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脚手架方案
重庆市新城建筑工程有限责任公司
二0一0年三月
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、脚手架设计及计算
四、对槽钢的计算
五、悬挑式外架计算
六、构造要求及注意事
一、编制依据
本悬挑扣件式钢管脚手架方案编制依据:
(1)《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)
(2)《建筑结构荷载规范》
(3)《钢结构设计规范》
(4)《钢结构施工及验收规范》
(5)《建筑施工安全检查标准》
二、工程概况
工程名称:
万盛区工矿棚户改造工程新房子片区B3标段
建设单位:
重庆万盛区国有资产经营管理有限公司
设计单位:
重庆同乘工程咨询有限公司
监理单位:
重庆海发建设监理工程有限公司
合同工期:
240天
合同质量目标:
合格
建筑面积:
约3.8万平方米
建筑高度:
24.60M
层高:
3.0M
三、脚手架设计及计算
1、材料
钢管采用Ф48×3.5的钢管,每根钢管的最大质量不应大于25kg,其中横向水平杆的最大长度不能超过2200mm,其它杆不能超过6500mm。
扣件采用可锻铸铁制作的扣件,扣件在螺栓拧紧扭力矩达65N·M时,不得发生破坏。
脚手板在底层(挑排层)和施工作业层采用50厚木板满铺,其它层也用50厚木板满铺。
2、荷载
步距为1.8m,纵距为1.5m的Ф48×3.5双排钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值:
gk=0.1248KN/m:
(查JGJ130-2001)
木脚手板自重标准值为0.35KN/m2。
竹胶板、安全网自重标准值为0.02KN/m2。
结构脚手架施工均布活荷载标准值为3KN/m2。
3、设计及计算
本悬挑式脚手架采用12#槽钢悬挑,其横杆步距设为1.8m,立杆纵距设为1.5m,横向水平杆的外伸长度设为0.5m,内立杆离墙面的距离为0.75m,立杆横距设为0.85m,构造详图见后附图。
3.1纵向水平杆计算
Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2
弹性模量E=2.06×105N/mm2
3.1.1抗弯强度计算
б=M/W≤f
M=1.2MGK+1.4ΣMQK
M—弯矩设计值;W—截面模量,Ф48×3.5钢管的截面模量为5.08cm3;f—钢材的抗弯强度设计值,205N/mm2;MGK—脚手板自重标准值产生的弯矩;MQK—施工荷载标准值产生的弯矩。
为安全起见,两端支撑以铰支为计算,计算跨度以两根立杆纵距1.5m为标准。
则:
纵向水平杆上的永久荷载标准值q1=0.35×0.85/2=0.1488KN/m
纵向水平杆上的活荷载标准值q2=3×0.85/2=1.275KN/m
MGK=0.1488×1.52×1/8=0.04185KN·M
MQK=1.275×1.52×1/8=0.3586KN·M
M=1.2×0.04185+1.4×0.3586=0.552KN·M
W=5.08cm2
Б=0.552×103/(5.08×10-6)=108.7×106N/m2=108.7N/mm2<205N/mm2
3.1.2挠度计算
挠度最大处为杆的中央
υ=5×q×l4/(384EI)I为惯性矩=12.19cm4
q=0.1488×1.2+1.275×1.4=1.964KN/m
υ=5×1.964×15004/(384×2.06×105×12.19×104)=5.2mm
容许挠度[υ]=1500/150=10mm>5.2mm。
3.2横向水平杆计算
3.2.1抗弯强度计算
横向水平杆外伸长度上的永久荷载设计值q1=0.35×1.5×1.2=0.63KN/m
横向水平杆外伸长度上的活荷载设计值q2=3×1.5×1.4=6.3KN/m
横向水平杆两立杆间的何载设计值F=0.35×1.5×0.425×1.2+3×1.5×0.425×1.4=2.95KN
横向水平杆的外伸长度设为0.5m,其计算长度可取0.3m
内立杆处弯矩为M1=(6.3+0.63)×0.3×0.3/2=0.312KN/M
两立杆间的最大弯矩为M2=(2.95×0.425-0.312)/0.85×0.425=0.471KN/M
则最大弯矩M=0.471KN/M
б=M/W≤f
б=0.471/(5.08×10-3)=92.7N/mm2<205N/mm2
3.2.挠度计算
这里以简支梁计算,不考虑横向水平杆的外伸长度,则
挠度最大处为杆的中央
υ=F×l3/(48EI)=2.95×103×8503/(48×2.06×105×12.19×104)=1.5mm
容许挠度[υ]=850/150=5.7mm>1.5mm
3.3立杆稳定计算
N/(ΨA)≤f
N—计算立杆段的轴向力设计值;Ψ—轴心受压构件的稳定系数,应根据长细比λ确定,当λ大于250时,Ψ=7320/λ2;A—立杆的截面面积;I—截面回转半径;L0—计算长度;
