1、青浦污水处理厂三期工程 一、工程概况工程名称：青浦污水处理厂三期工程工程地点：青昆路215号二、脚手架设计本工程为市政工程，13个单体，其中8个构筑物5个建筑物，室内外高差0.3m，脚手架搭设最高度约10.0m，计划搭设立杆落地式钢管脚手架，脚手片采用毛竹脚手片，20CM高档脚板，采用密目式安全网封闭。立杆纵距La=1.0M，立杆横距Lb=1.0M，步距h=1.8m，用于结构作业。三、落地钢管脚手架验算 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）。 计算的脚手架搭设最高度约为10.0米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距1.00米，立杆的横距1.02、0米，立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为483.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距2.00米。脚手架的施工荷载严格控制在270kg/m以内，严禁支钢管连接在脚手架上。 一）、大横杆的计算: 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=0.1501.000/3=0.050kN/m 活荷载标准值 Q=3.0001.000/3=1.000kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.050=0.106kN/m 活荷载的计算值 q2=1.41.03、00=1.400kN/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=(0.080.106+0.101.400)1.0002=0.148kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.106+0.1171.400)1.0002=-0.174kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.174106/5080.0=34.332N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求4、! 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=1.000kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.088+0.9901.000)1000.04/(1002.06105121900.0)=0.418mm 大横杆的最大挠度小于1000.0/150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 5、P1=0.0381.000=0.038kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0001.000/3=0.050kN 活荷载标准值 Q=3.0001.0001.000/3=1.000kN 荷载的计算值 P=1.20.038+1.20.050+1.41.000=1.506kN 小横杆计算简图 2.抗弯强度计算 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=(1.20.038)1.0002/8+1.5061.000/3=0.508kN.m =0.508106/5080.0=99.958N/mm2 小横杆的计6、算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 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: 集荷载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=5.00.0381000.004/(3842.060105121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.038+0.050+1.000=1.088kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1088.4001000.0(31000.02-41000.02/9)/(722.06105121900.0)=1.538mm 最大挠度和 V=V1+V2=1.557、8mm 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； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0381.000=0.038kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0001.000/2=0.075kN 活荷载标准值 Q=3.0001.0001.000/2=1.500kN 荷载的计算值 R=1.20.038+1.20.075+1.41.500=2.236kN8、 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0.1161 NG1 = 0.11614.500=1.683kN (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 = 0.15031.000(1.000+0.300)/2=0.293kN9、 (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 = 0.1501.0003/2=0.225kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.00014.500=0.072kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.273kN。 