2023年12月22日发(作者:莫燕忠)
目 录
一、
二、
三、
四、
五、
六、
编制依据 .......................................................... 1
工程概况 .......................................................... 1
施工准备 .......................................................... 2
施工部署 .......................................................... 3
安全及文明施工管理 ................................................ 9
三角形钢管脚手架荷载计算 .......................................... 9
项目名称:长沙.金科中心项目 方案名称:3A#栋屋面花架施工方案
一、 编制依据
1、目的
本方案用于指导长沙金科.中心3A#楼屋面花架施工工作,以保证屋面花架施工安全、有序、高效的完成。
2、主要编制依据
1、 长沙.金科中心项目施工图(第一标段)
2、 长沙金科中心项目施工组织设计
3、 《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2011)
4、 《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)
5、 《高层建设混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)
6、 《混凝土结构工程施工工艺标准》(ZJQ00-SG-002-2003)
7、 《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008;
8、 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)
9、 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
10、 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
11、 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001(2006版))
12、 《扣件式钢管脚手架搭设要求与设计计算》
13、 《建筑施工脚手架实用手册》
14、 《建筑工程施工手册》(第四版)
15、 《建工工程模板施工手册》
16、 《建筑工程荷载规范》;
17、 《建设工程项目管理规范》;
18、 《建设工程安全生产管理条例》;
二、 工程概况
1、工程简介
工程名称
工程地址
长沙.金科中心
湖南省长沙县向阳路与板仓路交汇处
中国建筑第二工程局有限公司
CHINA CONSTRUCTION SECOND ENGINEERING BUREAUS .
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项目名称:长沙.金科中心项目 方案名称:3A#栋屋面花架施工方案
建设单位
监理单位
总承包单位
监督单位
长沙金科房地产开发有限公司
湖南环宇建设工程咨询监理有限责任公司
中国建筑第二工程局有限公司
长沙县建设工程质量监督站、长沙县建设工程安全监督站
2、工程项目概况
现场现状:屋面花架为独立框架柱,净高7.2m,外爬架再提升一层后还差2.7m的外防护。
三、 施工准备
屋面花架的施工包含脚手架的搭设施工,模板施工,外防护施工。
3.1、材料准备
结合本工程结构特点以及选用钢管特点,本工程屋面范围内脚手架采用轮扣架,屋面范围以外采用扣件式钢管脚手架,在选材方面需遵循以下原则:
3.1.1 钢管
1、扣件式脚手架钢管要求使用类型为48×3.0钢管,要求壁厚小于3.0的钢管严禁投入现场使用。
2、轮扣式钢管采用壁厚不小于3.0Φ48钢管。严禁穿孔后使用;按照快拆架标准备齐所需构配件(所需构配件包括2.6m、0.9m立杆,1.2m、0.9m横杆)。
3、钢管应为力学性能适中的Q235钢,其力学性质应符合国家现行标准《碳素结构钢》(GB700-89)中Q235A钢的规定。
4、用于立杆、纵向水平杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度为4~6m(这样的长度一般重25kg以内,适合人工操作)。用于横向水平杆的钢管长度为1.5m,以适应脚手架宽的需要。
5、架体搭设完成后要加设足够的剪刀撑,在竖向3.1m和7m位置设置斜拉杆,使其整体稳定性得到可靠的保证;
4、钢管质量的检验要求
⑴.钢管的外观质量检验应按表3-1进行
表3-1 钢管质量检验要求
项次
新检查项目
必须具备
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验收要求
1 产品质量合格证
管
2 钢管材质证明书
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3 表面质量
4 外径,壁厚
5 端面
6 防锈处理
旧7 钢管锈蚀程度应每年检查一次
表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯
A48,>3mm
应平整,端面切斜的偏差<1.70mm
必须进行防锈处理,镀锌或刷防锈漆
管壁上锈蚀的深度,不得超过0.50mm
同新管3、4、5
管
8 其它项目同新管项次3、4、5
⑵.钢管应无裂纹,两端面应平整,严禁打孔。
3.1.2 扣件
1、应使用与钢管管径相配合的、符合我国现行标准的可锻铸铁扣件。
2、技术要求:
⑴.扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作。