本方案是以每3层为一悬挑,实际搭设高度为6层,故考虑6层荷载。
N=0.1248×(3×8+2×1.8)×1.2+0.35×0.85×1.5×17×1.2/2+0.02×1.5×(3×8+2×1.8)×1.2+3×0.85×1.5×1.4/2=12.35kN
L0=kμh其中k—计算长度附加系数,取1.155;μ—考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,当连墙杆采用三步三跨布置时,μ取1.70;h—立杆步距,取1.8m;
L0=1.155×1.7×1.8=3.54m;
λ=L0/I=3.54×100/1.58=224,查得Ψ=0.145
N/(ΨA)=12.35×1000/(0.145×4.89×100)=174.18N/mm2<205N/mm2
F1=(9.08×0.75+9.08×1.6)/3=7.11KN
F1=F2=7.11KN
N=F2×cos(tan-13/1.6)=15.1KN
设计算长度等于斜杆本身长度,则
L0=(1.62+32)1/2=3.4m
λ=340/1.58=215查得Ψ=0.157
N/(ΨA)=15.1×1000/(0.157×4.89×100)=197N/mm2<205N/mm2
3.5连墙杆布置
连墙杆以三步三跨布置一根,其控制的面积为1.5×3×1.8×3=9.9m2<40m2
四、对槽钢的计算
1、悬挑式架子采用[12,每3层一挑(实际操作时搭设8层),槽钢间距1500mm,立杆间距1500mm,大横杆900mm,小横杆180mm,斜拉钢丝绳φ12,间距1500。
与墙体连接采用“二步三跨”。
2、顶板中预埋吊环时要在同一直线,同一标高上,采用2根φ16,预埋在梁中(埋深不少于30d)。
3、安装的槽纲及钢丝绳须等砼达到足够强度时才能工作。
4、外架子验收后方可投入使用,且须经常派人巡查,发现脱焊松扣的异常情况要及进采取恢复措施。
5、架子上严禁堆积大面积的集中荷载,如确实需要作临时周转堆积的须经过安全、技术部门的同意认可。
6、悬挑槽钢上的架子搭设同排脚手架(采用φ4.8×3.5钢管,由于搭设高度≤25m故不作计算)
五、悬挑式外架计算
1、条件:
12号槽钢上部挑15排脚手架,步距1.8m,横距0.85m,纵距1.5米。
(搭设高度25米)
2、荷载计算(主要参照书:
杨嗣信主编的《高层建筑施工手册》及《简明计算手册》)。
操作层荷载:
8556N/M。
非操作层荷载:
678.4×14=9497.6N/M
计:
18053.6N/M
每根立柱上部传下的荷载:
18053.6N/M×1.5÷2=13540.2
其它荷载:
1800N
计:
15340.2N
内力图:
RA=RB=1.5×104N
4、内力计算
5、支座反力:
Qmax=RA=1.5×104N
最大弯距:
Mmax=-(2L-a)=-(3.4-1)=-1.8×104N.M
挠度:
WA=
(3L4-463L+b4)=
×25.0563(3×1.74×1012-4×0.73×1.7×1012+0.73×1012)
=(2.5056-0.63268+0.3437)×1013
=23.9mm
剪切压力τ:
=18.36N/mm2
验算:
查GBJ17-88
1、剪压力τ:
=18.34<fv=[125N/mm2]
2、挠度:
WA=23.9<[W]
3、支座局部承压:
2根φ16预埋件。
δ=37.32<[δ]=50N/mm2
附外架搭设图。
六构造要求及注意事
1、纵向水平杆应设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨;
2、纵向水平杆对接扣件应交错布置:
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同跨或同步内;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宜大于纵距的1/3;
3、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;
4、立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接;
5、连墙杆的垂直距离不应大于建筑物的层高,并不应大于4m(2步);
6、严禁使用近有拉筋的柔性连墙杆,必须采用可承受拉力和压力的构造;
7、双排脚手架应设剪刀撑,每道剪刀撑不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角应在45-60度之间,跨越立杆的根数最多根数如下:
剪刀撑斜杆与地面的倾角450500600
剪刀撑跨越立杆的最多根数765
8、双排脚手架,均必须在外侧立面的两端各设置一道剪力撑,并应由底到顶连续设置;中间各道剪力撑之间的净距离不应大于15m;
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