1.1工程概况
拟建的和馨苑住宅小区工程位于衡阳市高新开发区,由衡阳市众一置业有限公司开发建设,衡阳市建发建筑设计有限公司设计。本工程为一类高层建筑,总建筑面积84945m2 。地下一层地下室(车库),高为 4.2m;地上建筑层数 18 层,地上分为1、2、3、4共四栋,一层为架空层,一层层高为5.7m,2层~18层为住宅,层高均为3.15m,
总建筑高度57.75m。本工程脚手架计划采用扣件式钢管双排脚手架, 总体安排如下:
1.1栋2栋东、南、西向,3栋4栋东、西、北向:
1)八层以下采用以地下室屋面作为地基基础的落地扣件式钢管双排脚手架,其建筑高度为24m,架体搭设高度为 24m。
2)八层及以上采用型钢悬挑扣件式钢管双排脚手架,分二次悬挑到顶。
具体安排见下表:
悬挑层次 第一挑 第二挑 8~13 层 14~18 层及屋面局部悬挑 悬挑层数 6 层 5层 建筑高度 18.9m 15.75m 架体高度 20m 20m 楼板厚度 100mm 100mm 楼 板 混 凝 土强度等级 C25 C25 2、1栋2栋北向,3栋4栋南向二层以下采用落地扣件式钢管双排脚手架,建筑高度共5.7m,架体搭设高度为 6m。2层及以上采用型钢
悬挑扣件式钢管双排脚手架,分三次悬挑到顶,具体安排见下表:
悬挑层次 第一挑 第二挑 第三挑 悬挑层数 6 层 6 层 5层 建筑高度 18.9m 18.9m 15.75m 架体高度 20m 20m 20m 楼板厚度 100mm 100mm 100mm 楼 板 混 凝 土强度等级 C30 C25 C25 2~7 层 8~13 层 14~18 层及屋面局部悬挑 3、本工程将搭设悬挑式卸料平台,属于危险性较大的分部分项工程。按建质[2009]87号文的规定,本工程的落地式扣件钢管脚手架
架体搭设高度为24m,悬挑式扣件钢管脚手架搭设高度为20m,以及悬挑式卸料平台搭设工程均为危险性较大的分部分项工程;因落地式扣件钢管脚手架架体搭设高度未超过50m悬挑式扣件钢管脚手架每一次悬挑的架体搭设高度均未超过 20m,故不属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,不需进行专家论证。本方案是针对上述情况而编制的专项施工方案。 1.2 技术保证条件
为实现建设目的,同时保证安全施工,公司组织技术人员查阅图纸和规范,进入工地现场反复调研,结合以往工作经验,设计了本脚手架施工方案,进行了相应的计算和验算,计算结果满足规范要求。为保证方案编制质量,本方案除由本公司质量安全负责人审核批准,应经监理单位总监审批后再行实施。脚手架搭设前,项目部成立接受公司质量安全负责人及质安部门的领导和指令,负责对施工班组和使用班组进行技术交底、检查监督以及验收工作的脚手架管理小组。该小组由项目经理担任组长,项目技术负责人负责组织施工员、安全员以及其他管理人员学习理解本专项方案,由施工员按本专项方案向脚手架专业班组及其他使用人员交底,交底的形式必须采用口头和文字
两种形式,且安全员必须参与交底过程。脚手架由专业作业班组和持证架子工进行搭设,安全员同步进行检查。每搭设一步架,由项目经理组织具体施工人员和安全员、施工员进行检查,搭设完毕后,应组织项目部技术人员、监理人员和建设单位项目负责人依据本方案和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-201《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011进行检查和校正,同时加强使用过程中的
监测监控工作。 二、编制依据
1、施工图以及经批准的施工组织设计;
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-1991、《建筑结构荷载设
计规范》GB50009—2001(2006 年版)、《建筑地基基础设计规范GB50007-2011、《钢结构设计规范》GB50017-2003、《混凝土结构设计规范》GB50010-2003、《砌体结构设计规范》GB50003-2003、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005、《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011; 3、中华人民共和国住房和城乡建设部二○○九年五月十三日发布的《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号;
三、施工计划 3.1 施工进度计划
脚手架搭设进度计划配合结构施工进度进行。 3.2 材料与构配件计划
1、本脚手架搭设所需的主要材料和构配件见下表: 名称 立杆及大横杆 小横杆 扣件 型号、规格 φ48×3.0 φ48×3.0 与钢管配套 匡算数量 44475m 7685 根 直角扣件 29290 个 对接扣件 7415 个 旋转扣件 2225 个 脚手板 悬挑钢梁 卸料平台 钢丝绳 钢丝夹具 安全立网 竹串片板 16#、18#工字钢 [14a、 [12.6 号槽钢 6×37φ18 YT-22 1000m2 密目式(2000/100cm )2 2、主要构配件材质要求
1)钢管采用国标《直缝电焊钢管》GB/T13793中规定的 Q235普通钢
管,材质应符合国标《碳素结构钢》GB/T700中 Q235级钢的规定。钢
管应平直光滑,不应有裂缝、孔洞、结疤、分层错位、弯曲、毛刺、压痕和划痕,钢管必须涂有防锈漆,漆面颜色应符合当地监管部门要求。
2)扣件采用可锻铸铁(钢)制作,其质量和性能应满足《钢管脚手架扣件》GB15831 的规定。在使用前应逐个进行检查,并进行防锈处理。扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N.m 时,不得发生破坏。
3)脚手板以及挡脚板均采用竹串片板。竹串片板应符合《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ1-2008的相关规定。
4)悬挑钢梁的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700 的规定,用于固定的U 形钢筋拉环材质应符合《钢筋混凝土用钢 第1 部
分,热轧光圆钢筋》GB1499.1中 HPB235级钢筋的规定。
5)密目式安全立网材质应符合现行国家标准《密目式安全立网》GB16909-1997的要求。
四、施工工艺技术 4.1技术参数
4.1.1落地式脚手架
1、一般参数
落地扣件式钢管双排脚手架搭设安排详见工程概况中的总体安排。架体搭设高度有24m和6m 两种,两种搭设高度的架体均使用以
下搭设参数。该脚手架是按可同时进行2 层混凝土结构施工及装修施
工使用,并可一次铺设4 层竹串片脚手板进行设计。钢管型号为 φ
48×3.0,采用单立杆,立杆纵距1.50米,横距 0.9米,步距1.70 米,
内排立杆距离建筑结构 0.30 米。立杆下设置底座,基础为宽1200mm
高100mm 的C15 素混凝土,基础下的地基土应经夯实,其地基承载力
特征值应大于150Kpa。脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间设
置一根小横杆。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。连墙件采用2 步3 跨,竖向间距3.4米,水平间距 4.50米,
与墙体的连接采用双扣件用刚性连墙件与建筑物连接,从底层第一步纵向水平杆处开始设置,连墙件采用菱形布置。在脚手架外侧全立面由底到顶设置连续剪刀撑,每道剪刀撑跨越 5根立杆。在脚手架拐角
同一节间自下向上连续设置之字形横向斜撑。脚手板和栏杆均采用竹
串片,立面采用全封闭式安全立网封闭防护。上述参数是以架体高度最高(24m)的落地式脚手架计算结果并结合规范 JGJ130-2011的构
造要求进行设置的,计算结果满足要求,详见计算书。
2、门洞参数
脚手架门洞位置选择在建筑物南、北两面,尽量靠近建筑物中间部位,门洞搭设参数与落地式脚手架相同,形式采用规范JGJ130-2011 中的挑空二根立杆 B 型。
4.1.2悬挑式脚手架
1、基本参数
悬挑扣件式钢管双排脚手架的搭设部位详见工程概况中的总体安排以及施工图。按总体安排,悬挑架的架体搭设高度最高为20m。
本工程悬挑脚手架的架体参数,不论是哪一挑,均采用以下参数进行架体搭设。每一挑脚手架均可同时进行 2层混凝土结构施工及装修施
