满堂脚手架方案最新版.docx
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满堂脚手架方案最新版
附录一:
一、工程概况
辽宁修正生物制药综合车间工程,由辽宁修正生物制药有限公司投资建设,施工由辽宁建设安装集团有限公司承建,工程监理单位为本溪市金业建设监理有限责任公司监理,工程位于本溪市石桥子经济开发区。
本工程设计为钢筋混凝土框架结构,层数为3层,建筑高度为19.2m。
二、使用材料
1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3号)钢,其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》(GB/T700)中Q235A钢的规定。
2、钢管选用外径48mm,壁厚3.5mm的焊接钢管。
3、铸件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝,毛刺、氧化皮等清除干净。
4、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,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
5、扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。
6、扣件表面应进行防锈处理。
7、钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。
8、外架钢管采用金黄色,栏杆采用红白相间色,扣件刷暗红色防锈漆。
三、脚手架的计算
本工程的主体结构楼层施工采用满堂式脚手架,搭设尺寸为:
立杆的纵距1米,立杆的横距1米,立杆的步距1.50米。
采用的钢管类型为48×3.5,托梁材料选用40*80mm的木方,在计算过程中,由于板厚、跨度不统一,为了安全起见,计算时各种参数均采用最大值。
四、搭设技术措施
搭设技术措施:
1、室内满堂脚手架搭设必须严格符合相关规定要求。
2、满堂脚手架的纵、横距不应大于1.1米。
3、满堂脚手架应设登高设施,保证操作人员上下安全。
4、满堂脚手架的步距,应控制在1.5米以内,必须高于1.5米,应有保护措施。
5、满堂脚手架的稳固,应采用斜杆(剪刀撑)保护。
6、满堂脚手架严禁采用钢、竹混搭。
五、满堂脚手架计算书
一、搭设方案
(一)基本搭设参数
楼板模板支架高H为5.75m,立杆步距h(上下水平杆轴线间的距离)取1.5m,立杆纵距la取1m,横距lb取1m。
立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的自由长度a取0.1m。
整个支架的简图如下所示。
模板底部的方木,截面宽50mm,高80mm,布设间距0.3m。
(二)材料及荷载取值说明
本支撑架使用Φ48×3.5钢管,钢管壁厚不得小于3mm,钢管上严禁打孔;采用的扣件,应经试验,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
模板支架承受的荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重,以及施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。
二、板模板支架的强度、刚度及稳定性验算
荷载首先作用在板底模板上,按照"底模→底模方木/钢管→横向水平钢管→可调托座→立杆→基础"的传力顺序,分别进行强度、刚度和稳定性验算。
其中,取与底模方木平行的方向为纵向。
(一)板底模板的强度和刚度验算
模板按三跨连续梁计算,如图所示:
(1)荷载计算,按单位宽度折算为线荷载。
此时,
模板的截面抵抗矩为:
w=1000×182/6=5.40×104mm3;
1、模板自重标准值:
x1=0.3×1=0.1kN/m;
2、新浇板混凝土自重标准值:
x2=0.1×24×1=2.4kN/m;
3、梁板中钢筋自重标准值:
x3=0.1×1.1×1=0.11kN/m;
4、施工人员及设备活荷载标准值:
x4=1×1=1kN/m;
5、振捣混凝土时产生的荷载标准值:
x5=2×1=2kN/m。
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g1=(x1+x2+x3)×1.35=(0.3+2.4+0.11)×1.35=3.79kN/m;
q1=(x4+x5)×1.4=(1+2)×1.4=4.2kN/m;
对荷载分布进行最不利布置,最大弯矩取跨中弯矩和支座弯矩的较大值。
跨中最大弯矩计算简图
跨中最大弯矩计算公式如下:
M1max=0.08g1lc2+0.1q1lc2=0.08×3.79×0.32+0.1×4.2×0.32=0.065kN·m
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
M2max=-0.1g1lc2-0.117q1lc2=-0.1×3.79×0.32-0.117×4.2×0.32=-0.078kN·m;
经比较可知,荷载按照图2进行组合,产生的支座弯矩最大。
