施工升降机出入口平台施工方案讲解Word格式.docx
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总承包单位:
中国建筑第四工程局有限公司
1.2工程设计简介
昆山合生颐廷项目高层一期2#—4#楼工程位于昆山市周市镇新塘河南侧、迎周路西侧S1地块。
本工程由3幢高层住宅(2#-4#楼)组成。
总建筑面积为:
51954.61m2;
其中,2#楼建筑面积:
17257.29m2;
3#、4#楼建筑面积各为:
17348.66m2;
3幢高层住宅均为两个单元,其中西单元24层,东单元18层,各带有一层地下室。
栋号
层数(地下层数)
屋面高度(m)
结构类型
基础类型
上部结构类型
2#楼
24、18
(1)
73.4、56.6
桩基+满堂筏板
剪力墙
3#楼
4#楼
由于高层二期地库开挖会对高层一期二次结构施工造成影响,为确保主楼二次结构施工进度,计划对3栋主楼各投入1台SC200/200型施工升降机,其中2#、4#楼施工升降机进行二次搬迁以满足施工需求。
2、编制依据
1、《SC200/200施工升降机使用说明书》
2、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ33-2001)
4、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
5、《建筑施工手册》第四版
6、《施工升降机安全规程》GB10055-2007
7、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)
8、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2011)
9、《悬挑式脚手架安全技术规程》(DG-TJ08-2002-2006)
10、施工设计图纸
3、施工升降机平面布置图
4、施工升降机剖面布置图
5、施工升降机出入口平台设计
悬挑方式:
采用悬挑水平钢梁悬臂式结构(型钢下带有斜撑);
型钢上分别设置内外两道水平连系梁,以确保出入口平台脚手架双立杆不悬空;
搭设尺寸:
每次6层,最大高度16.8m;
采用双立杆,立杆最大纵距1.4m;
立杆横距1.0m;
最大步距1.8m;
内立杆距外墙0.35m;
小横杆(横向水平杆)长1.2m,置于大横杆(纵向水平杆)下方;
内格栅间距180mm;
出入口平台面板采用15mm厚木板,5%坡向室内;
木方采用40×
80mm,间距200mm;
采用硬拉接,在每层出入口平台两端各设置1根连墙件,做法按上图。
6、施工升降机出入口平台搭设方案
同悬挑脚手架搭设方案;
7、施工升降机出入口平台计算书
计算的施工升降机出入口平台脚手架为双排脚手架,搭设高度16.8米,立杆采用双立杆。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.4米,立杆的横距1米,内排架距离结构0.35米,立杆的步距1.8米。
采用的钢管类型为Φ48×
3.0,连墙件竖向间距2.8米,水平间距3.7米。
脚手板采用木模板,厚度15mm,剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15N/mm2,弹性模量6000N/mm2。
80mm,间距200mm,剪切强度1.3N/mm2,抗弯强度13N/mm2,弹性模量9500N/mm2。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工1层。
计算立杆稳定性时取施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工4层。
模板自重荷载取0.3kN/m2(考虑每层出入口平台两侧硬隔离,计算扣件及立杆稳定性时取0.5kN/m2),按照铺设6层计算。
平台出入口采用角钢防护门,荷载取0.3kN/m,安全网荷载取0.01kN/m2。
基本风压0.4kN/m2,高度变化系数1.73(立杆稳定性)、1.85(连墙件),体型系数1.12。
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.45米,建筑物内锚固段长度2.55米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,局部有槽钢作支杆与建筑物内预埋件焊接。
7.1脚手板的计算
脚手板取1m板带按三等跨连续梁进行验算。
板带均布荷载为1.2×
1.0×
0.3+1.4×
3=0.36+4.2=4.56kN/m;
验算挠度荷载为3.3kN/m;
计算简图:
均布荷载作用下:
弯矩图
剪力图
剪切强度1.4N/mm2,抗弯强度15N/mm2;
弹性模量E=6000N/mm2;
截面抵抗矩W=1000×
152/6=37500mm3;
截面惯性矩I=1000×
153/12=281250mm4;
7.1.1抗弯强度验算
f=M/W<
[f]
按照均布荷载为4.56kN/m计算最大弯矩:
M=0.1ql2=0.1×
4.56×
0.22=0.02kN.m
计算最大正应力:
f=M/W=20000/37500=0.53N/mm2<
[f]=15N/mm2;
满足要求;
7.1.2抗剪强度验算
截面抗剪强度必须满足:
V=3V/2bh<
[V]
按照均布荷载为4.56KN/m计算最大剪力:
最大剪力V=0.6ql=0.6×
0.2=0.55kN
取大值计算最大剪应力:
V=3V/2bh=3×
550/(2×
1000×
15)=0.055N/mm2<
[V]=1.4N/mm2;
7.1.3挠度验算
挠度应按下列公式进行验算:
ω=0.677ql4/100EI<
[ω]
q──恒荷载均布线荷载标准值=3.3kN/m;
l──面板计算跨度200mm;
E──弹性模量6000N/mm2;
I──截面惯性矩281250mm4;
[ω]──容许挠度200/250=0.8;
ω=0.677×
3.3×
2004/100×
6000×
281250=0.021mm
面板最大挠度计算值ω=0.021mm<
[ω]=0.8mm;
7.2板底方木的计算
板底方木直接承受模板传递的荷载,按照三不等跨连续梁验算。
(1)模板的自重线荷载(kN/m):
q1=0.3×
0.2=0.06kN/m
(2)活荷载标准值(kN/m):
q2=3×
0.2=0.6kN/m
验算抗弯与抗剪(荷载设计值):
q=1.2×
0.06+1.4×
0.6=0.912kN/m
验算挠度:
0.66kN/m
方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4×
8×
8/6=42.667cm3;