工使用,并可一次铺设4 层竹串片脚手板。水平悬挑钢梁采用16#工
字钢,在平面上悬挑梁与结构边线垂直摆放,以结构边梁作为支点。钢梁长度为3m,其中建筑物外悬挑段长度1.30米,建筑物内锚固段
长度1.70 米,水平间距 1.5m。在每个悬挑钢梁的外端设置一根φ14
钢丝绳与上层建筑结构斜拉结,采用在上层结构边梁上预埋φ
20HPB235 级钢筋作吊环拉结,每根钢丝绳上设置三只钢丝夹具,采用花篮螺栓调整松紧。上下拉结点竖向间距为3.15m,下部拉结点距离墙体1.20m。悬挑钢梁采用在混凝土板内预埋直径为 16mm 的U 形钢
筋拉环进行锚固。U形钢筋拉环的预埋个数为3 个,其中前端1个未
端2个,另按照计算要求,在每个U形钢筋拉环预埋位置楼板内配置
两根φ18HRB335反弯矩钢筋。U形钢筋拉环与型钢之间的间隙用钢楔
或硬木楔楔紧。
悬挑架体上的钢管型号为φ48×3.0,立杆为单立杆,立于悬挑梁上,立杆不得悬空,每根立杆下均设一根悬挑梁。立杆纵距1.50 米,
横距0.9米,步距 1.50米,内排立杆距离建筑结构 0.30 米。脚手板
下小横杆在大横杆上面,且主结点间设置一根小横杆。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。连墙件采用 2 步3
跨,竖向间距3.4 米,水平间距4.50 米架体上连墙件的搭设方式、
剪刀撑、横向斜撑、脚手板、栏杆以及安全立网等均按本工程落地式脚手架要求进行设置。
2、特殊部位
1)对于建筑转角(阴角、阳角)以及阳台和挑窗处转角等所有转角部位,悬挑钢梁采用扇形分布,以结构边梁作为支点。扇形分布悬挑钢梁的长度增长至1.8m,立杆横距增加至1.3m。除此以外的架
体参数以及斜拉钢丝绳等构造要求的设置均按基本参数。
2)阳台:本建筑物设有悬挑 2.3m 的阳台,阳台悬挑梁和罩面梁截面尺寸最小为200×400mm,阳台板厚度为10cm,与楼板厚度相同,
同时,阳台板和楼板的混凝土强度也相同,考虑到阳台设计活荷载取值为2.5Kpa,阳台悬挑钢梁的支点设在阳台悬挑梁和罩面梁上,锚固
点设置到阳台板或楼面梁板上。因此,均采用基本参数进行搭设。
上述悬挑架体参数采用了架体高度为 20m 的计算结果进行设置,且在风荷载高度系数的取值上采用了最高建筑高度(60m),计算结果
表明,当转角处钢梁的悬挑长度不超过1.8m 时,参数的设置能满足
规范要求,详见悬挑扣件式钢管脚手架计算书。 4.1.3 悬挑式卸料平台
悬挑卸料平台最大集中堆放荷重为600kg,均布荷载2kN/m ,平
台水平钢梁的悬挑长度2.50m,悬挑水平钢梁间距(平台宽度)3.00m。
以两根3.5m长(悬挑长度2.50m 加锚固长度1.0m)[14#a槽钢作主梁,
以 6根 3.0m长[12.6#槽钢作次梁,主次梁采用焊接连接成整体,上
铺厚度不小于50mm的木板,以螺栓与槽钢固定。平台外侧装置固定
的高1.2m防护栏杆和0.3m高挡脚板,采用全封闭式安全立网封闭防
护。主梁锚固长度1.0m,根部与建筑物内预埋钢板(200×200×20)
焊接,同时预埋2 个φ16U形钢筋拉环,拉环一定要压在楼板下层钢
筋下面,并要保证两侧30cm 以上锚固长度,拉环与主梁之间的空隙
用木楔楔紧。
在平台两边各设置前后两道6×37φ18 斜拉钢丝绳,上部拉结点
位于钢平台重心以外,采用在建筑结构物上钢丝绳镶拼成环状,与下部钢丝绳的连接采用每根两套卸甲连接。下部吊环采用φ16钢筋。每
根钢丝绳上设置三只钢丝夹具(型号YT-22),采用花篮螺栓(OO 型3.0
#)调整松紧。外侧钢丝绳距离主体结构1.8m,两道钢丝绳距离
0.50m,外侧钢丝绳吊点距离平台5.00m。
4.2工艺流程
1、落地式双排脚手架
材料构配件准备以及检查验收→测量定位→平整并夯实地基土
→铺设底座→横向扫地杆→纵向扫地杆→竖立杆→扣件扣接→纵向水平杆→横向水平杆→连墙件(或加抛撑)→剪刀撑→横向斜撑→脚手板→防护栏杆和挡脚板→安全网→排水沟→验收校正→使用→监测监控。
2、悬挑式双排脚手架
工字钢梁和U 型钢筋预埋位置平面测量定位→预埋 U型钢筋→
悬挑钢梁上焊接立杆定位钢筋→安放悬挑钢梁→用木楔楔紧 U型钢
筋与锚固钢梁的空隙→横向扫地杆→纵向扫地杆→竖立杆→扣件扣接→纵向水平杆→横向水平杆→连墙件→剪刀撑→横向斜撑→斜拉钢丝绳与建筑物拉结→脚手板→防护栏杆和挡脚板→安全网→验收校正→使用→监测监控。
3、悬挑式卸料平台
主梁次梁焊接成整体→焊接承载吊环和起重吊环→结构物内预埋 U形钢筋拉环与钢板→建筑物上钢丝绳镶拼成环状→塔吊吊运就
位→钢梁置入U形钢筋拉环→木楔楔紧,与钢板满焊接→接好钢丝绳
→脚手板→防护栏杆和挡脚板→调整、检查验收→松卸起重吊钩。 4.3 施工要求
4.3.1施工准备
1、脚手架搭设前,成立脚手架搭设管理小组,由项目经理担任组长,项目技术负责人负责组织施工员、安全员以及其他管理人员学习理解本专项方案,由施工员按本专项方案向脚手架搭设班组以及其他使用人员交底,交底的形式必须采用口头和文字两种形式,且安全
员必须参与交底过程。
2、组织材料和构配件进场,对进场的钢管、扣件、脚手板、工字钢、钢筋拉环、安全网等的材质按 JGJ130-2011 的要求进行进场检查和检测、验收工作,不合格产品严禁使用。经检验合格的构配件应按品种、规格分类,堆放整齐、平稳,堆放场地不得有积水。
3、清除搭设场地杂物,平整搭设场地,使排水畅通。 4.3.2搭设要求
1、脚手架由持证架子工进行施工,必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不超过相邻连墙件以上二步。每搭完一步脚手架后,应按规范规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
2、为了保证架体安全,在进行架体搭设前,对搭设场地采用三合土进行平整和夯实,架体下夯实后地基土的承载力特征值应≥150Kpa。之后铺设100mm 厚C15 素混凝土作为立杆底座,在立杆周围
设置排水沟,避免立杆地基被水浸泡。
3、立杆搭设:
1)立杆的接长除顶层顶步外,其余各层各部接头必须采用对接扣件连接;
2)当立杆使用对接接长时,对接立杆上的对接扣件应交错布置,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;
3)当立杆使用搭接接长时,搭接长度不应小于1m,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。
4)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;
5)当搭至有连墙件的主节点时,搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙件;
6)立杆顶端栏杆高出女儿墙上端1m,高出檐口上端 1.5m。
4、纵向水平杆搭设:
1)纵向水平杆应随立杆按步搭设,并用直角扣件与立杆固定; 2)纵向水平杆应设置在立杆内侧,单根杆长度不应小于3 跨;
3)纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接。应符合下列规定:①两根相邻纵向水平杆的接头不应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应大于纵距的1/3(见图
QDGAJ-JSJ07);②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;
4)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;
5、横向水平杆搭设:
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;
2)作业层上非主节点处设置一根横向水平杆,置于主节点中间; 3)横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。 6、纵、横向扫地杆搭设:
1)纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距钢管底端不大于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;
