1安保证体系图102
8.2.2组织机构项目经理执行经理安全总监施工经理专职安全员专职安全员技术负责人专职安全员人图8-2安全生组织机构图8.2.3安全生产岗位职责表8-1安全生产岗位职责管理人员岗位职责项目经理项目经理是安全生产第一责任人,对项目的安全生产全面负责技术负责人负责主持脚手架的搭设及拆除、季节性安全施工方案及措施编制、审核。生产经理主管施工现场,主要负责各施工班组的安全生产,协调各工段生产安全有序进行。安全总监主管施工现场,检查各工段、班组的安全生产,督促并限期整改安全隐患,落实安全措施。专职安全员直接负责各工段安全生产,记录现场安全生产上存在的不足,及时上报安全总监,并监督整改。负责安全资料的整理和管理。各专业工长、班组长工作区域安全生产的直接负责人,接受项目安全部门的日常检查指导,对其工作区域安全生产负直接责任。8.3技术措施8.3.1脚手架搭设技术措施(1)钢管架应设置避雷针,分置于主楼外架四角立杆之上,并联通大横杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于30Ω。(2)外脚手架不得搭设在距离外架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。(3)定期检查脚手架,发现问题和隐患,在施工作业前及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。102
(4)外脚手架严禁钢竹、钢木混搭,禁止扣件、绳索、铁丝、竹篾、塑料篾混用。(5)外脚手架搭设人员必须持证上岗,并正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。(6)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。(7)保证脚手架体的整体性,不得与井架、升降机一并拉结,不得截断架体。(8)结构外脚手架每支搭一层,支搭完毕后,经项目部安全员验收合格后方可使用。任何班组长和个人,未经同意不得任意拆除脚手架部件。(9)严格控制施工荷载,脚手板不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于3kN/m2,确保较大安全储备。(10)结构施工时不允许多层同时作业,装修施工时同时作业层数不超过两层,临时性用的悬挑架的同时作业层数不超过两层。(11)当作业层高出其下连墙件3.6m以上、且其上尚无连墙件时,应采取适当的临时撑拉措施。(12)各作业层之间设置可靠的防护栅栏,防止坠落物体伤人。8.3.2型钢悬挑卸料平台搭设措施(1)搭设时用起重机械吊装到相应位置后,将平台与建筑物连接牢固不得滑动,将钢丝绳与平台连接平稳后方可撤出起重机械。(2)每天使用前必须对平台的钢丝绳、吊环、铺设的脚手板等进行全面的检查,发现问题必须及时处理。(3)平台上装料不得超过荷载并限载(限载值见计算书),不得超长超过平台50cm,超高堆放材料不得超过防护栏杆。(4)平台上的防护栏杆不得任意拆除。(5)起吊时必须设专人指挥,扶平稳不能碰撞平台,其他人员不得在平台上逗留。(6)放物料时必须按规格品种堆放整齐,长短分开,不得混吊,并且不得在平台上组装和清理模板。(7)不得从上一层向下一层平台上乱抛物料。(8)夜间施工平台上必须保持足够的照明。8.3.3脚手架拆除技术措施(1)应全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;(2)应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施;102
(2)应由单位工程负责人进行拆除安全技术交底;(4)应清除脚手架上杂物及地面障碍物。(3)拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。当脚手架采取分段、分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端,应先按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第7.4.3条、第6.4.4条、第6.6.4条、第6.6.5设置连墙件和横向斜撑加固。(4)拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。(5)拆架程序应遵守“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”原则依次进行。严禁上下同时进行拆架作业。(6)拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣件,拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆除中间扣件,然后托住中间,再解端头扣件。(7)连墙件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,应增设连墙件加固;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,再拆除连墙件。(8)拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一人有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。(9)拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。(10)在拆架时,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。(11)拆下的材料要徐徐下运,严禁抛掷。运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,“当天拆当天清”,拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。(12)高层建筑脚手架拆除,应配备良好的通讯装置。(13)输送至地面的杆件,应及时按类堆放,整理保养。(14)当天离岗时,应及时加固尚未拆除部分,防止存留隐患造成复岗后的人为事故。(15)如遇强风、大雨、雪等特殊气候,不应进行脚手架的拆除,严禁夜间拆除。(16)翻掀垫铺竹笆应注意站立位置,并应自外向里翻起竖立,防止外翻将竹笆内未清除的残留物从高处坠落伤人。8.4监测监控8.4.1安全管理(1)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》102
GB5036考核合格的专业架子工。上岗人员定期体检,合格者方可持证上岗;(2)搭设人员必须戴安全帽、系安全带,穿防滑鞋;(3)脚手架的构配件质量与搭设质量,应按安全技术规范规定进行检查验收,合格后方准许使用;(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、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁悬挂起重设备;(5)当有六级以及六级以上大风和雾、雨、雪天气,应停止脚手架的搭设与拆除作业。雪后架上作业应有防滑措施,并扫除积雪;(6)脚手架的安全检查与维护,应按安全技术规范进行。安全网应按规定搭设和拆除;(7)在脚手架使用期间,严禁拆除主节点处纵、横水平杆、连墙件、交叉支撑、水平架、加固栏杆和栏杆;(8)不得在脚手架基础及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;(9)临街搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施;(10)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)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》JGJ46-2005的有关规定执行;(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。8.4.2日常维护管理要求(1)使用完毕的脚手架架料和构件、零件要及时回收、分类整理,分类存放。堆放地点要场地平坦,排水良好,下设支垫,钢管、角钢、钢桁架和其他钢构件最好放在室内,如果放在露天,应用毡、席加盖、扣件、螺栓及其他小零件,应用木箱。钢筋笼或麻袋、草包等容器分类贮存,放在室内;(2)弯曲的钢管杆件要调直,损坏的构件要修复,损坏的扣件、零件要更换;(3)做好钢铁件的防锈和木制件的防腐处理,钢管外壁在湿度较大地区(相对湿度大于75%),应每年涂刷防锈漆一次;其他地区可两年涂刷一次。涂刷时涂层不宜过厚。经彻底除锈后,涂一度红丹即可。钢管内壁可根据地区情况,每2~4年涂刷一次,每次涂刷两遍。角钢、桁架和其他铁件可每年涂刷一次。扣件要涂油,螺栓宜镀锌防锈,使用3~5年保护层剥落后再次镀锌。没有镀锌条件的,应在每次使用后用煤油洗涤并涂机油防锈。木制件应做好防腐处理,钢制件应涂红丹及防锈涂料;102
(4)搬运长钢管、长角钢时,应采取措施防止弯曲。拆架应拆成单片装运,装卸时不得抛丢,防止损坏;(5)脚手架使用的扣件、螺栓、螺母、垫板、连接棒、插销等小配件极易丢失。在安装脚手架时,多余的小配件应及时收回存放,在拆卸脚手架时,散落在地面上的小配件要及时收捡起来;(6)健全制度,加强管理,减少损耗和提高效益是脚手架管理的中心环节。比较普遍采用的管理办法有两种1)由架子工班(组)管理,采用谁使用、谁维护、谁管理的原则,并建立积极地奖罚制度、做到确保施工需要,用毕及时归库、及时清理和及时维修保养,减少丢失和损耗;2)由材料部门集中管理,实行租赁制。施工队根据施工的需要向公司材料部门租赁脚手架材料,实行按天计费和损坏赔偿制度。8.5应急预案8.5.1目的提高整个项目组对事故的整体应急能力,确保意外发生的时候能有序的应急指挥,为有效、及时的抢救伤员,防止事故的扩大,减少经济损失,保护生态环境和资源,把事故降低到最小程度,制定本预案。8.5.2应急领导小组及其职责应急领导小组由组长、副组长、成员等构成。(1)领导各单位应急小组的培训和演习工作,提高应变能力。(2)当发生突发事故时,负责救险的人员、器材、车辆、通信和组织指挥协调。(3)负责准备所需要的应急物资和应急设备。(4)及时到达现场进行指挥,控制事故的扩大,并迅速向上级报告。8.5.3应急反应预案(1)事故报告程序事故发生后,作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全主管领导应逐级上报,并联络报警,组织抢救。(2)事故报告事故发生后应逐级上报:一般为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、施工单位专职安全员。发生重大事故时,应立即向上级领导汇报,并在24小时内向上级主管部门作出书面报告。102
(3)现场事故应急处理施工过程中可能发生的事故主要有:机具伤人、火灾事故、雷击触电事故、高温中暑、中毒窒息、高空坠落、落物伤人等事故。1)火灾事故应急处理:及时报警,组织扑救,集中力量控制火势。消灭飞火疏散物资减少损失控制火势蔓延。注意人身安全,积极抢救被困人员,配合消防人员扑灭大火。2)触电事故处理:立即切断电源或者用干燥的木棒、竹竿等绝缘工具把电线挑开。伤员被救后,观察其呼吸、心跳情况,必要时,可采取人工呼吸、心脏挤压术,并且注意其他损伤的处理。局部电击时,应对伤员进行早期清创处理,创面宜暴露,不宜包扎,发生内部组织坏死时,必须注射破伤风抗菌素。3)高温中暑的应急处理:将中暑人员移至阴凉的地方,解开衣服让其平卧,头部不要垫高。用凉水或50%酒精擦其全身,直至皮肤发红,血管扩张以促进散热,降温过程中要密切观察。及时补充水分和无机盐,及时处理呼吸、循环衰竭,医疗条件不完善时,及时送医院治疗。4)其他人身伤害事故处理:当发生如高空坠落、被高空坠物击中、中毒窒息和机具伤人等人身伤害时,应立即向项目部报告、排除其他隐患,防止救援人员受到伤害,积极对伤员进行抢救。8.5.4应急通信联络项目负责人:张建生手机:15802184899安全员负责人:温吉明手机:18601658048技术负责人:秦超手机:18621065856医院救护中心:120匪警:110火警:119通信联系方式应在施工现场和营地的显要位置张贴,以便紧急情况下使用。8.5.5救援医院线路图(1)苍南县金乡医院急救电话:0577-4381161102