I=4×
8/12=170.667cm4;
7.2.1抗弯强度计算
按照均布荷载为0.912kN/m计算最大弯矩:
M=0.354ql2=0.354×
0.912×
0.182=0.01kN.m
f=M/W=0.01/42667=1.274N/mm2<
[f]=13N/mm2;
最大支座反力
最大支座F=0.379kN,为第二个支座力,考虑内侧第一根大横杆与立杆相连,因此受力不传递到小横杆上,只作为大横杆的复核计算。
7.2.2抗剪强度计算
按照均布荷载为0.912kN/m计算最大剪力:
最大剪力V=0.162kN
计算最大剪应力:
162/(2×
40×
80)=0.45N/mm2<
7.2.3挠度计算
挠度应按下列公式进行验算:
ω=0.677ql4/100EI<
q──恒荷载均布线荷载标准值0.66kN/m;
l──计算跨度为400mm;
E──弹性模量9500N/mm2;
I──截面惯性矩170.667cm4;
[ω]──容许挠度400/250=1.6;
0.66×
4004/100×
9500×
1706670=0.007mm
板底方木最大挠度计算值ω=0.007mm<
[ω]=1.6mm;
7.3大横杆的计算
大横杆直接承受木方传递的集中荷载,按照结构静力计算手册最不利布置三不等跨梁计算。
木方传递给支撑钢管的集中荷载为P=0.373kN,大横杆的自重为0.038kN/m,采用0.038kN/m的均布荷载加0.373kN的集中荷载进行验算;
大横杆受力简图如下图所示:
支座反力
钢管截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=4.49cm3;
截面惯性矩I=10.78cm4;
7.3.1抗弯强度计算
按照均布荷载为0.038kN/m和0.373kN的集中荷载组合计算最大弯矩:
M=0.33kN.m
f=M/W=330000/4490=73.5N/mm2<
[f]=205N/mm2;
7.3.2抗剪强度计算
按照均布荷载为0.038kN/m和0.325kN的集中荷载组合计算最大剪力:
最大剪力V=1.45kN
V=3V/2A=3×
1450/(2×
424)=5.13N/mm2<
[V]=120N/mm2;
7.3.3挠度计算
q──恒荷载均布线荷载标准值0.363kN/m;
l──计算跨度为1400mm;
E──弹性模量206000N/mm2;
I──截面惯性矩10.78cm4;
[ω]──容许挠度1400/250=5.6;
0.363×
14004/100×
206000×
107800=0.425mm
板底方木最大挠度计算值ω=0.425mm<
[ω]=5.6mm;
7.4小横杆的计算
小横杆计算考虑由大横杆受力传递过来,只考虑中间4根大横杆受力传递,两侧大横杆直接传递到立杆上。
大横杆的力考虑由木方传递的力进行计算
支座反力如下:
有木方的支座反力传递到大横杆上
支座反力如图
则小横杆上的计算简图:
7.4.1抗弯强度计算
f=M/W<[f]
M=0.76kN.m
f=M/W=760000/4490=169.27N/mm2<
7.4.2抗剪计算
最大剪力V=2.38kN
·
2380/(2×
424)=8.42N/mm2<
7.4.3挠度计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×
1.4=0.0532kN
脚手板的荷载标准值P2=0.35×
1×
1.4/5=0.098kN
活荷载标准值Q=3×
1.4/5=0.84kN
P=0.0532+0.098+0.84=0.9912kN
ω=19Pl3/384EI<
式中:
P──节点集中荷载标准值0.9912kN;
l──计算跨度为1000mm;
──钢材的弹性模量206000N/mm2;
──截面惯性矩10.78cm4;
[ω]──容许挠度1000/250=4;
ω=19×
991×
10003/384×
107800=2.208mm
小横杆最大挠度计算值ω=2.208mm<
[ω]=4mm;
7.5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,取8.0kN;
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=0.038×
1.4×
6/2=0.1596kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.038×
1.2/2=0.0228kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.5×
1.5×
1.4/2=0.525kN;
活荷载标准值:
Q=3×
1.4/2=3.15kN;
荷载的设计值:
R=1.2×
(0.1596+0.0228+0.525)+1.4×
3.15=5.259kN;
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求;
7.6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(kN/m),平均纵距取1.2m,平均步距取1.8m,为0.1202;
NG1=0.1202×
16.8+0.038×
16.8=2.658kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2),为0.5;
NG2=0.5×
6×
1.15×
1.4/2=2.415kN;
(3)角钢防护门自重标准值(kN/m),为0.3;
NG3=0.3×
1.4/2=1.26kN;
经计算得到,静荷载标准值:
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.333kN;
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=2×
4×
1/2=5.6kN;
风荷载标准值按照以下公式计算:
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2011)的规定采用:
Wo=0.4kN/m2;
Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2011)的规定采用:
Uz=1.73(计算立杆稳定性)、1.85(计算连墙件);
Us--风荷载体型系数(考虑半封闭形式):
防护门挡风面积(考虑0.2):
1.8×
0.7×
0.2=0.504m2
中部模板防护挡风面积:
0.45×
1.8=0.81m2
立杆挡风面积:
0.048×
2=0.1728m2
单层架体迎风面积:
