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五、脚手架构造
1、基础:
脚手架底脚牢固,在100厚C20砼上垫上木块;
首步立杆应采用不同长度的钢管参差布置,使相邻两根立杆上部相互错开,不在同一平面上,以保证脚手架的整体性;
距地200MM安装扫地杆,及大小横杆相互牵连;
2、连墙杆:
与预埋在主体结构的短钢管相连,水平方向每三根立杆,垂直方向每二步距配置一道;
当遇至人货电梯及其他必须断开部位处,连墙杆加密设置,且设置的连墙杆,不论何处,若妨碍其他工序操作,需要拆除时,必须经技术负责人同意,并采取有效措施后,方可去除,任何人不得擅自拆除;
3、剪刀撑:
沿脚手架纵向两端和转角起,在脚手架外侧每隔9米左右成45°
设置,且每侧面不少于3道;
在相邻两道剪刀撑之间,沿竖向每隔12米增加一道剪刀撑,将各道剪刀撑联结成整体;
4、接地:
脚手架四脚均设置:
L50×
5,长1500MM的角钢,埋入地下,再用400×
4扁钢引出,与脚手架钢管相连接;
5、挑架:
先在主体结构相应部位定位测量,留设预留洞和预埋钢板(200×
300),锚固拉环(2ф16)制成Π形(起拉锚悬挑钢梁用),待混凝土强度大于20N/MM2后,方可安装三角架。
悬挑脚手架由①工字钢②槽钢支撑③立杆④小横杆⑤大横杆⑥剪刀撑⑦搁栅脚手板(竹笆)⑧防护栏杆等组成⑨25CM脚手板⑩硬拉接杆
围护密目网
隔离挑网。
工字钢悬挑脚手架采用16#工字钢作为水平受力梁,凡在阳角在当层剪力墙内设予埋铁件200*250*10,以后挑出部位用12#槽钢支撑,共同构成受力三角架,承受上部脚手架自重和施工荷载;
阳台处采用ф16圆钢拉杠和型钢组成三角斜拉式受力结构,承受上部脚手架自重和施工荷载。
工字钢梁挑出结构长度分两种施工情况:
1)、挑出部位是剪力墙处:
挑出剪力墙上予留洞,固定。
在16#工字钢顶面上:
距外墙面0.3M及1.30M处焊接H=80Ф20以上的短钢筋作为脚手架立杆支座,保证立杆不产生滑动.
2)挑出部位有阳台处:
挑出长度为3.0M(阳台梁边挑出长度1.6M),与主体结构连结端采用予埋2Ф14Q235钢筋“门形环”地脚,将工字钢插入后焊接固定。
在外挑部位两根立杆处用12#槽钢作为连梁用电焊与16#工字钢焊接牢固,保证支座端不产生移动和倾斜。
(五)、验收及保养
脚手架搭设完工,应由项目部负责组织专业人员检验合格后方可使用,在工程施工过程中,应有专人管理负责检查、保修工作。
(七)、拆除
1、脚手架拆除前应由单位工程负责人召集有关人员对工程进行全面检查与鉴证,确认建筑物已施工完毕,确定已不需要脚手架时,方可进行拆除;
2、拆除脚手架,应设置警左戒区,并有专人负责警戒;
3、拆除脚手架前,应将脚手架上的存留材料、杂物等清除干净;
4、脚手架拆除顺序:
脚手笆→栏杆→剪刀撑→搁栅→连墙杆→横楞→立楞→横梁→挑梁→斜撑,按自上而下的顺序,先装后拆,后装先拆,一步一清,不得采用踏步式拆法,不准上下同时作业,剪刀撑应先拆中间,再拆两头扣件,由中间操作人往下递管子;
5、拆下的杆件与零配件,应按类分堆,零配件装入容器内,用吊车吊下,严禁高空抛掷;
6、拆下的杆件与零配件运至地面时,应随时按品种、分规格堆放整齐,妥善保管。
(八)、安全措施
1、搭拆脚手架,必须经由安全技术教育的架子工承担,并经常进行体格检查,凡患有高血压、心脏病等不适合于高空作业者,不得上脚手架操作;
2、搭拆脚手架时,工人必须戴好安全帽,佩带安全带;
工具及零配件要放在工具袋内,穿好防滑鞋之后方可工作,同时,袖口、裤口要扎紧;
3、在靠近架空输电线路搭设脚手架时,应按供电局规定确保一定的安全距离;
4、施工现场带电线路如无可靠的安全措施,一律不准通过脚手架;
非电工不准擅自拉接电线、电器装置;
5、在搭拆脚手架时,如果安全笆、杆件等尚未绑扎牢,或已拆开绑扣的,均不得中途停止;
6、遇有恶劣气候,如风力在六级以上等,影响施工安全时,不得进行高空脚手架搭拆工作;
7、严禁在脚手架上拉缆风扣、设置起重杆或搭(挂)三角小平台;
8、严禁在脚手架上堆放钢模板、木料及施工多余的材料等,以确保脚手架畅通和防止超荷载。
悬挑式扣件钢管脚手架计算书(悬挑1.4m)
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》(JGJ130-2001)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为21.0米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.00米,立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为
48×
3.2,
连墙件采用2步3跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米。
施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设11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1.40米,建筑物内锚固段长度1.30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。
一、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=0.150×
1.000/3=0.050kN/m
活荷载标准值Q=2.000×
1.000/3=0.667kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×
0.038+1.2×
0.050=0.106kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×
0.667=0.933kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
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×
0.106+0.10×
0.933)×
1.5002=0.229kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×
0.106+0.117×
1.5002=-0.270kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
=0.270×
106/4729.0=57.003N/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+0.050=0.088kN/m
活荷载标准值q2=0.667kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
0.088+0.990×
0.667)×
1500.04/(100×
2.06×
105×
113510.0)=1.558mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
二、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×
1.500=0.058kN
1.000×
1.500/3=0.075kN
1.500/3=1.000kN
荷载的计算值P=1.2×
0.058+1.2×
0.075+1.4×
1.000=1.559kN
小横杆计算简图
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)×
1.0002/8+1.559×
1.000/3=0.525kN.m
=0.525×
106/4729.0=111.116N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
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×
1000.004/(384×
2.060×
113510.000)=0.02mm
集中荷载标准值P=0.058+0.075+1.000=1.133kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1132.600×
1000.0×
(3×
1000.02-4×
1000.02/9)/(72×
113510.0)=1.719mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.741mm
小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,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(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;
横杆的自重标准值P1=0.038×
1.000=0.038kN
1.500/2=0.113kN
1.500/2=1.500kN
荷载的计算值R=1.2×
0.113+1.4×
1.500=2.281kN
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0.1248
NG1=0.125×