⑵.铸铁不得有裂纹、气孔;不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸铁缺陷;并应将影响外观质量的粘砂、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。
⑶.扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好。
⑷.扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应不小于1mm。
⑸.当扣件紧夹钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
⑹.扣件表面应进行防锈处理。
3、扣件质量的检验要求
⑴.扣件质量应按表3-2进行检验
表3-2 扣件质量检验要求
项次
1
检查项目
产品质量合格证,生产许可证,专业检测单位测试报告
表面质量及性能
螺栓
同新扣件的项次2、3
要求
必须具备
应符合技术要求(2)~(6)的规定
不得滑丝
新
扣
件
2
3
旧扣件 4
四、 施工部署
本屋面花架柱分两次施工,第一次施工至3.5米位置,施工脚手架及外挑架一次施工。
A、轮扣架及柱摸施工
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A.1.轮扣架及模板工艺流程
轮扣架施工工艺流程:地基弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆,并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆,上端与第二步大横杆扣紧(装设与柱连接杆后拆除)→安第三、四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪力撑→铺设脚手板,绑扎防护及档脚板、立挂安全网。
柱模板施工工艺流程:施工准备→弹出边线及控制线→柱钢筋加工制作及模板的配置→轮扣架搭设→柱钢筋绑扎→→钢筋隐蔽验收→柱模板拼装加固→柱混凝土浇筑→柱模拆除。
柱模板流程:清理柱内杂物→弹边线及控制线→钢筋绑扎→自检、互检及隐蔽验收后工序交接手续→安装柱侧模→调整固定→自检、互检→验收→移交砼工种。
A.2.轮扣架搭设要点
1)、 按照快拆架支模图备齐所需构配件 (本工程支模所需构配件包括2.6m、0.9m立杆,U型可调顶托,1.2m、0.9m、0.6m横杆)。
2)、按照快拆架支模图在楼板上弹模板支撑位置线,按模板支撑位置线支一个立方体支撑格构,并在立杆底部垫上木板。
3)、沿已支成的立方体支承格构,严格按照支模图完成剩余的搭设。搭设过程中,同一个插座上横杆与其搭接的立杆要互相垂直,同一方向内搭接的横杆要顺直。
A.3.轮扣式脚手架设计
屋面花架支模架体系立杆间距1.2米,局部梁底及墙柱边采用0.9米或0.6米的布局。
柱高7.2米采用2.6米立杆,四道水平杆,边缘增加一道0.9米的立杆做防护。
正立面图 俯视图
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插座示意图
插头示意图
施工要点
1)、 施工前必须熟悉设计方案,进行技术交底。严格按照设计要求进行支模,严禁随意支搭。
2)、支立模板支架时,立杆位置要准确,立杆、横杆形成的支承格构要方正。
3)、立方体支承格构调方正以后同时敲击4根或3根横杆,不能装一根敲击一根,横杆的插头插入立杆插座后,要两头同时均匀敲击,不能猛敲一头,再敲另一头。
4)、按图示进行水平杆(横杆)安装,严禁私自调换不同长度横杆。
5)、模板拆除前应办理拆模申请,经项目技术负责人批准后方可进行第一次模板拆除。
6)、模架的拆除应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定。
B、三角钢管外挑架施工
B.1.外脚手架工艺流程
根据屋面支撑点位置图预埋钢筋桩→搭设内排架→在内排架上根据图纸搭设悬挑钢中国建筑第二工程局有限公司
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管→搭设大横杆→搭设三角斜撑→连通最底部架大横杆→检查连接质量→立杆连接→大小横杆连接→剪刀撑→脚手板、防护栏杆→挂安全网→架体验收→使用
B.2.构造要求
B.2.1立杆:立杆横距为1.2m,纵距1.2m,内排距墙0.25m,立杆下加设三角钢管支撑,相邻立杆接头位置应相互错开,布置在不同的步距内,并且与相近大横杆的距离不宜大于步距的三分之一。
立杆与大横杆必须用直角扣件加紧,以保证立杆承载能力。立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300。
B.2.2大横杆
大横杆步距为1.8m,上下横杆接长位置应错开布置。在不同的立杆纵距中,与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。相邻步距的大横杆应错开布置在立杆的内侧和外侧,以减少立杆偏心受载情况。
同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/200,且不大于5cm。
B.2.3小横杆及剪力撑
小横杆应贴近立杆布置,两端各出100 mm,搭设在大横杆之上,并且用直角扣件扣紧,在任何情况下,均不得拆除。
剪力撑取3-4根立杆,斜杆与地面夹角45~60度。剪刀撑的斜杆除两端用转向扣件与立杆或大横杆扣紧连接牢外,中间应增加1~2个扣接点,架子转角处加设剪刀撑。
B.2.4连接杆:连接杆与屋面脚手架进行牢固拉结。在每个步距都设置一道拉结点。
B.2.5护栏挡脚板及防护
操作层上必须设置封闭护栏两道,高分别为1.2m、0.6m。下部设180mm高挡脚板。脚手架外部用密目安全立网进行全封闭。安全网用尼纶绳绑扎严密。操作层内立杆与墙间距用木板封严。
B.2.6水平兜网设置
