年产40万吨二氧化碳项目高低压配电室工程脚手架施工方案(37页).doc
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编号:713287
2023-07-19
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1、xx气体高低压配电室脚手架专项施工方案编制:审核:施工单位:xxx建筑公司 年 6 月 15 日脚手架施工组织设计xxx科技有限公司年产40万吨二氧化碳项目高低压配电室工程位于xx,建筑面积391.55.层高为4.5米。该工程抗震级别为八级,防火级别为二级。防水为一级防水,采用聚氯乙烯卷材与聚氯乙烯涂抹组合。本工程采用落地式双排钢管脚手架,搭设高度7.4米。一、 重要参数:1、 落地架:材料:钢管483.5,可锻铸铁扣件(对接、直角、旋转),脚手板为竹笆片脚手板,栏杆挡板为竹笆片脚手板挡板; 搭设:双排脚手架,搭设高度22.4m,立杆采用单立杆,纵距1.5m,横距为1.05m,步距1.8m; 2、小横杆在上,搭接在大横杆上小横杆根数为 2 根;内排架离墙300mm; 连墙件采用两步三跨,双扣件连接; 脚手板铺设2层(底层、作业层);2、 悬挑架:材料:钢管483.5,可锻铸铁扣件(对接、直角、旋转),脚手板为竹笆片脚手板,栏杆挡板为竹笆片脚手板挡板; 搭设:双排脚手架,搭设高度15m,立杆采用单立管,纵距1.5m,横距为1.05m,步距1.8m; 小横杆在上,搭接在大横杆上小横杆根数为 2 根,内排架离墙300mm; 连墙件采用两步三跨,连墙件连接方式为双扣件连接;脚手板铺设2层(底层、作业层及其上下层)悬挑主梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度 2.3、3 m。主梁间距为立杆间距2倍,水平联梁采用12.6号槽钢;拉绳为619+1型,最小直径15.5mm,拉点离墙距离800mm,拉环最小直径20mm,锚固压点螺栓直径12mm。二、脚手架安装示意图1、落地式 2、悬挑式三、施工工艺流程1、落地式:立杆基本夯实和硬化解决排水沟定位垫板立两边立杆,扣扫地杆、小横杆、大横杆(或暂时大、小横杆)立抛撑树中间立杆小横杆、大横杆、防护栏杆以此类推、形成一步闭合架体搭第二步架拉连墙件拆抛撑转角处设立“之”剪刀撑挂密目安全网、铺脚手版接立杆架体外立面设立剪刀撑搭第三步架(剪刀撑与安全网同步上)完毕。2、悬挑式:型钢悬挑梁、预埋件制作预埋件安装砼浇筑穿主型钢梁拉线4、调节钢梁固定主型钢梁固定联梁立两头立杆扣扫地杆、小横杆、大横杆(或暂时大、小横杆)立抛撑树中间立杆小横杆、大横杆、防护栏杆以此类推、形成一步闭合架体铺脚手板(隔离防坠)搭第二步架拉连墙件转角处设立“之”剪刀撑、立杆外侧剪刀撑挂密目安全网、铺脚手版接立杆搭第三步架拉钢丝绳。四、脚手架搭设质量规定:脚手架搭设技术规定与容许偏差序号项目普通质量规定1构架尺寸(立杆纵距、立杆横距、步距)误差20mm2立杆垂直偏差架高25m50mm25m100mm3纵向水平杆水平偏差20mm4横向水平杆水平偏差10mm5节点处相交杆件轴线距节点中心距离150 mm6相邻立杆接头位置互相错开,设在不同步距内,相邻接头高度5、差应500mm7上下相邻纵向水平杆接头位置互相错开,设在不同立杆纵距内,相邻接头水平距离应500mm,接头距立杆应不大于立杆纵距1/38杆件搭接1)搭接部位应跨过与其相接纵向水平杆或立杆,并与其连接(绑扎)固定2)搭接长度和连接规定应符合如下规定:类别杆别搭接长度连接规定扣件式钢管脚手架立杆1m连接扣件数量依承载规定拟定,且不少于2个纵向水平杆不少于2个连接扣件9节点连接扣件式钢管脚手架拧紧扣件螺栓,其拧紧力矩应不不大于40N.m,且不不不大于65 N.m其他脚手架按相应连接规定五、安全保证办法:1、脚手架搭设人员必要是通过国家现行原则考核合格专业架子工。搭设脚手架人员必要戴安全帽、安全带,穿6、防滑鞋。2、脚手架搭设时应按下列阶段进行质量检查,发现问题应及时校正。1)基本竣工后及脚手架搭设前;2)操作层施加荷载前;3)每搭设完10m高度后;4)达到设计高度后。