(2)苍南县第三人民医院急救电话:0577-64498699(3)温州医学院第一附属医院0577-55578166102
9计算书9.1钢管落地脚手架计算书9.1.1计算参数:1)钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。2)双排脚手架,搭设高度15.0米,立杆采用单立管。3)立杆的纵距1.20米,立杆的横距1.05米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.50米。4)钢管类型为φ48×3.0,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.00米,水平间距2.40米。5)施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑1层施工。6)脚手板采用竹串片,荷载为0.35kN/m2,按照铺设3层计算。7)栏杆采用竹串片,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。(jGJ130-2011)8)脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加三根大横杆。9)基本风压0.35kN/m2,高度变化系数1.0900,体型系数1.0880。10)地基承载力标准值115kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。11)钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。102
9.1.2大横杆的计算: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。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1)均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050/4=0.092kN/m活荷载标准值Q=3.000×1.050/4=0.787kN/m静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.092=0.156kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.787=1.102kN/m图9.1-1大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图9.1-2大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.156+0.10×1.102)×1.2002=0.177kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.156+0.117×1.102)×1.2002=-0.208kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=0.208×106/4491.0=46.373N/mm2102
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计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:静荷载标准值q1=0.038+0.092=0.130kN/m活荷载标准值q2=0.787kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.130+0.990×0.787)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.810mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!9.1.3小横杆的计算: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,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=0.038×1.200=0.046kN脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.200/4=0.110kN活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.200/4=0.945kN荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.110+1.4×0.945=1.511kN图9.1-3小横杆计算简图2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:102
M=(1.2×0.038)×1.0502/8+1.511×1.050/2=0.799kN.mσ=0.799×106/4491.0=178.003N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.027mm集中荷载标准值P=0.046+0.110+0.945=1.101kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=19×1101.330×1050.03/(384×2.06×105×107780.0)=2.841mm最大挠度和V=V1+V2=2.869mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!9.1.4扣件抗滑力的计算: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,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;1)荷载值计算横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.200/2=0.220kN102
活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.220+1.4×1.890=2.959kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!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。9.1.5脚手架荷载标准值: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(kN/m);本例为0.1106NG1=0.111×15.000=1.660kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35NG2=0.350×3×1.200×(1.050+0.300)/2=0.850kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.17NG3=0.170×1.200×3=0.612kN(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.200×15.000=0.180kN经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.302kN。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=3.000×1×1.200×1.050/2=1.890kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.090Us——风荷载体型系数:Us=1.088经计算得到:Wk=0.350×1.090×1.088=0.415kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ102
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:N=1.2×3.302+0.9×1.4×1.890=6.344kN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经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:N=1.2×3.302+1.4×1.890=6.609kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);h——立杆的步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=0.9×1.4×0.415×1.200×1.500×1.500/10=0.141kN.m9.1.6立杆的稳定性计算:卸荷吊点按照构造考虑,不进行计算。1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=6.609kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);102
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到:σ=6609/(0.27×424)=58.123N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2)考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=6.344kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.141kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到σ=6344/(0.27×424)+141000/4491=87.238N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.1.7最大搭设高度的计算:不考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:[H]=[φAσ-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie)]/1.2gk其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=1.643kN;NQk——活荷载标准值,NQk=1.890kN;gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.111kN/m;NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分,NQk=-0.001kN;102
σ——钢管立杆抗压强度设计值,σ=205.00N/mm2;经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=140.780米。考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:[H]={φAσ-[1.2NG2k+0.9×1.4(NQk+φAMwk)-NXie]}/1.2gk其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=1.643kN;NQk——活荷载标准值,NQk=1.890kN;gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.111kN/m;Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.112kN.m;NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分,NQk=-0.001kN;σ——钢管立杆抗压强度设计值,σ=205.00N/mm2;经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=115.847米。取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=115.847米。9.1.8连墙件的计算:连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.4×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.415kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=3.00×2.40=7.200m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=4.184kN,连墙件轴向力计算值Nl=7.184kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.60的结果查表得到φ=0.95;净截面面积Ac=4.24cm2;毛截面面积A=18.10cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=300.110kN102