兜网设置在挑架层根部。
B.3.质量要求
脚手架搭设的技术要求与允许偏差
序项目
号
构架尺寸(立杆纵1 距、立杆横距、步距)误差
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±20mm
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≤25m
2 立杆的垂直偏差
纵向水平杆的水平3
偏差
横向水平杆的水平4
偏差
节点处相交杆件的5 轴线距节点中心距离
相互错开,设在不同的步距内,相邻接头的6 相邻立杆接头位置
高度差应>500mm
相互错开,设在不同的立杆纵距内,相邻接上下相邻纵向水平7
杆接头位置
立杆纵距的1/3
1)搭接部位应跨过与其相接的纵向水平杆或立杆,并与其连接(绑扎)固定
2)搭接长度和连接要求应符合以下要求:
杆
类别
件
8
搭
接
扣件式钢管脚手>1m
架
纵向水平不少于2个连接扣件
杆
节 扣件式钢管脚手点 架
9
连
其它脚手架
接
按相应的连接要求
拧紧扣件螺栓,其拧紧力矩应不小于40N.m,且不大于65 N.m
于2个
立杆
连接扣件数量依承载要求确定,且不少杆别
度
搭接长连接要求
头的水平距离应>500mm,接头距立杆应小于≤150 mm
±10mm
±20mm
架高
>25m ±100mm
±50mm
B.4.搭设注意事项:
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。
2. 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。
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3. 脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。
4. 严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用。
5. 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。
6. 一字型、开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑。
7. 均必须在外侧立面设置一道剪刀撑,并由底至顶设置。
8. 拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业。
9. 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,分段拆除高度不应大于两步,如高差大于两步,应增设连墙件加固。
10. 各构配件严禁抛至屋面。
B.5. 钢管三角形脚手架使用的注意事项
1、作业层每1m2架面上实用的施工荷载(人员、材料和机具重量)不得超过以下的规定值或施工设计值;施工荷载(作业层上人员、器具、材料的重量)的标准值,结构脚手架采取3kN/m2;装修脚手架取2kN/m2。
2、在架板上堆放的标准砖不得多于单排立码3层;砂浆和容器总重不得大于1.5kN;施工设备单重不得大于1kN,使用人力在架上搬运和安装的构件的自重不得大于2.5kN。
3、在架面上设置的材料应码放整齐稳固,不影响施工操作和人员通行。
4、作业人员在架上的最大作业高度应以可进行正常操作为度,禁止在架板上加垫器物或单块脚手板以增加操作高度。
5、在作业中,禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件、安全网和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应临时加固措施,并在作业完毕后,及时予以恢复。
6、工人在架上作业中,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上戏闹和坐在栏杆上等不安全处休息。不要在架面上急匆匆地行走或去办某件事情,相互躲让时应避免身体失衡。
7、人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通(梯)道,严禁攀援脚手架上下。
8、每班工人上架作业时,应先行检查有无影响安全作业的问题存在,在排除和解决后方许开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,解决以后才能恢复正常作业;发现有异常和危险情况时,应立即通知所有架上人员撤离。
9、架上作业时应注意随时清理落到架面上的材料,保持架面上规整清洁,不要乱放材料工具,以免影响自己作业的安全和发生掉物伤人。
10、在进行撬、拉、推、拔等操作时,要注意采取正确的姿势,站稳脚跟,或一手把持在稳固的的结构或支持物上,以免用力过猛时身体失去平衡或把东西甩出。在脚手架中国建筑第二工程局有限公司
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上拆除模板时,应采取必要的支托措施,以免拆下的模板材料掉落架外。
11、在脚手架上进行电气焊作业时,要铺铁皮接着火星或移去易燃物,以免火星点着易燃物。并同时准备防火措施。一旦着火时,及时予以扑灭。
12、在每步架的作业完成之后,必须将架上剩余材料物品移至上(下)步架或室内;每日收工前应清理架面,将架面上的材料物品堆放整齐,垃圾清运出去;在作业期间,应及时清理落人安全网内的材料和物品。在任何情况下,严禁自架上向下抛掷材料物品和倾倒垃圾。
13、六级及六级以上大风和雨、雪天应停止脚手架作业;雨、雪之后上架作业时,应把架面的积雪、积水清除掉,避免发生滑跌。
14、在架上运送材料经过正在作业中的人员时,要及时发出“请注意”“请让一让”的信号。材料要轻搁稳放,不许采用倾倒、猛磕或其它匆忙卸料方式。
五、 安全及文明施工管理
1、搭设人员必须式经过考核合格的专业架子工,必须持证上岗。