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 = 3.00031.0001.000/2=4.500kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(10、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 = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 1.200 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4501.2501.200 = 0.472kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ 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 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/11、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=9.03kN； 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=1.58cm； 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=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm12、3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 99.38 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=8.08kN； 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=1.58cm； 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=4.89cm213、； W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.182kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 124.84 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 八）、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 其中 p 立杆基础底面的平均压力 (N/mm2)，p = N/A；p = 36.11 N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 (kN)；N = 9.03 A 基础底面面积 (m2)；A = 0.25 fg 地基14、承载力设计值 (N/mm2)；fg = 68.00 地基承载力设计值应按下式计算 fg = kc fgk 其中 kc 脚手架地基承载力调整系数；kc = 0.40 fgk 地基承载力标准值；fgk = 170.00 地基承载力的计算满足要求!四、落地钢管脚手架要求1、钢管符合国标3号钢的技术要求，壁厚不小于3.5MM，扣件，螺栓等金属配件质量符合有关标准要求，无锈蚀、变形、伤裂现象。2、脚手架高度约为10.0M，折合步数为10.0/1.8=6步，脚手片采用毛竹脚手片进行铺设，采用密目式安全网全封闭。3、脚手架立杆纵向砌筑脚手架不得大于1.6M，粉刷、装修、脚手架不得大于1.8M。4、小横杆里端15、距构筑物不大于10CM，外端挑出大于25CM。5、软拉接采用10号12号铅丝与构筑物拉接牢固，以保证整个脚手架的稳定性。6、脚手板要铺满、铺平、铺稳，不得有探头板，脚手架的搭设作业必须在统一指挥下进行。7、严格控制使用荷载，确保有较大的安全储备，搭设完毕后应进行验收，检查合格后才能使用。8、必须有良好的防电、防雷装置，可靠的接地装置，同时设置避雷装置。五、基础要求1、脚手架地基应平整夯实。2、立杆不能直接立在基地上，而应为设底座或垫板，垫板厚度不小于50MM。3、脚手架地基应有可靠的排水措施，防止积水浸泡地基。4、脚手架旁有开挖的沟槽时，则应控制外立杆距沟槽边的距离。六、搭设要点1、铺放垫木和16、安放底座铺放垫木应平稳、不得悬空，下设必须5CM厚木板作为脚手架的底座处理。2、杆件搭设搭设顺序为：基地100厚细石砼浇捣铺平铺木板摆放扫地杆逐根树立立杆，并与扫地杆扣紧安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支撑杆第三、四步大横杆和小横杆连墙杆接立杆加设剪刀撑铺脚手片。3、搭设杆件注意事项：（1） 按照杆件的搭设顺序和规定的构造方案的尺寸进行摆设。（2） 扣件拧紧程度要适当。 （3）及时与结构拉结或采用临时支撑，以确保护搭设过程安全。 （4）不合格的杆件和扣件不能用。 （5）随时校正杆件的水平和垂直偏差，随时调整。（6）搭设工人必须佩挂安全带。（7）未完17、成的脚手架，在每一收班时要保证架子稳定。 七、脚手架验收与使用要求1、脚手架必须严格按规范搭设，脚手架搭设完毕使用之前须经有关部门验收合格后，方可投入使用。2、应每天清理脚手架上的垃圾、杂物。3、对脚手架每周组织一次大检查，检查合格后脚手架方可投入使用。4、六级及六级以上大风和雾、雨天，应停止脚手架作业，脚手架上应有可靠防滑措施。5、在六级大风和大雨前后，必须对脚手架进行检查，包括各主节点处各杆件的连接、附墙杆、斜撑、安全防护措施等是否符合方案要求。6、脚手架在使用期间，严禁任意拆除下列杆件：主节点处的纵、横向水平杆、斜撑、附墙件、栏杆、挡脚板等。7、脚手架的搭设须符合“搭设和构造要求”，特别18、应控制好脚手架的垂直度，严禁脚手架内外倾斜，扣件检查按“脚手架材料及检验要求”进行。8、脚手架应有可靠的避雷措施。9、严禁在脚手架上进行电、气焊作业。 八、内脚手架： 搭设室内满堂脚手架时，必须有足够的牢度和稳定性，每平方米的立杆数量不得少于4根，并设有扫地杆和剪刀撑，每根立杆下口必须垫5公分的木板，并应经过专门验收后方可进行下道工序。 九、扣件安装 1、连接大横杆的对接扣件，开口应朝架子内侧，螺栓向上，以防雨水进入。2、装螺栓时应将根部放正和保持适当的拧紧程度，这时脚手架的承载能力，稳定和安全影响很大，因此，要求扭力矩控制在3940N.M，最大不得超过59N.M。十、安全要求 1、材料的规格19、和质量必须符合有关技术规定的要求。 2、严格控制使用荷载，确保有较大的安全储备。 3、装饰脚手架均布荷载不超过2000N/M2。 4、在脚手架上堆砖，只准单行侧摆三层。 5、应有牢固的和足够的连墙点，以保证整个脚手架的稳定性。 6、搭设过程中要及时设置联墙杆，斜撑、剪力撑和必要的缆绳、吊索，避免在搭设中发生偏斜和倾倒。 7、脚手板要铺满、铺平、铺稳，不得有探头板。 8、搭设完毕后应进行验收，检查合格后才能使用。 9、作业层的外侧面应挂设密目式安全网围护。 10、设置斜道以供人员上下，斜道上设置防滑条。 11、架子工必须熟悉和严格遵守安全技术操作规程，佩戴和使用劳动保护用品。 12、必须有良好的防电、防雷装置，可靠的按地装置，同时设置避雷装置。 13、六级以上大风、大雪等天气条件时，应暂停在脚手架上作业。十一、拆除注意事项1、划出工作区域标志，禁止闲人进入。 2、严格遵守拆除顺序，由上而下，一般是先拆栏杆，脚手板和剪刀撑，或拆小横杆、大横杆和立杆等。 3、统一指挥，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先告知对方，以防坠落。 4、工具及材料应用滑轮和绳索运送，不准乱扔，以防伤人。