2)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(见附图)。
7、连墙件安装:
1)本工程连墙件按2 步3 跨进行安装。应随脚手架搭设同步进
行,不得滞后安装;
2)当脚手架施工操作层高出连墙件二步时,应采取确保脚手架稳定的临时拉结措施,直到上一层连墙件安装完后再根据情况拆除;
3)连墙件的布置要求:(1)靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm;(2)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)优先采用菱形布置,
也可采用方形、矩形布置;
4)连墙件必须采用双钢管,与建筑物采用刚性连接;
5)连墙件中的连墙杆呈水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应下斜连接;
6)当脚手架下部暂不能设连墙件时应采取防倾覆措施。当搭设抛撑时,抛撑应采用通长杆件,并用旋转扣件固定在脚手架上,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。
8、剪刀撑与横向斜撑搭设:
1)随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,不得滞后安装; 2)每道剪刀撑跨越立杆的根数按施工图中标注数量进行; 3)剪刀撑斜杆的接长应采用搭接或对接,采用搭接时应符合立杆的搭接要求;
4)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,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm;
9、扣件安装:
1)扣件规格必须与钢管外径相同;
2) 螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m,且不应大于 65N·m;
3)在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm;
4)对接扣件开口应朝上或朝内;
5)各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。
10、作业层栏杆和挡脚板:
1)栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧; 2)上栏杆上皮高度应为1.2m;
3)挡脚板高度不应小于180mm;
4)中栏杆应居中设置。 11、脚手板的铺设:
1)脚手架应铺满、铺稳、铺实,离开墙面不应大于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。
3)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;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(见附图);脚手板探头用直径
3.2mm镀锌钢丝固定在支承杆件上;
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;
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。
12、门洞搭设:
1)门洞处的空间桁架,除下弦平面外,应在其余5个平面内的
节间设置一根斜腹杆;
2)斜腹杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出墙上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。在相交的纵向
水平杆处,增设一根横向水平杆,将斜腹杆固定在其伸出端上;
3)斜腹杆采用通长杆件,当必须接长使用时,采用对接扣件连接;
4)门洞桁架下的两侧立杆为杆,副立杆高度高于门洞口
1~2步;
5)门洞桁架中伸出上下弦杆的杆件端头,均增设一个防滑扣件,该扣件紧靠主节点处的扣件。
13、型钢锚固:
1)预埋U 型钢筋拉环的位置、埋设方法必须满足本方案施工图
要求。
2)U型钢筋拉环采用冷弯成型,与型钢之间的间隙用钢楔或硬木
楔楔紧。
3)U型钢筋拉环及钢丝绳吊环钢筋的预埋,锚固长度分别应符合
《混凝土结构设计规范》GB50010 中钢筋锚固的规定。本工程中 U型
钢筋拉环的锚固长度为560mm,吊环钢筋锚固长度为 700mm。
4.3.3 拆除要求
1)拆除准备工作应符合下列规定:
(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拆除顺序和措施,经审批后方可实施;
(3)拆除前应对施工人员进行交底; (4)应清除脚手架上杂物及地面障碍物 2)拆除脚手架时应符合下列规定:
(1)拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;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;分段拆除高差大于2 步时,应增设连墙件加固;
(2)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;当脚手架采取分段、分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端,应按开口型脚手架的规定设置连墙件和横向斜撑加固。
(3) 架体拆除作业应设专人指挥,当有多人同时操作时,应明确分
工、统一行动,且应具有足够的操作面。
3 )卸料时应符合下列规定:
(1)各构配件严禁抛掷至地面;
(2)运至地面的构配件应按规定及时检查、整修与保养,并按品种、规格分别存放。
4.3.4临时用电及防雷接地要求
临时用电线路架设及防雷接地应按现行规范《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的有关规定执行。本脚手架的防雷接地体
系是在脚手架的转角立杆上设置避雷针,在外脚手架两端及中间每相隔10m,将架体与结构中的钢筋进行焊接,使架体与原建筑物防雷接
地体系连为一体,并检测接地电阻不得大于30Ω。
4.4检查与验收
1、脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收: (1)基础完工后及脚手架搭设前; (2)作业层上施加荷载前; (3)每搭设完 6~8m高度后;
(4)达到设计高度后; (5)遇有六级大风与大雨后; (6)停用超过一个月。
2、本脚手架的构配件检查与验收以及允许偏差、脚手架检查与验收的技术要求、允许偏差与检验方法以及扣件拧紧抽样检查数量和
质量判定标准必须严格按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的要求进行,同时应依据《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中\"外脚手架检查评分表\"中所列项目进行检查和评分。
3、验收人员及要求:每次检查评分验收后应填写验收记录单,在验收合格并由搭设人员、安全员、施工员、项目经理签认,经建设单位项目负责人和监理单位项目总监理工程和安全监理工程师签字认可后方能交付使用。如验收中发现有不符合本方案的,应进行整改,整改并验收合格才能投入使用。 五、施工安全保证措施 5.1组织保障
由于本脚手架属于“危险性较大的分部分项工程”,因此,公司非常重视,建立了由公司领导、项目经理、技术负责人、施工员、安全员组成的安全管理机构,在本工程脚手架的施工中严格执行规范
JGJ130-2011和本方案的具体要求,负责管理和检查验收。具体人员
见下表。
序号 1 2 3 4 5 6 7 姓名 职务 公司领导 公司安全负责人 项目经理 项目副经理 项目技术负责人 安全员 施工员 年龄 性别 联系电话 5.2 技术措施
5.2.1 安全管理措施
1)扣件钢管式脚手架安装与拆除人员必须是经考核合格的专业架子工。架子工应持证上岗;
2)搭拆脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋;
3)脚手架的构配件质量与搭设质量,应按规定进行检查验收,合格后方准使用;
4)钢管上严禁打孔;