2、搭设脚手架的人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
3、施工作业层不得超载,不得将模板支架、缆风绳、混凝土输送管等固定在脚手架上,同时严禁悬挂起重设备。
4、六级及六级以上的大风和雾、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,并应及时扫除积雪。
5、在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:
⑴.主节点处的纵横向水平杆,纵横向扫地杆;
⑵.连墙杆件。
6、在脚手架上进行电气焊作业时,应采用石棉布将作业点下部进行封闭,防止火花溅落至下层,同时在下层应有看火人员及灭火设备。
7、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、搭设脚手架的材料要堆放整齐,不得随地乱丢。使用完毕的材料应及时回收,该归堆的归堆,该入库的入库。
9、应定期检查外脚手架,及时将脚手架上的垃圾及杂务清理干净。
10、搭拆脚手架的严禁抛接钢管、扣件、扳手等材料及工具。
11、脚手架拆除的钢管、跳板、扣件及安全网应及时转运至指定地点,禁止随地堆放。
六、 三角形钢管脚手架荷载计算
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项目名称:长沙.金科中心项目 方案名称:3A#栋屋面花架施工方案
一、参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 6 m;
搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.2m,立杆的横距为1.2m,立杆的步距为1.8 m;
内排架距离墙长度为0.25m;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 3 根;
三角形钢管支撑点竖向距离为 3.10 m;
采用的钢管类型为 Φ48×3.0;
横杆与立杆连接方式为单扣件;
连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 m,水平间距3.6 m,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;
同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处湖南星沙,查荷载规范基本风压为0.390kN/m2,风荷载高度变化系数μz为1.000,风荷载体型系数μs为1.244;
计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1161;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150;
安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3 层;
脚手板类别:竹串片脚手板;栏杆挡板类别:竹串片脚手板挡板;
二、大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.033 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.2/(3+1)=0.09 kN/m ;
活荷载标准值: Q=2×1.2/(3+1)=0.6 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.033+1.2×0.09=0.148 kN/m;
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项目名称:长沙.金科中心项目 方案名称:3A#栋屋面花架施工方案
活荷载的设计值: q2=1.4×0.6=0.84 kN/m;
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2
跨中最大弯距为 M1max=0.08×0.148×1.22+0.10×0.84×1.22 =0.138 kN·m;
支座最大弯距计算公式如下:
M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.148×1.22-0.117×0.84×1.22 =-0.163 kN·m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ =Max(0.138×106,0.163×106)/4490=36.303 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ = 36.303 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
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。
计算公式如下:
νmax = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI
其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.033+0.09=0.123 kN/m;
活荷载标准值: q2= Q =0.6 kN/m;
最大挠度计算值为:ν =
0.677×0.123×12004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.6×12004/(100×2.06×105×107800) =
0.633 mm;
大横杆的最大挠度 0.633 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1200/150 mm与10 mm,满足要求!