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到N1=7.184kN小于扣件的抗滑力8.0kN,连墙件单扣件满足要求!图9.1-4连墙件扣件连接示意图9.1.9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pk≤fg其中pk——脚手架立杆基础底面处的平均压力标准值,pk=Nk/A=20.77(kPa)Nk——上部结构传至基础顶面的轴向力标准值Nk=3.30+1.89=5.19kNA——基础底面面积(m2);A=0.25fg——地基承载力设计值(kN/m2);fg=46.00地基承载力设计值应按下式计算fg=kc×fgk其中kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40fgk——地基承载力标准值;fgk=115.00地基承载力的计算满足要求!9.2型钢悬挑脚手架计算书(普通)9.2.1计算参数:钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度20.0米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.20米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.25米,立杆的步距1.50102
米。采用的钢管类型为φ48×3.0,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片,荷载为0.10kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用竹笆片,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加三根大横杆。基本风压0.35kN/m2,高度变化系数1.0900,体型系数1.1350。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,建筑物外悬挑段长度1.25米,建筑物内锚固段长度1.60米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。9.2.2计算简图:图9-7立面图102
9-8侧面图9.2.3大横杆的计算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。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1)均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900/4=0.022kN/m活荷载标准值Q=3.000×0.900/4=0.675kN/m静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.022=0.073kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.675=0.945kN/m图9.2-1大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图9.2-2大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)102
2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.073+0.10×0.945)×1.2002=0.144kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.073+0.117×0.945)×1.2002=-0.170kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计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:静荷载标准值q1=0.038+0.022=0.061kN/m活荷载标准值q2=0.675kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!9.2.4小横杆的计算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,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=0.038×1.200=0.046kN102
脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/4=0.027kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/4=0.810kN荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.027+1.4×0.810=1.222kN图9.2-3小横杆计算简图2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.2×0.038)×0.9002/8+1.222×0.900/2=0.554kN.mσ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.038×900.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.046+0.027+0.810=0.883kN102
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=19×883.080×900.03/(384×2.06×105×107780.0)=1.435mm最大挠度和V=V1+V2=1.449mm小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!9.2.5扣件抗滑力的计算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,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;横杆的自重标准值P1=0.038×0.900=0.035kN脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/2=0.054kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/2=1.620kN荷载的计算值R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!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;9.2.6脚手架荷载标准值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(kN/m);本例为0.1106NG1=0.111×20.000=2.213kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.10NG2=0.100×4×1.200×(0.900+0.250)/2=0.276kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.16NG3=0.160×1.200×4=0.768kN(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.200×20.000=0.240kN102
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.497kN。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=3.000×2×1.200×0.900/2=3.240kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.090Us——风荷载体型系数:Us=1.135经计算得到,风荷载标准值Wk=0.350×1.090×1.135=0.433kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.497+0.9×1.4×3.240=8.279kN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经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.497+1.4×3.240=8.732kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);h——立杆的步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=0.9×1.4×0.433×1.200×1.500×1.500/10=0.147kN.m9.2.7立杆的稳定性计算1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.732kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;102
k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得:σ=8732/(0.27×424)=76.801N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2)考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.279kN;i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;k——计算长度附加系数,取1.155;u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m;A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.147kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;102