5)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、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在架体上;严禁悬挂起重设备,严禁拆除或移动架体上安全防护设施;
6)当有六级强风及以上风、浓雾、雨或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)夜间不进行搭设与拆除作业;
8)脚手架的安全检查与维护,应按本方案 “检查与验收”的规定进行;
9)脚手板应铺设牢靠、严实,用安全网双层兜底。施工层以下每隔10m
应用安全网封闭。
10)本工程架体外围采用安全网全封闭,安全网设置在脚手架外立杆的内侧,并用Φ5mm 的专用绳全眼与架体绑扎牢固。安全网采用阻燃的密目安全网。
11)在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:1)主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆;2)连墙件。
12)当在脚手架使用过程中开挖脚手架基础下的设备基础或管沟时,要求对脚手架采取加固措施。
13)临街搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施。 14)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。 15)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。
16)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。
5.2.2 搭设技术措施
1)在施工前,加强对规范和本方案的理解和学习,对具体实施人员进行安全教育和技术交底,形成文字交底记录并签字; 2)严禁各类构配件混搭和混用;
3)严格控制施工荷载不大于设计荷载(3.0kN/m2);
4)采用扭力扳手,检测并控制扣件拧紧力矩在40-50N.m 以内;
5)脚手板严禁存在探头板;
6)保证架体的整体性,不与其他架体拉结。
7)外脚手架架体与外电架空线路的距离应在安全距离以外,并做好安全接地处理; 8)加强监测监管。
5.2.3 拆除技术措施
1)按方案要求进行拆除前的检查;
2)划分作业区,周围设置绳绑围栏或竖立警戒标志,地面设专人指挥,禁止非作业人员进入;
3)高出作业人员应戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋;
4)拆架程序遵守由上至下、先搭后拆的原则,按一步一清依次进行,严禁上下同时进行。
5)拆立杆时,要先抱住再拆最后两个扣件。拆除纵向水平杆和剪刀撑时,应先拆中间扣件,托住中间后再拆端头扣;
6)连墙杆应随进度逐层拆除。拆抛撑时,应用临时支撑撑住后才能拆除;
7)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扣结时,应通知对方,以防不测;
8)拆架时严禁碰撞脚手架附近电源,以防触电;
9)拆架时不得中途换人,如必须换人,应将拆除情况交代清楚后方可离开;
10)拆下的材料和构配件严禁抛掷。 5.3应急预案
5.3.1重大危险源
根据本工程施工特点,本工程重大危险源是架体坍塌、高处坠落、火灾等。
5.3.2风险预防措施
1、成立抢险领导小组。一旦发生安全事故,公司领导及有关部门负责人必须立即赶赴现场,组织指挥抢险,成立现场抢险领导小组。应急预案领导小组及其人员组成名单见下表。
姓名 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 职务 公司领导 项目经理 公司安全负责人 项目副经理 项目技术负责人 安全员 施工员 施工班长 材料员 年龄 性别 抢险职务 联系电话 组长 副组长 副组长 通讯联络组 技术支持组 保卫组 抢险抢修组 后勤保障及 医疗组 2、严格按本方案进行架体搭设和拆除。特别是在构配件的材质、架体搭设尺寸、地基基础处理、连墙件的安装、剪刀撑的设置、悬挑架钢梁锚固预埋件的安装等方面应严格按本方案执行。
3、严格执行检查与验收制度,坚持按本方案中的安全管理要求以及安全技术措施进行安全管理。
4、及时获取天气信息,预先做好准备工作。 5、准备应急抢险和救援设备和器材。 6、制定应急预案工作流程图。
5.3.3 应急响应
现场管理人员根据出现的险情或有可能出现的险情,迅速逐级上报,次序为现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递,由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议,协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢救和向上级汇报。 5.4监测监控
由安全员负责日常安全监测监控工作,具体应进行如下内容:
1、施工是否按照方案实施;
2、构配件、施工参数以及各类构件的设置位置是否满足方案和规范要求;
3、立杆底座、扣件、连墙件是否松动; 4、立杆、剪刀撑、斜撑是否变形; 5、施工荷载是否满足方案规定;
6、斜拉钢丝绳的绑紧程度和受力变化情况;
7、水平悬挑钢梁位置、长度以及锚固方式和锚固点位置、楔紧处理是否与方案一致,是否发生弯曲变形和水平移动。当监测到异常情况需要报警时,应立即向主管领导报告,并立即组织施工人员和设备疏散。
六、计算书
6.1 架高24m落地式扣件钢管脚手架计算书
落地式扣件钢管脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》( JGJ130-2011)。
1、参数信息
双排脚手架,搭设高度 24米,立杆采用单立管。
立杆的纵距 1.50米, 立杆的横距 0.90米,内排架距离结构 0.30米,立杆的步距 1.70米。
钢管类型为 48×3.0,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.40米,水平间距4.50米。
施工活荷载为 3.0kN/m2,同时考虑2层施工。
脚手板采用竹串片,荷载为 0.35kN/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 .01 00k N/m2 。 脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间增加一根小横杆。 基本风压0 .25 kN/ m2 ,高度变化系数1.1300,体型系数1.1340。 地基承载力标准值 150kN/m2 ,基础底面扩展面积0.250m2 ,地基承载力调整系数0 .40 。
一、小横杆的计算
小横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。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.5/2=0.262 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3×1.5/2=2.250 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.250 = 3.511 kN/m;
小横杆计算简图 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩, 计算公式如下: Mqmax = ql2/8
最大弯矩 Mqmax =3.511×0.9002/8 = 0.355 kN·m; 最大应力计算值 σ = Mqmax/W =79.158 N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力 σ =79.158N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.038+0.262+2.250 = 2.551 kN/m ; νqmax = 5ql4/384EI
最大挠度 ν = 5.0×2.551×900.04/(384×2.06×105×107780.0)=0.982 mm; 小横杆的最大挠度 0.982mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900.0 / 150与10 mm,满足要求!