Mmax=0.078kN·m;
(2)底模抗弯强度验算
取Max(M1max,M2max)进行底模抗弯验算,即
σ=0.078×106/(5.40×104)=1.45N/mm2
底模面板的受弯强度计算值σ=1.45N/mm2小于抗弯强度设计值fm=15N/mm2,满足要求。
(3)底模抗剪强度计算。
荷载对模板产生的剪力为Q=0.6g1lc+0.617q1lc=0.6×3.79×0.3+0.617×4.2×0.3=1.46kN;
按照下面的公式对底模进行抗剪强度验算:
τ=3×1460/(2×1000×18)=0.122N/mm2;
所以,底模的抗剪强度τ=0.122N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.4N/mm2满足要求。
(4)底模挠度验算
模板弹性模量E=6000N/mm2;
模板惯性矩I=1000×183/12=4.86×105mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,底模的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.159mm;
底模面板的挠度计算值ν=0.159mm小于挠度设计值[v]=Min(300/150,10)mm,满足要求。
(二)板底模板的强度和刚度验算
按三跨连续梁计算
(1)荷载计算
模板自重标准值:
x1=0.3×0.3=0.09kN/m;
新浇混凝土自重标准值:
x2=0.4×24×0.3=9.6kN/m;
梁板中钢筋自重标准值:
x3=0.4×1.1×0.3=0.132kN/m;
施工人员及设备活荷载标准值:
x4=1×0.3=0.3kN/m;
振捣混凝土时产生的荷载标准值:
x5=2×0.3=0.6kN/m;
以上1、2、3项为恒载,取分项系数1.35,4、5项为活载,取分项系数1.4,则底模的荷载设计值为:
g2=(x1+x2+x3)×1.35=(0.09+9.6+0.05)×1.35=9.82kN/m;
q2=(x4+x5)×1.4=(0.3+0.6)×1.4=1.26kN/m;
支座最大弯矩计算简图
支座最大弯矩计算公式如下:
Mmax=-0.1×g2×la2-0.117×q2×la2=-0.1×9.82×12-0.117×1.26×12=-1.13kN·m;
(2)方木抗弯强度验算
方木截面抵抗矩W=bh2/6=40×802/6+50×802/6=10.7×104mm3;
σ=1.13×106/(10.7×104)=10.56N/mm2;
底模方木的受弯强度计算值σ=10.56N/mm2小于抗弯强度设计值fm=13N/mm2,满足要求。
(3)底模方木抗剪强度计算
荷载对方木产生的剪力为Q=0.6g2la+0.617q2la=0.6×9.82×1+0.617×1.26×1=6.66kN;
按照下面的公式对底模方木进行抗剪强度验算:
τ=0.832N/mm2;
所以,底模方木的抗剪强度τ=0.832N/mm2小于抗剪强度设计值fv=1.3N/mm2满足要求。
(4)底模方木挠度验算
方木弹性模量E=9000N/mm2;
方木惯性矩I=40×803/12=1.707×106mm4;
根据JGJ130-2001,刚度验算时采用荷载短期效应组合,取荷载标准值计算,不乘分项系数,因此,方木的总的变形按照下面的公式计算:
ν=0.521×(x1+x2+x3)×la4/(100×E×I)+0.192×(x4+x5)×la4/(100×E×I)=0.924mm;
底模方木的挠度计算值ν=0.924mm小于挠度设计值[v]=Min(1000/150,10)mm,满足要求。
(三)托梁材料计算
根据JGJ130-2001,板底托梁按二跨连续梁验算,承受本身自重及上部方木小楞传来的双重荷载,如图所示。
(1)荷载计算
材料自重:
0.0384kN/m;(材料自重,近似取钢管的自重,此时,偏于保守)
方木所传集中荷载:
取
(二)中方木内力计算的中间支座反力值,即
p=1.1g2la+1.2q2la=1.1×9.82×1+1.2×1.26×1=12.31kN;
按叠加原理简化计算,钢管的内力和挠度为上述两荷载分别作用之和。
(2)强度与刚度验算
托梁计算简图、内力图、变形图如下:
托梁采用:
木方:
40×80mm;
W=42.667×103mm3;
I=170.667×104mm4;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
支撑钢管计算变形图(mm)
支撑钢管计算剪力图(kN)
中间支座的最大支座力Rmax=12.31kN;
钢管的最大应力计算值σ=1.122×106/42.667×103=26.307N/mm2;
钢管的最大挠度νmax=4.692mm;
支撑钢管的抗弯强度设计值fm=205N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值σ=26.307N/mm2小于钢管抗弯强度设计值fm=205N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度计算值ν=4.692小于最大允许挠度[v]=min(1000/150,10)mm,满足要求!