经计算得到σ=8279/(0.27×424)+147000/4491=105.612N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.2.8连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.4×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.433kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=3.00×3.60=10.800m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=6.547kN,连墙件轴向力计算值Nl=9.547kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]连墙件轴向力设计值Nf=0.85φA[f]其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=25.00/1.60的结果查表得到φ=0.96;净截面面积Ac=4.24cm2;毛截面面积A=18.10cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=302.738kNNf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!102
图9.2-4连墙件拉结楼板预埋钢管示意图9.2.9悬挑梁验算1)计算简图图9.2-5悬挑架平面图102
图9.2-6悬挑架立面图图9.2-7压环钢筋2)悬挑梁的受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。102
图9.2-8悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。本工程算例中,m=1250mm,l=1600mm,ml=250mm,m2=1150mm;水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4,截面模量(抵抗矩)W=141.00cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载N=8.73kN水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/mk=1.25/1.60=0.78kl=0.25/1.60=0.16k2=1.15/1.60=0.72代入公式,经过计算得到支座反力RA=25.729kN支座反力RB=-7.564kN最大弯矩MA=12.417kN.m抗弯计算强度f=12.417×106/(1.05×141000.0)=83.871N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载N=3.50+3.24=6.74kN水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m最大挠度Vmax=4.519mm按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.1.8规定:102
水平支撑梁的最大挠度小于2500.0/250,满足要求!9.2.10悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录得到:φb=2.00由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录B其值φb"=1.07-0.282/φb=0.929经过计算得到强度σ=12.42×106/(0.929×141000.00)=94.80N/mm2;水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.2.11锚固段与楼板连接的计算1)水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=7.564kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2;压点处采用2个U形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为110.50N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[7564×4/(3.1416×110.50×2)]1/2=7mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。2)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:锚固深度计算公式102
其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=7.56kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。经过计算得到h要大于7564.04/(3.1416×20×1.5)=80.3mm。3)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=7.56kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=100mm;fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;经过计算得到公式右边等于131.6kN楼板混凝土局部承压计算满足要求!4)水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下:锚固压点处楼板负弯矩数值为M=7.56×1.60/2=6.05kN.m根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条其中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;fc──混凝土抗压强度设计值;h0──截面有效高度;fy──钢筋受拉强度设计值。截面有效高度h0=120-15=105mm;αs=6.05×106/(1.000×14.300×1.2×1000×105.02)=0.0320ξ=1-(1-2×0.0320)1/2=0.0330102
γs=1-0.0330/2=0.9840楼板压点负弯矩配筋为As=6.05×10^6/(0.9840×105.0×210.0)=279.0mm29.3阳台处型钢悬挑脚手架计算图9.3-1计算简图图9.3-2计算简图9.3.1计算参数钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度20.0米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.20米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.35米,立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为φ48×3.0,102
连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片,荷载为0.10kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用竹串片,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加三根大横杆。基本风压0.35kN/m2,高度变化系数1.2500,体型系数1.0880。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,建筑物外悬挑段长度3.25米,建筑物内锚固段长度4.50米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。9.3.2大横杆的计算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。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1)均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900/4=0.022kN/m活荷载标准值Q=3.000×0.900/4=0.675kN/m静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.022=0.073kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.675=0.945kN/m图9.3-3大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图9.3-4大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:102
跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.073+0.10×0.945)×1.2002=0.144kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.073+0.117×0.945)×1.2002=-0.170kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计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:静荷载标准值q1=0.038+0.022=0.061kN/m活荷载标准值q2=0.675kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!9.3.3小横杆的计算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,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=0.038×1.200=0.046kN脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/4=0.027kN102
活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/4=0.810kN荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.027+1.4×0.810=1.222kN图9.3-5小横杆计算简图2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.2×0.038)×0.9002/8+1.222×0.900/2=0.554kN.mσ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.038×900.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.046+0.027+0.810=0.883kN102
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=19×883.080×900.03/(384×2.06×105×107780.0)=1.435mm最大挠度和V=V1+V2=1.449mm小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!9.3.4扣件抗滑力的计算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,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;横杆的自重标准值P1=0.038×0.900=0.035kN脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/2=0.054kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/2=1.620kN荷载的计算值R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!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;9.3.5脚手架荷载标准值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(kN/m);本例为0.1106NG1=0.111×20.000=2.213kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.10NG2=0.100×4×1.200×(0.900+0.350)/2=0.300kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.17NG3=0.170×1.200×4=0.816kN102