1.8=2.07m2
1.3×
1.2×
1.487/2.07=1.12;
经计算得到,风荷载标准值:
Wk=0.4×
1.12×
1.73=0.775kN/m2;
0.4×
1.85=0.829kN/m2;
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=1.2×
6.333+1.4×
5.6=15.44kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为:
N=1.2NG+0.9×
1.4NQ=1.2×
6.333+0.9×
5.6=14.655kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩为:
Mw=0.9×
1.4WkLah2/10=0.9×
0.775×
1.82/10=0.443kN.m;
7.7立杆的稳定性计算
1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
N——立杆的轴心压力设计值,N=15.44kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i的结果查表得到0.188;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
lo——计算长度(m),由公式lo=kuh确定,lo=3.12m;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,u=1.5;
A——立杆净截面面积,A=2×
4.24cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)σ=1544/(0.188×
424×
2)=96.8N/mm2;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
<
[f],满足要求;
2、考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
N——立杆的轴心压力设计值,N=14.655kN;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
lo——计算长度(m),由公式lo=kuh确定,lo=3.12m;
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=1.5
A——立杆净截面面积,A=2×
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.443kN.m;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
经计算得到
=190.56N/mm2;
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
7.8连墙件的计算
1、连墙件杆件的强度及稳定计算
强度:
稳定:
2、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算
Nl=Nlw+No
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×
Aw
wk——风荷载标准值,wk=0.829kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=2.8×
3.7=10.36m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);
No=3
经计算得到Nlw=12.024kN,连墙件轴向力计算值Nl=15.024kN;
σ=15024/308.6=48.684N/mm2≤0.85×
205=174.25N/mm2满足要求;
15024/0.858×
308.6=56.742N/mm2≤0.85×
连墙件轴向力设计值Nv=φA[f]
φ——轴心受压构件的稳定系数,由长细比l/i=35/0.849的结果查表得到φ=0.858;
A=3.086cm2;
[f]=205N/mm2;
经过计算得到Nv=0.858×
3.086×
10-4×
205×
103=54.28kN;
Nv>
Nl,连墙件的设计计算满足要求;
连墙件一端采用L40*40角钢加Φ12U型卡箍与架体立杆连接,另一端采用Φ12穿墙螺杆与混凝土墙连接。
对拉螺栓有效面积Φ12=78.5mm2;
对拉螺栓的抗拉强度设计值,取205N/mm2;
对拉螺栓最大容许拉力值:
[N]=205×
78.5=16.093KN;
焊缝拉力的计算:
[N]=15024/80×
2=15.65N/mm2<125N/mm2满足要求;
经计算得到Nl=15.024kN小于对拉螺栓最大容许拉力值16.093kN满足要求;
7.9悬挑型钢的计算
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。
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:
k=m/l;
kl=ml/l;
k2=m2/l;
本方案算例中:
m=1.45m;
l=2.15m;
m1=0.35m;
m2=1.35m;
水平支撑梁的截面惯性矩:
I=1130cm4,截面模量(抵抗矩)W=141cm3;
弹性模量E=2.06×
105;
受脚手架作用集中强度计算荷载:
N=15.44kN;
水平钢梁自重强度计算荷载:
q=1.2×
26.1×
0.0001×
7.85×
10=0.25kN/m;
k=1.45/2.15=0.674;
k1=0.35/2.15=0.163;
k2=1.35/2.1=0.628;
经过计算得到支座反力:
RA=43.875kN;
支座反力:
RB=-13.943kN;
最大弯矩:
Ma=-25.917kN.m;
截面应力:
=25.917×
106/141000=183.8N/mm2
水平支撑梁的计算强度小于205N/mm2满足要求;
受脚手架作用集中计算荷载:
N=6.333+5.6=11.933kN;
水平钢梁自重计算荷载:
q=26.1×
10=0.21kN/m;
经过计算得到最大挠度:
Vmax=6.95mm;
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍,即2900mm,水平支撑梁的最大挠度大于2900/250与10mm,满足要求;
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