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三、小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:p1= 0.033×1.2 = 0.04 kN;
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.2×1.2/(3+1)=0.108 kN;
活荷载标准值:Q=2×1.2×1.2/(3+1) =0.720 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.04+0.108)+1.4 ×0.72 = 1.186 kN;
小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax = ql2/8
Mqmax = 1.2×0.033×1.22/8 = 0.007 kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax = Pl/2
Mpmax = 1.186×1.2/2 = 0.711 kN·m;
最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.719 kN·m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.719×106/4490=160.028 N/mm2 ;
小横杆的最大弯曲应力 σ =160.028 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205
N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
νqmax = 5ql4/384EI
νqmax=5×0.033×12004/(384×2.06×105×107800) = 0.04 mm ;
大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.04+0.108+0.72 = 0.868 kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
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νpmax = 19Pl3/384EI
νpmax = 19 ×867.96×12003 /(384 ×2.06×105×107800) = 3.342 mm ;
最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.04+3.342 = 3.382 mm;
小横杆的最大挠度为 3.382 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1200/150=8与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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;
大横杆的自重标准值: P1 = 0.033×1.2×3/2=0.06 kN;
小横杆的自重标准值: P2 = 0.033×1.2/2=0.02 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.2×1.2/2=0.216 kN;
活荷载标准值: Q = 2×1.2×1.2 /2 = 1.44 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.06+0.02+0.216)+1.4×1.44=2.371 kN;
R < 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架立杆荷载的计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1161kN/m
NG1 = [0.1161+(1.20×3/2)×0.033/1.80]×6.00 = 0.896kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用竹串片脚手板,标准值为0.3kN/m2
NG2= 0.3×3×1.2×(1.2+0.2)/2 = 0.783 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0.15kN/m
NG3 = 0.15×3×1.2/2 = 0.27 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2
NG4 = 0.005×1.2×6 = 0.036 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 1.985 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取中国建筑第二工程局有限公司
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值。经计算得到,活荷载标准值
NQ = 2×1.2×1.2×2/2 = 2.88 kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×1.985+ 0.85×1.4×2.88= 5.81 kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×1.985+1.4×2.88=6.414kN;
六、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·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 = 0.39 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;
μs -- 风荷载体型系数:取值为1.244;
经计算得到,风荷载标准值为:
Wk = 0.7 ×0.39×1×1.244 = 0.34 kN/m2;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为:
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 = 0.85 ×1.4×0.34×1.2×1.82/10 = 0.157 kN·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 = 5.810 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'= 6.414kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.59 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》(JGJ130-2001)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》(JGJ130-2001)表5.3.3得 :μ = 1.53 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.181 m;
长细比: L0/i = 200 ;
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= 0.18
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立杆净截面面积 : A = 4.24 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 4.49 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2;
考虑风荷载时
σ = 5809.68/(0.18×424)+157128.963/4490 = 111.118 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 111.118 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 = 6414.48/(0.18×424)=84.047 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 84.047 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
七、连墙件的计算
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl = Nlw + N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=1,μs=1.244,ω0=0.39,
Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×1×1.244×0.39 = 0.34 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 12.96 m2;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 6.162 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 11.162 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l/i = 250/15.9的结果查表得到 φ=0.958,l为内排架距离墙的长度;
A = 4.24 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×4.24×10-4×205×103 = 83.269 kN;
Nl = 11.162 < Nf = 83.269,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 11.162小于双扣件的抗滑力 12 kN,满足要求!