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.200×20.000=0.240kN经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.569kN。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=3.000×2×1.200×0.900/2=3.240kN风荷载标准值应按照以下公式计算其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.250Us——风荷载体型系数:Us=1.088经计算得到,风荷载标准值Wk=0.350×1.250×1.088=0.476kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.569+0.9×1.4×3.240=8.365kN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经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.569+1.4×3.240=8.819kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);h——立杆的步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=0.9×1.4×0.476×1.200×1.500×1.500/10=0.162kN.m9.3.6立杆的稳定性计算1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算102
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.819kN; i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k——计算长度附加系数,取1.155; u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500; l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m; A——立杆净截面面积,A=4.239cm2; W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得:σ=8819/(0.27×424)=77.561N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2)考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.365kN; i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k——计算长度附加系数,取1.155; u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500; l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m; A——立杆净截面面积,A=4.239cm2; W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;102
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.162kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到σ=8365/(0.27×424)+162000/4491=109.629N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.3.7连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.4×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.476kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=3.00×3.60=10.800m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=7.197kN,连墙件轴向力计算值Nl=10.197kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]连墙件轴向力设计值Nf=0.85φA[f]其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=35.00/1.60的结果查表得到φ=0.94;净截面面积Ac=4.24cm2;毛截面面积A=18.10cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=297.693kNNf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!102
图9.3-5连墙件拉结楼板预埋钢管示意图9.3.8悬挑梁的受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。9.3-6悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式支座弯矩计算公式C点最大挠度计算公式102
其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。本工程算例中,m=3250mm,l=4500mm,ml=350mm,m2=1250mm;水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4,截面模量(抵抗矩)W=141.00cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载N=8.82kN水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/mk=3.25/4.50=0.72kl=0.35/4.50=0.08k2=1.25/4.50=0.28代入公式,经过计算得到支座反力RA=22.413kN支座反力RB=-2.871kN最大弯矩MA=15.408kN.m抗弯计算强度f=15.408×106/(1.05×141000.0)=104.074N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载N=3.57+3.24=6.81kN水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m最大挠度Vmax=32.258mm按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.1.8规定:水平支撑梁的最大挠度大于6500.0/250,满足要求9.3.9悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录得到:φb=2.00102
由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录B其值φb"=1.07-0.282/φb=0.929经过计算得到强度σ=15.41×106/(0.929×141000.00)=117.63N/mm2;水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.3.10锚固段与楼板连接的计算1)水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=2.871kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2;压点处采用2个U形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为110.50N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[2871×4/(3.1416×110.50×2)]1/2=5mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。2)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:锚固深度计算公式其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=2.87kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。经过计算得到h要大于2870.86/(3.1416×20×1.5)=30.5mm。3)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式102
其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=2.87kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=100mm;fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;经过计算得到公式右边等于131.6kN楼板混凝土局部承压计算满足要求!4)水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下:锚固压点处楼板负弯矩数值为M=2.87×4.50/2=6.46kN.m根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条其中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;fc──混凝土抗压强度设计值;h0──截面有效高度;fy──钢筋受拉强度设计值。截面有效高度h0=120-15=105mm;αs=6.46×106/(1.000×14.300×1.2×1000×105.02)=0.0340ξ=1-(1-2×0.0340)1/2=0.0350γs=1-0.0350/2=0.9830楼板压点负弯矩配筋为As=6.46×10^6/(0.9830×105.0×210.0)=298.1mm2102
9.4建筑阳角型钢悬挑脚手架图9.4-1阳角布置图9.4.1计算参数:钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。双排脚手架,搭设高度20.0米,立杆采用单立管。立杆的纵距1.20米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.35米,立杆的步距1.50米。采用的钢管类型为φ48×3.0,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.00米,水平间距3.60米。施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。脚手板采用竹笆片,荷载为0.10kN/m2,按照铺设4层计算。栏杆采用竹串片,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加三根大横杆。基本风压0.35kN/m2,高度变化系数1.2500,体型系数1.0880。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,建筑物外悬挑段长度1.75米,建筑物内锚固段长度102