二、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,小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×0.900=0.035 kN; 脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×0.900×1.5/2=0.236kN; 活荷载标准值: Q= 3×0.900×1.5/2=2.025 kN;
荷载的设计值: P=(1.2×0.035+1.2×0.236+1.4×2.025)/2=1.580 kN;
大横杆计算简图 2.抗弯强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
Mmax = 0.08ql2
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×(1.2×0.038)×1.5×1.5=0.008 kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.175Pl
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.175×1.580×1.5= 0.415 kN·m; M = M1max + M2max = 0.008+0.415=0.423 kN·m 最大应力计算值 σ = 0.423×106/4491=94.197 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力计算值 σ = 94.197 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm;
均布荷载最大挠度计算公式如下: νmax = 0.677ql4/100EI
集中荷载最大挠度计算公式如下: νpmax = 1.146Pl3/100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
νmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×107780) = 0.060mm; 集中荷载标准值P =(0 .03 5+0 .23 6+2 .02 5)/ 2=1.148kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
ν= 1.146×1147.905×15003/ ( 100 ×2.06×105×107780) = 2.0mm;
最大挠度和:ν= νmax + νpmax = 0.060+2.0=2.060 mm;
大横杆的最大挠度2.060mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足要求!
三、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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN; 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=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值: P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN
活荷载标准值: Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN
荷载的计算值: R=1.2×0.058+1.2×0.236+1.4×2.025=3.188kN 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。
四、脚手架立杆荷载计算
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,本例为0.1072kN/m NG1 = 0.1072×24 = 2.572kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.35×4×1.5×(0.9+0.3)/2 =1.26 kN;
(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹串片脚手板挡板,标准值为0.17kN/m
NG3=0.17×4×1.5/2=0.51kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.01 kN/m2 NG4 = 0.01×1.5×24 =0.36 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =2.572+1.26+0.51+0.36=4.702 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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 = 3×0.9×1.5×2/2 = 4.05 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.9×1.4NQ = 1.2×4.702+ 0.9×1.4×4.05= 10.745 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.702+1.4×4.05=13.312kN; 五、立杆的稳定性计算 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0 = 0.25 kN/m2;
μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1.13;
μs -- 风荷载体型系数:取值为1.134; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0.25×1.13×1.134= 0.320 kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.9 ×1.4WkLah2/10 = 0.9 ×1.4×0.32×1.5×1.72/10 = 0.175kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = 10.745 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 13.312kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 1.155*1.500*1.700=2.945 m; 长细比: L0/i =2945/15.8=186 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.212 立杆净截面面积 : A = 4.239cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.491cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 10745/(0.212×424)+175000/4491 = 158.504N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 158.504 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ =13312/(0.212×424)=148.095 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 148.095 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
六、最大搭设高度的计算
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
Hs = [φAf - (1.2NG2k + 0.85×1.4(ΣNQk + MwkφA/W))]/1.2Gk 构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.26+0.51+0.36=2.13 kN; 活荷载标准值 :NQ = 4.05 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.107 kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.175/(1.4 × 0.85) = 0.0190.147 kN·m;
Hs =( 0.145×4.24×10-4×205×103-(1.2×2.7+0.85×1.4×(4.05+0.145×4.24×100×0.019/5.08)))/(1.2×0.125)=37.5 m;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)5.3.6条脚手架搭设高度 Hs小于24米:
[H]=Hs =37.5m
脚手架单立杆搭设高度为24m,小于[H],满足要求!
七、连墙件的稳定性计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: N l = 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: N lw =1.4×wk×Aw
wk ——风荷载标准值, wk =0.320kN/ m2 ;
Aw ——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, Aw = 3.40×4.50 = 15.300m ;
No ——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力( kN) ;N o = 3.000 经计算得到N lw =6.862kN,连墙件轴向力计算值Nl= 9 .86 2kN 根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1= 0 .85 Ac[ f] 根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值Nf2 =0.85A[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=0.95;
净截面面积Ac=4.24cm ;毛截面面积A=18.10cm ;[f]=205.00N/mm 。 经过计算得到Nf1= 7 3.8 65k N
Nf1>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. 110 kN
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求 !
连墙件扣件连接示意图 八、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
其中p——立杆基础底面的平均压力(kN/m ),p2=N/A;p=50.48 N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN) ; N=12.62 A——基础底面面积 (m2);A = 0.25
fg ——地基承载力设计值(kN/m );fg =60.00 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 =0.40 fgk ——地基承载力标准值; fgk =150.00 地基承载力的计算满足要求!
6.2 悬挑 1.3m架高 20m 悬挑式扣件钢管脚手架计算书
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规( JGJ130-2011)。 计算参数:
双排脚手架,搭设高度20米,立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米,立杆的横距0.90米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.70米。
采用的钢管类型为 φ 48× 3.0,
连墙件采用 2步3跨,竖向间距 3.00米,水平间距 4.50米。 施工活荷载为 3.0kN/ m2 ,同时考虑2层施工。
脚手板采用竹串片,荷载为 0.35kN/ m2 ,按照铺设4层计算。
栏杆采用竹串片,荷载为 0.17kN/ m2,安全网荷载取0 .01 00k N/ m2 。 脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间增加一根小横杆。 基本风压0 .25 kN/ m ,高度变化系数1.25,体型系数1.1340。 悬挑水平钢梁采用 16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度 1.30米,建筑物内锚固段长度1.70米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构。 一、小横杆的计算
小横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。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.5/2=0.262 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3×1.5/2=2.250 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.250 = 3.511 kN/m;
小横杆计算简图 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩, 计算公式如下:
Mqmax = ql2/8
最大弯矩 Mqmax =3.511×0.9002/8 = 0.355 kN·m; 最大应力计算值 σ = Mqmax/W =79.158 N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力 σ =79.158N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.038+0.262+2.250 = 2.551 kN/m ; νqmax = 5ql4/384EI
最大挠度 ν = 5.0×2.551×900.04/(384×2.06×105×107780.0)=0.982 mm; 小横杆的最大挠度 0.982mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900.0 / 150与10 mm,满足要求!