21.000=2.621kN
(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0.15
NG2=0.150×
11×
1.500×
(1.000+0.300)/2=1.609kN
(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0.15
NG3=0.150×
11/2=1.238kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.005
NG4=0.005×
21.000=0.157kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.625kN。
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=2.000×
2×
1.000/2=3.000kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
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=0.450
Uz——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:
Uz=1.670
Us——风荷载体型系数:
Us=1.200
经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×
0.450×
1.670×
1.200=0.631kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×
1.4NQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×
1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载基本风压标准值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
五、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=10.95kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.59cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=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=1.50;
A——立杆净截面面积,A=4.50cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.73cm3;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
经计算得到
=129.63
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/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
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.32kN;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定;
u=1.50
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.73cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.365kN.m;
=199.37
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
六、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×
Aw
wk——风荷载基本风压标准值,wk=0.631kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=3.60×
4.50=16.200m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);
No=5.000
经计算得到Nlw=14.317kN,连墙件轴向力计算值Nl=19.317kN
连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]
其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.59的结果查表得到
=0.95;
A=4.50cm2;
[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=87.821kN
Nf>
Nl,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件扣件连接示意图
七、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。
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=1400mm,l=1300mm,ml=300mm,m2=1300mm;
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=10.95kN
水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×
26.10×
0.0001×
7.85×
10=0.25kN/m
k=1.40/1.30=1.08
kl=0.30/1.30=0.23
k2=1.30/1.30=1.00
代入公式,经过计算得到
支座反力RA=36.065kN
支座反力RB=-13.502kN
最大弯矩MA=17.760kN.m
抗弯计算强度f=17.760×
106/(1.05×
141000.0)=119.960N/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=5.63+3.00=8.63kN
水平钢梁自重计算荷载q=26.10×
10=0.21kN/m
最大挠度Vmax=6.923mm
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2800.0mm
水平支撑梁的最大挠度小于2800.0/400,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
b——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)附录B得到:
b=1.58
由于
b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用
b'
查表得到其值为0.892
经过计算得到强度
=17.76×
106/(0.892×
141000.00)=141.29N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算
九、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=13.502kN
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》10.9.8[f]=50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[13502×
4/(3.1416×
50×
2)]1/2=14mm
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=13.50kN;
d——楼板螺栓的直径,d=16mm;
[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13501.79/(3.1416×
16×
1.5)=179.1mm。
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
b——楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=80mm;
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84.2kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
(阳台部位斜拉式悬挑)
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度2.98米,建筑物内锚固段长度1.40米。
悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结,最外面支点距离建筑物2.69m。
拉杆采用钢丝绳。
静荷载标准值q1=
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