2.50米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。9.4.2大横杆的计算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。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1)均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900/4=0.022kN/m活荷载标准值Q=3.000×0.900/4=0.675kN/m静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.022=0.073kN/m活荷载的计算值q2=1.4×0.675=0.945kN/m图9.4-2大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图9.4.3大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.073+0.10×0.945)×1.2002=0.144kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为102
M2=-(0.10×0.073+0.117×0.945)×1.2002=-0.170kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=0.170×106/4491.0=37.795N/mm2大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计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:静荷载标准值q1=0.038+0.022=0.061kN/m活荷载标准值q2=0.675kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.061+0.990×0.675)×1200.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.663mm大横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!9.4.3小横杆的计算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,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=0.038×1.200=0.046kN脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/4=0.027kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/4=0.810kN荷载的计算值P=1.2×0.046+1.2×0.027+1.4×0.810=1.222kN图9.4-4小横杆计算简图102
2)抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算公式如下:M=(1.2×0.038)×0.9002/8+1.222×0.900/2=0.554kN.mσ=0.554×106/4491.0=123.453N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3)挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和均布荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载最大挠度计算公式如下:小横杆自重均布荷载引起的最大挠度V1=5.0×0.038×900.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.02mm集中荷载标准值P=0.046+0.027+0.810=0.883kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=19×883.080×900.03/(384×2.06×105×107780.0)=1.435mm最大挠度和V=V1+V2=1.449mm小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!9.4.4扣件抗滑力的计算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≤Rc102
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;横杆的自重标准值P1=0.038×0.900=0.035kN脚手板的荷载标准值P2=0.100×0.900×1.200/2=0.054kN活荷载标准值Q=3.000×0.900×1.200/2=1.620kN荷载的计算值R=1.2×0.035+1.2×0.054+1.4×1.620=2.374kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!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;9.4.5脚手架荷载标准值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(kN/m);本例为0.1106NG1=0.111×20.000=2.213kN(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.10NG2=0.100×4×1.200×(0.900+0.350)/2=0.300kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.17NG3=0.170×1.200×4=0.816kN(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.010NG4=0.010×1.200×20.000=0.240kN经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.569kN。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=3.000×2×1.200×0.900/2=3.240kN风荷载标准值应按照以下公式计算102
其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.350Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.250Us——风荷载体型系数:Us=1.088经计算得到,风荷载标准值Wk=0.350×1.250×1.088=0.476kN/m2。考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.9×1.4NQ经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.569+0.9×1.4×3.240=8.365kN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经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×3.569+1.4×3.240=8.819kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式MW=0.9×1.4Wklah2/10其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);la——立杆的纵距(m);h——立杆的步距(m)。经过计算得到风荷载产生的弯矩:Mw=0.9×1.4×0.476×1.200×1.500×1.500/10=0.162kN.m9.4.6立杆的稳定性计算1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.819kN; i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k——计算长度附加系数,取1.155; u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500; l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m; A——立杆净截面面积,A=4.239cm2; W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;102
λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得:σ=8819/(0.27×424)=77.561N/mm2;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!2)考虑风荷载时,立杆的稳定性计算其中N——立杆的轴心压力设计值,N=8.365kN; i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k——计算长度附加系数,取1.155; u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500; l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×1.500×1.500=2.599m; A——立杆净截面面积,A=4.239cm2; W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;λ——长细比,为2599/16=163λ0——允许长细比(k取1),为2250/16=141<210长细比验算满足要求!φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.268; MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.162kN.m;σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2); [f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经计算得到σ=8365/(0.27×424)+162000/4491=109.629N/mm2;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!102
9.4.7连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:Nlw=1.4×wk×Awwk——风荷载标准值,wk=0.476kN/m2;Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:Aw=3.00×3.60=10.800m2;No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=3.000经计算得到Nlw=7.197kN,连墙件轴向力计算值Nl=10.197kN根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1=0.85Ac[f]根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2=0.85φA[f]连墙件轴向力设计值Nf=0.85φA[f]其中φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=35.00/1.60的结果查表得到φ=0.94;净截面面积Ac=4.24cm2;毛截面面积A=18.10cm2;[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf1=73.865kNNf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求!经过计算得到Nf2=297.693kNNf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求!102