二、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,小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×0.900=0.035 kN; 脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×0.900×1.5/2=0.236kN; 活荷载标准值: Q= 3×0.900×1.5/2=2.025 kN;
荷载的设计值: P=(1.2×0.035+1.2×0.236+1.4×2.025)/2=1.580 kN;
大横杆计算简图 2.抗弯强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
Mmax = 0.08ql2
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×(1.2×0.038)×1.5×1.5=0.008
kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.175Pl
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.175×1.580×1.5= 0.415 kN·m; M = M1max + M2max = 0.008+0.415=0.423 kN·m 最大应力计算值 σ = 0.423×106/4491=94.197 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力计算值 σ = 94.197 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm;
均布荷载最大挠度计算公式如下: νmax = 0.677ql4/100EI
集中荷载最大挠度计算公式如下: νpmax = 1.146Pl3/100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
νmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×107780) = 0.060mm; 集中荷载标准值P =(0 .03 5+0 .23 6+2 .02 5)/ 2=1.148kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
ν= 1.146×1147.905×15003/ ( 100 ×2.06×105×107780) = 2.0mm; 最大挠度和:ν= νmax + νpmax = 0.060+2.0=2.060 mm;
大横杆的最大挠度2.060mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足要求!
三、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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN; 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=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值: P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN
活荷载标准值: Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN
荷载的计算值: R=1.2×0.058+1.2×0.236+1.4×2.025=3.188kN 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。
四、脚手架立杆荷载计算
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,本例为0.1196kN/m NG1 = 0.1196×20= 2.392kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.35×4×1.5×(0.9+0.3)/2 =1.26 kN;
(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹串片脚手板挡板,标准值为0.17kN/m
NG3=0.17×4×1.5/2=0.51kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.01 kN/m2 NG4 = 0.01×1.5×20 =0.3 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =2.392+1.26+0.51+0.3=4.462 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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 = 3×0.9×1.5×2/2 = 4.05 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.9×1.4NQ = 1.2×4.462+ 0.9×1.4×4.05= 10.457kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.462+1.4×4.05=11.024kN; 6、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0 = 0.25 kN/m2;
μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1.25;
μs -- 风荷载体型系数:取值为1.134; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0.25×1.25×1.134= 0.3kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.9 ×1.4WkLah2/10 = 0.9 ×1.4×0.3×1.5×1.72/10 = 0.193kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = 10.457 kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 11.024kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.6cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 1.155×1.500×1.700=2.945 m; 长细比: L0/i =2945/16=185 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.212
立杆净截面面积 : A = 4.239cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.491cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ = 10457/(0.212×424)+193000/4491 =159.3N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 159.3N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ =11024/(0.212×424)=122. N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 122. N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七、连墙件的稳定性计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: N l = 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: N lw =1.4×wk×Aw
wk ——风荷载标准值, wk =0.3kN/ m2 ;
Aw ——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, Aw = 3.40×4.50 = 15.300m ;
No ——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力( kN) ;N o = 3.000 经计算得到N lw =1.4*0.3*15.3=7.582kN,连墙件轴向力计算值Nl=7.582+3=10.582kN
根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1= 0 .85 Ac[ 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=0.95;
净截面面积Ac=4.24cm ;毛截面面积A=18.10cm ;[f]=205.00N/mm 。 经过计算得到Nf1= 7 3.8 65k N
Nf1>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. 110 kN
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求 !
七、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁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。
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,k 2 =m2/l。
本工程算例中 ,m=1300mm,l=1700mm,ml =300mm,m2=1200mm; 水平支撑梁的截面惯性矩 I=1130.00cm4 ,截面模量(抵抗矩)W=141.00c m3 。
受脚手架作用集中强度计算荷载N =11.024kN
水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×2 6.1 0×0.0001×7 .85 ×1 0=0 .25 kN/m
k=1.30/1.70=0.77 kl=0.30/1.70=0.18 k2=1.20/1.70=0.71 代入公式,经过计算得到 支座反力RA=30.886kN 支座反力RB=-9.22kN 最大弯矩MA=15.6kN.m
f=15.6×10 6 /(1.05×141000.0)= 107.369N/mm 2 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=4.462+4.05=8.512Kn
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=3.101mm
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2600 .0/250,满足要求!
八、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 σ=M/φbWx ≤ [f]
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》(GB50017-2003)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φ值=1.07-0.282/φb=0.93。
经过计算得到最大应力σ=15.6×106 /( 0.93×141000 )=121.22N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算σ=121.22小于 [f]=215N/mm2 ,满足要求! 九、锚固段与楼板连接的计算
水平钢梁与楼板压点采用压环,拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=9.22kN; 压环钢筋的设计直径D=16mm;
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: σ=N/A ≤ [f]
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按2个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8 [f]= 50N/mm2;
A=πD2/4=3.142×182/4=201.088mm2 σ=N/2A=9220/201.088×2=22.92N/mm2;
压环预埋时一定要压在楼板双层钢筋网片下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!
,b
6.3 转角处悬挑 1.8m架高 20m 悬挑式扣件钢管脚手架计算书
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》( JGJ130-2011)。 计算参数:
双排脚手架,搭设高度20米,立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.3米,内排架距离结构0.40米,立杆的步距1.70米。
采用的钢管类型为 φ 48× 3.0,
连墙件采用 2步3跨,竖向间距3.4米,水平间距 4.50米。 施工活荷载为 3.0kN/ m2 ,同时考虑2层施工。
脚手板采用竹串片,荷载为 0.35kN/ m2 ,按照铺设4层计算。
栏杆采用竹串片,荷载为 0.17kN/ m2,安全网荷载取0 .01 00k N/ m2 。 脚手板下小横杆在大横杆上面,且主结点间增加一根小横杆。 基本风压0 .25 kN/ m ,高度变化系数1.25,体型系数1.1340。 悬挑水平钢梁采用 18号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度 1.80米,建筑物内锚固段长度2.3米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构。 一、小横杆的计算
小横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。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.5/2=0.262 kN/m ; 活荷载标准值: Q=3×1.5/2=2.250 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.262+1.4×2.250 = 3.511 kN/m;
小横杆计算简图 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩, 计算公式如下: Mqmax = ql2/8
最大弯矩 Mqmax =3.511×1.32/8 = 0.742 kN·m;
最大应力计算值 σ = Mqmax/W =0.742*102/4729=156.844N/mm2; 小横杆的最大弯曲应力 σ =156.844N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.038+0.262+2.250 = 2.551 kN/m ; νqmax = 5ql4/384EI
最大挠度 ν = 5.0×2.551×13004/(384×2.06×105×113510)=4.057 mm; 小横杆的最大挠度4.057mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1300/ 150与10 mm,满足要求!