(四)立杆稳定性验算
立杆计算简图
1、不组合风荷载时,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值N应按下式计算:
N=1.35∑NGK+1.4∑NQK
其中NGK为模板及支架自重,显然,最底部立杆所受的轴压力最大。
将其分成模板(通过顶托)传来的荷载和下部钢管自重两部分,分别计算后相加而得。
模板所传荷载就是顶部可调托座传力,根据3.1.4节,此值为F1=12.31kN。
除此之外,根据《规程》条文说明4.2.1条,支架自重按模板支架高度乘以0.15kN/m取值。
故支架自重部分荷载可取为
F2=0.15×5.5=0.825kN;
立杆受压荷载总设计值为:
Nut=F1+F2×1.35=12.31+0.825×1.35=13.135kN;
其中1.35为下部钢管自重荷载的分项系数,F1因为已经是设计值,不再乘分项系数。
(2)立杆稳定性验算。
按下式验算
φ--轴心受压立杆的稳定系数,根据长细比λ按《规程》附录C采用;
A--立杆的截面面积,取4.89×102mm2;
KH--高度调整系数,建筑物层高超过4m时,按《规程》5.3.4采用;
计算长度l0按下式计算的结果取大值:
l0=h+2a=1.5+2×0.1=1.7m;
l0=kμh=1.167×1.539×1.5=2.69m;
式中:
h-支架立杆的步距,取1.5m;
a--模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度,取0.1m;
μ--模板支架等效计算长度系数,参照《规程》附表D-1,取1.539;
k--计算长度附加系数,按《规程》附表D-2取值为1.167;
故l0取2.155m;
λ=l0/i=2.155×103/15.8=136;
查《规程》附录C得φ=0.243;
KH=1;
σ=1.05×N/(φAKH)=1.05×13.135×103/(0.243×4.89×102×1)=112.168N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=112.168N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。
2、组合风荷载时,立杆稳定性计算
(1)立杆荷载。
根据《规程》,支架立杆的轴向力设计值Nut取不组合风荷载时立杆受压荷载总设计值计算。
由前面的计算可知:
Nut=13.135kN;
风荷载标准值按下式计算:
Wk=0.7μzμsWo=0.7×0.74×0.273×0.45=0.064kN/m2;
其中w0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
w0=0.45kN/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=0.74;
μs--风荷载体型系数:
取值为0.273;
Mw=0.85×1.4×Mwk=0.85×1.4×Wk×la×h2/10=0.85×1.4×0.064×1×1.52/10=0.017kN·m;
(2)立杆稳定性验算
σ=1.05×N/(φAKH)+Mw/W=1.05×13.135×103/(0.243×4.89×102×1)+0.017×106/(5.08×103)=115.515N/mm2;
立杆的受压强度计算值σ=115.515N/mm2小于立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2,满足要求。
(五)立杆的地基承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=120×1=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=1.05N/A=1.05×13.135/0.25=55.167kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=13.135kN;
基础底面面积:
A=0.25m2。
p=55.167kPa≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求!
(六)拆模时间计算
参考《建筑施工安全手册》(杜荣军主编,中国建筑工业出版社出版社出版),各楼层层高、楼面设计荷载、楼板板厚均按相同计。
1、支架所受各类荷载的取值:
附加在每根立杆上的楼盖自重荷载为:
N板i=1.35×0.1×1×1×(24+1.1)=3.39kN;
模板自重为:
N模i=1.35×0.3×1×1=0.405kN;
支架自重为:
N支gi=1.35×0.15×2.8=0.567kN;
混凝土浇筑施工荷载为:
N浇i=1.4×(1+2)×1×1=4.2kN;
楼盖总的设计荷载为:
NQ=1.4×2.5×1×1+3.39=6.89kN;
2、浇筑层的荷载计算(设当前浇筑层为第i层):
浇筑层荷载强度达到0.000/14.300×100%=0%设计强度,
N支i=N板i+N模i+N支gi+N浇i=3.39+0.405+0.567+4.2=8.562kN;
3、下一层立杆的荷载计算:
下一层荷载强度达到10.000/14.300×100%=69.93%设计强度,
N支i-1=N支i+N模i+N支gi+αN板i=8.562+0.405+0.567+1×3.39=12.924kN;
其中,α为楼盖荷载计入比例,α=1。
4、下二层立杆的荷载计算:
下二层荷载强度达到15.000/14.300×100%=104.895%设计强度,
N支i-2=N支i-1+N支gi+αN板i-NQ=12.924+0.567+0.15×3.39-6.89=7.11kN;
其中,α为楼盖荷载计入比例,α=0.15。
0.4N支i-2 拆除后下二层的立杆荷载由下三层的楼盖分担60%,分担后的下三层楼盖承担的荷载为0.6N支i-2 【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注,我们将会做得更好】 感谢您的支持与配合,我们会努力把内容做得更好!
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