图9.4-5连墙件拉结楼板预埋钢管示意图9.4.8悬挑梁的受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。图9.4-6悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式支座弯矩计算公式102
C点最大挠度计算公式其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。本工程算例中,m=1750mm,l=2500mm,ml=350mm,m2=1250mm;水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4,截面模量(抵抗矩)W=141.00cm3。受脚手架作用集中强度计算荷载N=8.82kN水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/mk=1.75/2.50=0.70kl=0.35/2.50=0.14k2=1.25/2.50=0.50代入公式,经过计算得到支座反力RA=24.169kN支座反力RB=-5.487kN最大弯矩MA=14.486kN.m抗弯计算强度f=14.486×106/(1.05×141000.0)=97.847N/mm2水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!受脚手架作用集中计算荷载N=3.57+3.24=6.81kN水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m最大挠度Vmax=10.364mm按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.1.8规定:水平支撑梁的最大挠度小于3500.0/250,满足要求!9.4.9悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录得到:φb=2.00102
由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录B其值φb"=1.07-0.282/φb=0.929经过计算得到强度σ=14.49×106/(0.929×141000.00)=110.59N/mm2;水平钢梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.4.10锚固段与楼板连接的计算1)水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=5.487kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6[f]=65N/mm2;压点处采用2个U形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为110.50N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[5487×4/(3.1416×110.50×2)]1/2=6mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。2)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:锚固深度计算公式其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=5.49kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2;h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。经过计算得到h要大于5487.17/(3.1416×20×1.5)=58.2mm。3)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:102
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式其中N——锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=5.49kN;d——楼板螺栓的直径,d=20mm;b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=100mm;fcc——混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2;经过计算得到公式右边等于131.6kN楼板混凝土局部承压计算满足要求!4)水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下:锚固压点处楼板负弯矩数值为M=5.49×2.50/2=6.86kN.m根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条其中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;fc──混凝土抗压强度设计值;h0──截面有效高度;fy──钢筋受拉强度设计值。截面有效高度h0=120-15=105mm;αs=6.86×106/(1.000×14.300×1.2×1000×105.02)=0.0360ξ=1-(1-2×0.0360)1/2=0.0370γs=1-0.0370/2=0.9820楼板压点负弯矩配筋为As=6.86×10^6/(0.9820×105.0×210.0)=316.9mm2102
9.5型钢悬挑卸料平台计算书9.5.1构造参数悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。平台水平钢梁的悬挑长度3.60m,插入结构锚固长度1.00m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.50m。水平钢梁插入结构端点部分按照铰接点计算。次梁采用[10号槽钢U口水平,主梁采用[14a号槽钢U口水平。次梁间距0.50m,与主梁焊接连接。容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载2.00kN。脚手板采用九层胶合板,脚手板自重荷载取0.30kN/m2。栏杆采用五层胶合板,栏杆自重荷载取0.30kN/m。选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,外侧钢丝绳距离主体结构3.50m,两道钢丝绳距离0.50m,外侧钢丝绳吊点距离平台2.80m。9.5.2设计简图102
图9.5-1型钢悬挑式卸料平台平面布置图图9.5-2型钢悬挑式卸料平台侧立面图图9.5-3U型筋9.5.3次梁的计算次梁选择[10号槽钢U口水平,间距0.50m,其截面特性为面积A=12.74cm2,惯性距Ix=198.30cm4,转动惯量Wx=39.70cm3,回转半径ix=3.95cm截面尺寸b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm1)荷载计算(1)面板自重标准值:标准值为0.30kN/m2;Q1=0.30×0.50=0.15kN/m102
(2)最大容许均布荷载为2.00kN/m2;Q2=2.00×0.50=1.00kN/m(3)型钢自重荷载Q3=0.10kN/m经计算得到:q=1.2×(Q1+Q3)+1.4×Q2=1.2×(0.15+0.10)+1.4×1.00=1.70kN/m经计算得到,集中荷载计算值P=1.4×2.00=2.80kN2)内力计算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,内侧钢丝绳不计算,计算简图如下图9.5-4最大弯矩M的计算公式为经计算得到,最大弯矩计算值M=1.70×2.502/8×[1-4×(0.25/2.50)2]+2.80×2.50/4=3.02kN.m3)抗弯强度计算其中γx——截面塑性发展系数,取1.05;[f]——钢材抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经过计算得到强度σ=3.02×106/(1.05×39700.00)=72.53N/mm2;次梁的抗弯强度计算σ<[f],满足要求!4)整体稳定性计算[主次梁焊接成整体时此部分可以不计算]其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:102
经过计算得到φb=570×8.5×48.0×235/(2500.0×100.0×235.0)=0.93由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录其值用φb"查表得到其值为0.753经过计算得到强度σ=3.02×106/(0.753×39700.00)=101.16N/mm2;次梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!9.5.4主梁的计算卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择[14a号槽钢U口水平,其截面特性为面积A=18.51cm2,惯性距Ix=563.70cm4,转动惯量Wx=80.50cm3,回转半径ix=5.52cm截面尺寸b=58.0mm,h=140.0mm,t=9.5mm1)荷载计算(1)栏杆自重标准值:标准值为0.30kN/mQ1=0.30kN/m(2)型钢自重荷载Q2=0.14kN/m经计算得到,静荷载计算值:q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.30+0.14)=0.53kN/m经计算得到,各次梁集中荷载取次梁支座力,分别为P1=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.25×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=1.36kNP2=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=2.55kNP3=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=2.55kNP4=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=2.55kNP5=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)+2.80/2=3.95kNP6=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=2.55kNP7=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=2.55kNP8=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.25×2.50/2+1.2×0.10×2.50/2)×(1+2×0.25/2.50)=1.36kN2)内力计算卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。102
图9.5-5悬挑卸料平台示意图图9.5-6悬挑卸料平台主梁计算简图经过连续梁的计算得到图9.5-7主梁支撑梁剪力图(kN)图9.5-8主梁支撑梁弯矩图(kN.m)图9.5-9主梁支撑梁变形图(mm)外侧钢丝绳拉结位置支撑力为9.05kN最大弯矩Mmax=7.30kN.m3)抗弯强度计算102