二、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,小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×1.3=0.050 kN; 脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.3×1.5/2=0.341kN; 活荷载标准值: Q= 3×1.3×1.5/2=2.925 kN;
荷载的设计值: P=(1.2×0.050+1.2×0.341+1.4×2.925)/2=2.282 kN;
大横杆计算简图 2.抗弯强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
Mmax = 0.08ql2
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×(1.2×0.038)×1.5×1.5=0.008 kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.175Pl
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.175×2.282×1.5= 0.599kN·m; M = M1max + M2max = 0.008+0.599=0.607 kN·m 最大应力计算值 σ = 0.607×106/4491=135.159 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力计算值 σ =135.159 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm;
均布荷载最大挠度计算公式如下: νmax = 0.677ql4/100EI
集中荷载最大挠度计算公式如下: νpmax = 1.146Pl3/100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
νmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×107780) = 0.058mm; 集中荷载标准值P =(0.05+0.341+2.925)/2 =1.658kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
ν= 1.146×1658×15003/ ( 100 ×2.06×105×107780) = 2.888mm;
最大挠度和:ν= νmax + νpmax = 0.058+2.888=2.946 mm;
大横杆的最大挠度2.946mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足要求!
三、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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R ≤ Rc 其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN; 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=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值: P2=0.350×1.3×1.500/2=0.341kN
活荷载标准值: Q=3.000×1.3×1.500/2=2.925kN
荷载的计算值: R=1.2×0.058+1.2×0.341+1.4×2.925=4.574kN 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。
四、脚手架立杆荷载计算
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,本例为0.1196kN/m NG1 = 0.1196×20= 2.392kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.35×4×1.5×(1.3+0.4)/2 =1.785kN;
(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹串片脚手板挡板,标准值为0.17kN/m
NG3=0.17×4×1.5/2=0.51kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.01 kN/m2 NG4 = 0.01×1.5×20 =0.3 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 =2.392+1.785+0.51+0.3=4.987 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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 = 3×1.3×1.5×2/2 = 5.850 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.9×1.4NQ = 1.2×4.987+ 0.9×1.4×5.850= 13.355kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.987+1.4×5.850=14.174kN; 6、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:ω0 = 0.25 kN/m2;
μz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:μz= 1.25;
μs -- 风荷载体型系数:取值为1.134; 经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0.25×1.25×1.134= 0.3kN/m2; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.9 ×1.4WkLah2/10 = 0.9 ×1.4×0.3×1.5×1.72/10 = 0.193kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = 13.355kN; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 σ = N/(φA)≤ [f]
立杆的轴心压力设计值 :N = N'= 14.174kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.6cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 : k = 1.155 ;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 1.155×1.500×1.700=2.945 m; 长细比: L0/i =2945/16=185 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 0.212 立杆净截面面积 : A = 4.239cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.491cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时
σ =13355/(0.212×424)+193000/4491 =191.N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 191.N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ =14174/(0.212×424)=157.68 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 157.68 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七、连墙件的稳定性计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: N l = 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: N lw =1.4×wk×Aw
wk ——风荷载标准值, wk =0.3kN/ m2 ;
Aw ——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, Aw = 3.40×4.50 = 15.300m ;
No ——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力( kN) ;N o = 3.000 经计算得到N lw =1.4*0.3*15.3=7.582kN,连墙件轴向力计算值Nl=7.582+3=10.582kN
根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值Nf1= 0 .85 Ac[ 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=0.95;
净截面面积Ac=4.239cm ;毛截面面积A=18.10cm ;[f]=205.00N/mm 。 经过计算得到Nf1= 0.85*4.239*10-4*205*103=73.86k N Nf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求 !
经过计算得到 Nf2 =0.85*0.95*18.1*10-4*205*103 =299.622 kN Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求 !
七、悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁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。
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,k 2 =m2/l。
本工程算例中 ,m=1800mm,l=2300mm,ml =400mm,m2=1700mm; 水平支撑梁的截面惯性矩 I=1660.00cm4 ,截面模量(抵抗矩)W=185.00c m3 。
受脚手架作用集中强度计算荷载N =14.174kN
水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×30.75×0.0001×7 .85 ×1 0=0 .2 kN/m
k=1.80/2.30=0.78 kl=0.40/2.30=0.17 k2=1.70/2.30=0.74
代入公式,经过计算得到 支座反力RA=42.30kN 支座反力RB=-12.76kN 最大弯矩MA=-30.23N.m
f=30.23×10 6 /(1.05×185000.0)=155.62N/mm 2
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=4.987+5.85=10.837Kn 水平钢梁自重计算荷载 q=30.75×0.0001×7.85×10=0.24kN/m 最大挠度Vmax=3.101mm
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2600 .0/250,满足要求!
八、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下 σ=M/φbWx ≤ [f]
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》(GB50017-2003)得,φb=2
由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φ值为0.93。
经过计算得到最大应力σ=30.23×10 /( 0.93×185000 )=175.70N/mm; 水平钢梁的稳定性计算σ=175.70小于 [f]=215N/mm2 ,满足要求! 九、锚固段与楼板连接的计算
水平钢梁与楼板压点采用压环,拉环强度计算如下 水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R=12.76kN; 压环钢筋的设计直径D=16mm;
6
2
b
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: σ=N/A ≤ [f]
其中 [f] 为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按2个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8 [f]= 50N/mm2;
A=πD2/4=3.142×182/4=201.088mm2 σ=N/2A=12760/201.088×2=31.72N/mm2;
压环预埋时一定要压在楼板双层钢筋网片下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!