八、三角形钢管悬挑支撑计算
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在竖向荷载作用下,计算简图如下
1、上图所示竖向荷载P1、P2由脚手架立杆所传,作用在三角形钢管悬支撑上各个杆件内力和各个支点的支座反力计算如下:
(1)三角形钢管悬支撑的各杆件轴力:
NBD =5.810×(0.602+3.102)0.5/3.10=5.917 kN;
NCD =5.810×[(0.60+1.20)2+3.102]0.5/3.10=6.718 kN;
NBC =5.810×(0.60+1.20)/ 3.10=3.373 kN;
NAB =5.810×0.60/3.10 +3.373=4.498 kN;
(2)三角形钢管悬支撑的各支点的支座反力:
RAH(拉力)=4.498 kN;
RDH(压力)=4.498 kN;
RDV=P1+P2=11.619 kN。
2、三角形钢管悬支撑中水平杆ABC中的力,除由P1、P2产生的轴力NAB外,还有P1、P2产生的压屈剪力NV和风荷载引起的水平力NW。
(1)由P1、P2产生的压屈剪力NV:
Nv = ∑Pi/(85φ)
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Nv=∑Pi/(85φ)=11.619/(85×0.182 )= 0.751 kN;
λ=(3100.0002+600.0002)0.5/(1.590×10)=199;
式中 φ为立杆稳定系数,根据λ查表得 φ = 0.182 。
(2)风荷载引起的NW:
计算风荷载
qw = 1.4·(0.7·Uz·Us·ω0)·La
qw=1.4×(0.7×μz×μs×ω0)×La =1.4×(0.7×1.000×1.244×0.390)×3.600 =1.712 kN/m
La---连墙件横向距离,取3.60 m;
以连墙杆作为支点,在风荷载作用下,按四跨连续梁计算,边支座反力:
R =0.393×qw×L=0.393×1.712×3.60= 2.422 kN;
L---连墙件竖向距离,取 3.60 m;
风荷载给三角悬挑脚手架水平杆的力NW计算:
NW=2R=4.843 kN。
3、三角悬挑的杆件和节点设计
(1)水平杆AB
轴拉力N’AB=NAB+NV+NW= 4.498+0.751+4.843= 10.092 kN;
钢管的拉应力:σ =N’AB /A= 10.092×103/(4.240×100) =23.802 N/mm2;
AB杆的拉应力23.8N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求!
(2)BD杆
NBD=5.917 kN,BD的长度3.158 m,在BD杆中点设EF支撑,则BD的计算长度l0计算如下:
l0= 3.158×103/2×1.155=1823.474 mm;
λ=l0/i=1823.474/15.900= 115; 根据λ值查表的φ=0.483;
M=NBD×e;
其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》:e=53mm。
M = 5.917×103×53 = 313627.378 ;
根据钢结构规范规定βm取1;
N’EX=π2EA(1.1λ2)
N’EX=π2EA(1.1λ2) =π2×2.060×105×424.000/(1.1×1152) = 59257.652 N ;
BD杆压弯稳定性按下式计算:
σ = N/φA + βmM/[W(1-Nφ/N’EX)]
σ =5.917×103/(0.483×424.000)+1×313627.378/(4490.000×(1- 5.917×103中国建筑第二工程局有限公司
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×0.483 /59257.652)) =102.285 N/mm2;
BD杆的压应力102.29N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求!
(3)CD杆
NCD=6.718 kN,CD的长度3.585 m,在CD杆中点设EF支撑,则CD的计算长度l0计算如下:
l0= 3.585×103/2×1.155=2070.158 mm;
λ=l0/i=2070.158/15.900= 130; 根据λ值查表的φ=0.396;
M=NCD×e;
其中依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》:e=53mm。
M = 6.718×103×53 = 356055.707 ;
根据钢结构规范规定βm取1;
N’EX=π2EA(1.1λ2)
N’EX=π2EA(1.1λ2) =π2×2.060×105×424.000/(1.1×1302) = 46371.743 N ;
BD杆压弯稳定性按下式计算:
σ = N/φA + βmM/[W(1-Nφ/N’EX)]
σ =6.718×103/(0.396×424.000)+1×356055.707/(4490.000×(1- 6.718×103×0.396 /46371.743)) =124.137 N/mm2;
CD杆的压应力124.14N/mm2 小于 205 N/mm2 满足要求!
(4)EF杆
EF杆是为减半压杆BD、CD的计算长度而设置的横向支撑,按钢结构设计规范计算:
由BD杆引起:
Fb1 = NBD/60
Fb1 = 5.917/60= 0.099 kN ;
由CD杆引起:
Fb2 = NBD/60 + (0.6+0.4/n)
Fb2 = 6.718/60×(0.6+0.4/2) = 0.090kN;
两者基本接近,可确保BD、CD杆的计算长度减半。
(5)节点设计
需要的扣件数量按照下式计算:
n = P/NVt
其中:
Nv ----单扣件抗滑移承载力,取0.750×8=6.000kN;
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内外立杆需要扣件数为:
n =5.810/6.000 = 1 ;
BD杆需要扣件数为:
n =5.917/6.000 = 1 ;
AB杆需要扣件数为:
n =10.092/6.000 = 2 ;
CD杆需要扣件数为:
n =6.718/6.000 = 2 ;
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