其中γx——截面塑性发展系数,取1.05;[f]——钢材抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经过计算得到强度σ=7.30×106/1.05/80500.0+11.32×1000/1851.0=92.46N/mm2主梁的抗弯强度计算强度小于[f],满足要求!4)整体稳定性计算[主次梁焊接成整体时此部分可以不计算]其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:经过计算得到φb=570×9.5×58.0×235/(3600.0×140.0×235.0)=0.62由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录其值用φb"查表得到其值为0.628经过计算得到强度σ=7.30×106/(0.628×80500.00)=144.26N/mm2;主梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!102
9.5.5钢丝拉绳计算图9.5-10绳夹及花篮螺栓1)内力计算水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为RU1=14.49kN2)钢丝拉绳的强度计算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算,为RU=14.491kN如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力(kN);102
Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数,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。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于10.000×14.491/0.850=170.485kN。选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径18.5mm。9.5.6钢丝拉绳吊环的强度计算图9-34拉环图钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为N=RU=14.491kN钢板处吊环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》2010中9.7.6规定[f]=65N/mm2;所需要的吊环最小直径D=[14491×4/(3.1416×65×2)]1/2=14mm9.5.7锚固段与楼板连接的计算水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=7.033kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为102
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6规定[f]=65N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[7033×4/(3.1416×65×2)]1/2=9mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。9.6悬挑卸料平台计算书依据规范:《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2008计算参数:悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。平台水平钢梁的悬挑长度3.80m,插入结构锚固长度2.50m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)2.30m。水平钢梁插入结构端点部分按照铰接点计算。次梁采用[10号槽钢U口水平,主梁采用[14a号槽钢U口水平。次梁间距0.50m,与主梁焊接连接。容许承载力均布荷载2.00kN/m2,最大堆放材料荷载2.00kN。脚手板采用九层胶合板,脚手板自重荷载取0.30kN/m2。栏杆采用五层胶合板,栏杆自重荷载取0.30kN/m。选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,外侧钢丝绳距离主体结构3.45m,两道钢丝绳距离2.00m,外侧钢丝绳吊点距离平台2.70m。102
一、次梁的计算次梁选择[10号槽钢U口水平,间距0.50m,其截面特性为面积A=12.74cm2,惯性距Ix=198.30cm4,转动惯量Wx=39.70cm3,回转半径ix=3.95cm截面尺寸b=48.0mm,h=100.0mm,t=8.5mm1.荷载计算(1)面板自重标准值:标准值为0.30kN/m2;Q1=0.30×0.50=0.15kN/m(2)最大容许均布荷载为2.00kN/m2;Q2=2.00×0.50=1.00kN/m(3)型钢自重荷载Q3=0.10kN/m经计算得到:q=1.2×(Q1+Q3)+1.4×Q2=1.2×(0.15+0.10)+1.4×1.00=1.70kN/m经计算得到,集中荷载计算值P=1.4×2.00=2.80kN2.内力计算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,内侧钢丝绳不计算,计算简图如下最大弯矩M的计算公式为经计算得到,最大弯矩计算值M=1.70×2.302/8×[1-4×(0.10/2.30)2]+2.80×2.30/4=2.72kN.m3.抗弯强度计算102
其中γx——截面塑性发展系数,取1.05;[f]——钢材抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经过计算得到强度σ=2.72×106/(1.05×39700.00)=65.35N/mm2;次梁的抗弯强度计算σ<[f],满足要求!4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体时此部分可以不计算]其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:经过计算得到φb=570×8.5×48.0×235/(2300.0×100.0×235.0)=1.01由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2011)附录其值用φb"查表得到其值为0.775经过计算得到强度σ=2.72×106/(0.775×39700.00)=88.51N/mm2;次梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!二、主梁的计算卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择[14a号槽钢U口水平,其截面特性为面积A=18.51cm2,惯性距Ix=563.70cm4,转动惯量Wx=80.50cm3,回转半径ix=5.52cm截面尺寸b=58.0mm,h=140.0mm,t=9.5mm1.荷载计算(1)栏杆自重标准值:标准值为0.30kN/mQ1=0.30kN/m(2)型钢自重荷载Q2=0.14kN/m经计算得到,静荷载计算值:102
q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.30+0.14)=0.53kN/m经计算得到,各次梁集中荷载取次梁支座力,分别为P1=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.25×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=1.14kNP2=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP3=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP4=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP5=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)+2.80/2=3.52kNP6=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP7=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP8=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.50×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=2.12kNP9=((1.2×0.30+1.4×2.00)×0.15×2.30/2+1.2×0.10×2.30/2)×(1+2×0.10/2.30)=0.74kN2.内力计算卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。悬挑卸料平台示意图悬挑卸料平台主梁计算简图经过连续梁的计算得到102
主梁支撑梁剪力图(kN)主梁支撑梁弯矩图(kN.m)主梁支撑梁变形图(mm)外侧钢丝绳拉结位置支撑力为9.48kN最大弯矩Mmax=5.94kN.m3.抗弯强度计算其中γx——截面塑性发展系数,取1.05;[f]——钢材抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;经过计算得到强度σ=5.94×106/1.05/80500.0+12.11×1000/1851.0=76.77N/mm2主梁的抗弯强度计算强度小于[f],满足要求!4.整体稳定性计算[主次梁焊接成整体时此部分可以不计算]102
其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:经过计算得到φb=570×9.5×58.0×235/(3800.0×140.0×235.0)=0.59经过计算得到强度σ=5.94×106/(0.590×80500.00)=124.92N/mm2;主梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!三、钢丝拉绳的内力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为RU1=15.37kN四、钢丝拉绳的强度计算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算,为RU=15.373kN如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力(kN);Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN);计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数,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。选择拉钢丝绳的破断拉力要大于10.000×15.373/0.850=180.862kN。102
选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径20.0mm。五、钢丝拉绳吊环的强度计算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为N=RU=15.373kN钢板处吊环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》2010中9.7.6规定[f]=65N/mm2;所需要的吊环最小直径D=[15373×4/(3.1416×65×2)]1/2=14mm六、锚固段与楼板连接的计算水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=1.222kN水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》9.7.6规定[f]=65N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[1222×4/(3.1416×65×2)]1/2=4mm水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。悬挑卸料平台计算满足要求!102'
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