6.4悬挑式卸料平台计算书
悬挑卸料平台计算书
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。
悬挑卸料平台的计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等编制。 1、参数信息
(1).荷载参数
脚手板类别:竹串片脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.35; 栏杆、挡板类别:竹串片脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.17; 施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):5.00。 (2).悬挑参数
内侧钢绳与墙的距离(m):1.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):0.80; 上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):3.80;
钢丝绳安全系数K:5.50,悬挑梁与墙的节点按 铰支 计算;
只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。 (3).水平支撑梁
主梁材料类型及型号:14a号槽钢槽口水平[ ; 次梁材料类型及型号:10号槽钢槽口水平[;
次梁水平间距ld(m):0.50,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):1.20。 (4).卸料平台参数
水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):3.50,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):1.50, 次梁悬臂Mc(m):0.20;
平台计算宽度(m):2.00。
2、次梁的验算
次梁选择 10号槽钢槽口水平[ ,间距0.5m,其截面特性为: 面积 A=12.74cm2; 惯性距 Ix=198.3cm4; 转动惯量 Wx=39.7cm3; 回转半径 ix=3.95cm;
截面尺寸:b=48mm,h=100mm,t=8.5mm。
(1).荷载计算
(1)、脚手板的自重标准值:本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35kN/m2; Q1=0.35× 0.50= 0.18kN/m;
(2)、型钢自重标准值:本例采用10号槽钢槽口水平[,标准值为0.10kN/m Q2=0.10kN/m (3)、活荷载计算
1)施工荷载标准值:取2.00kN/m2 Q3=2.00kN/m2
2)最大堆放材料荷载P:5.00kN 荷载组合
Q=1.2×(0.18+0.10)+1.4×2.00×0.50=1.73kN/m P=1.4×5.00=7.00kN (2).内力验算
内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下:
最大弯矩M的计算公式(规范JGJ80-91,P31)为: Mmax=ql2/8(1 - m2/l2)2 + pl/4
经计算得出: Mmax=(1.73×2.002/8)×(1-(0.202/2.002))2+7.00×2.00/4=4.35kN·m。
最大支座力计算公式: R=[P + q(l+2m)]/2
经计算得出: R=(7.00 + 1.73×(2.00 + 2×0.20))/2=5.57kN (3).抗弯强度验算
次梁应力:
σ=M/γxWx ≤ [f]
其中 γx -- 截面塑性发展系数,取1.05;
[f] -- 钢材的抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
次梁槽钢的最大应力计算值 σ =4.35×103/(1.05×39.70)=104.27N/mm2; 次梁槽钢的最大应力计算值 σ =104.273N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
(4).整体稳定性验算
σ=M/φbWx ≤ [f]
其中,φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: φb=(570tb/lh)×(235/fy) 经过计算得到
φb=570×8.50×48.00×235/(2000.00×100.00×235.0)=1.16;
由于 φb大于0.6,按照下面公式调整: φb'=1.07 - 0.282/φb ≤1.0 得到 φb'=0.827;
次梁槽钢的稳定性验算 σ =4.35×103/(0.827×39.700)=132.31N/mm2;
次梁槽钢的稳定性验算 σ =132.313N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2,满足要求!
3、主梁的验算
根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择 14a号槽钢槽口水平[ ,其截面特性为: 面积 A=18.51cm2; 惯性距 Ix=563.7cm4; 转动惯量 Wx=80.5cm3; 回转半径 ix=5.52cm;
截面尺寸,b=58mm,h=140mm,t=9.5mm;
(1).荷载验算
(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用竹串片脚手板挡板,标准值为0.14kN/m;
Q1=0.14kN/m;
(2)槽钢自重荷载 Q2=0.14kN/m
静荷载设计值 q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.14)=0.34kN/m; 次梁传递的集中荷载取次梁支座力 R; (2).内力验算
悬挑卸料平台示意图
悬挑卸料平台水平钢梁计算简图
悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)
悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN·m)
悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm) 从左至右各支座反力: R[1]=19.491kN; R[2]=-7.357kN; R[3]=1.826kN。
最大支座反力为 Rmax=7.357kN; 最大弯矩 Mmax=9.419kN·m; 最大挠度 ν=0.124 mm。 (3).抗弯强度验算
σ=M/(γxWx) + N/A ≤ [f]
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; 主梁槽钢的最大应力计算值 σ =9.419×106/1.05/80500.0+3.48×103/1851.000=113.313N/mm2;
主梁槽钢的最大应力计算值 113.313N/mm2 小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 [f]=205.00N/mm2,满足要求!
(4).整体稳定性验算
σ=M/(φbWx) ≤ [f]
其中 φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: φb=(570tb/lh)×(235/fy) φb=570×9.5×58.0×235/(3400.0×140.0×235.0)=0.660; 由于 φb大于0.6,应按照下面公式调整: φb'=1.07-0.282/φb ≤1.0 可得 φb'=0.3;
主梁槽钢的稳定性验算 σ=9.419×106/(0.3×80500.00)=182.07N/mm2; 主梁槽钢的稳定性验算 σ=182.07N/mm2 小于 [f]=205.00,满足要求! 4、钢丝拉绳的内力验算
水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算, RCi=RUisinθi
其中 RCi -- 水平钢梁的垂直支坐反力(kN); RUi -- 拉钢绳的轴力(kN);
θi -- 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角; sinθi=Sin (ArcTan (3.8/(0.8+1))=0.904;
根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:RUi=RCi / sinθi; RUi=19.491 / 0.904=21.57kN;
5、钢丝拉绳的强度验算
选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径18.5mm。 [Fg]=aFg/K
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),查表得Fg=199.5kN; 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。α=0.85;
K -- 钢丝绳使用安全系数。K=5.5。 得到:[Fg]=30.832kN>Ru=21.567kN。 经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。 6、钢丝拉绳拉环的强度验算
取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算作为拉环的拉力N为: N=RU=21566.659N。 拉环强度计算公式为: σ=N/A ≤ [f]
其中, [f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8所述在物件的自重标准值作用下,每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2,故拉环钢筋的抗拉强度设计值[f]=50.0N/mm2;
所需要的拉环最小直径 D=[21566.7×4/(3.142×50.00×2)]1/2=16.6mm。 实际拉环选用直径D=18mm的HPB235的钢筋制作即可。
7、操作平台安全要求
a) 卸料平台的上部拉结点,必须设于建筑物上,不得设置在脚手架等
施工设备上; b) 卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,建筑物锐角口围
系钢丝绳处应加补软垫物,平台外口应略高于内口; c) 卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏;
d) 卸料平台吊装,需要横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,经过检验
后才能松卸起重吊钩; e) 卸料平台使用时,应有专人负责检查,发现钢丝绳有锈蚀损坏应及
时调换,焊缝脱焊应及时修复; f) 操作平台上应显著标明容许荷载,人员和物料总重量严禁超过设计
容许荷载,配专人监督。
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