3、使用阶段1)操作层上施工荷载应符合设计规定,不得超载;2)不得将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土管等固定在脚手架上,禁止任意悬挂起重设备;3)六级及六级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业,雨后上架操作应有防滑办法。3)在脚手架有效期间,禁止任意拆除下列杆件:主节点处纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆;4)连墙杆撑;要拆除上述任一杆件均应采用安全办法,并报主管部门批准。禁止在脚手架基本及其邻近进行挖掘作业,否则应采用安全办法,并报主管7、部门批准。5)在脚手架上进行电、气焊作业时,必要有防火办法和专人看守;6)工地暂时用电线路架设及脚手架接地、避雷办法等应按国家现行原则执行。4、脚手架拆除1)接受到项目部脚手架架体拆除任务书后方可进行拆除作业工作。2)拆除现场设警戒区域,挂醒目警戒标志。警戒区域内禁止非操作人员通行或在脚手架下方继续施工,监护人员履行职责,配备良好通讯装置。3)仔细检查吊运机械涉及夹具与否安全可靠,吊运机械不容许搭设在脚手架上,另立设立。4)拆除人员进入岗位后来,先进行检查,加固松动部位,清除步层内留材料、物件及垃圾块,所有清理物安全输送至地面,禁止高处抛掷。5)按搭设反程序进行拆除,即安全网竖脚手板垫铺脚手板8、防护栏杆搁栅剪刀撑杆连墙杆大横杆小横杆立杆底排大横杆、搁栅、平杆、斜撑杆。(即先搭后拆,后搭先拆顺序进行拆除。)6)不容许分立面拆除或上、下二步同步拆除,认真做到一步一清、一杆一清。7)所有连墙杆、剪刀撑杆件、隔立板、登高办法必要随脚手架步层拆除同步进行下降。不准先行拆除。8)所有杆件与扣件,在拆除时分离,不容许杆件上附着扣件输送到地面或两杆同步拆下输送地面。9)所有铺脚手板拆除时,自外向里竖立,搬运防止自里向外翻起。禁止脚手板上垃圾物件直接从高处坠落伤人。10)当天竣工后,仔细检查岗位周边状况,如发现留有隐患部位,及时进行修复或继续完毕至一种程序,一种部位结束,方可撤离岗位。六、注意事项1、9、 当脚手架基本下有设备基本、管沟时,在脚手架使用过程中不应开挖,否则必要采用加固办法。2、 立杆接长除顶层顶步外,别的各层各步接头必要采用对接扣件连接。3、 主节点处必要设立一根横向水平杆,用直角扣件扣接且禁止拆除。4、 脚手架必要配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。5、 禁止将外径48mm与51mm钢管混合使用。6、 剪刀撑、横向斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。7、 一字型、开口型双排脚手架两端均必要设立横向斜撑。8、 高度在24m如下单、双排脚手架,均必要在外侧立面两端各设立一道剪刀撑,并由底至顶持续设立。9、 拆除作业必要由上而下逐级进行,禁止上下同步10、作业。10、连墙件必要随脚手架逐级拆除,禁止先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架,分段拆除高度不应不不大于两步,如高差不不大于两步,应增设连墙件加固。11、各构配件禁止抛至地面。落地式钢管外脚手架计算书扣件式钢管落地脚手架计算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)、建筑地基基本设计规范(GB 50007-)、建筑构造荷载规范(GB 50009-)、钢构造设计规范(GB 50017-)等编制。一、参数信息:1.脚手架参数本工程采用落地式钢管双排脚手架,搭设高度为 7.4 m,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:横距Lb为 1.05m,纵距La为1.5m,大小横杆步距为1.8 m;内排11、架距离墙长度为0.30m;小横杆在上,搭接在大横杆上小横杆根数为 2 根;采用钢管类型为 483.5; 横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.6 m,水平间距4.5 m,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;2.活荷载参数施工均布活荷载原则值:2.000 kN/m2;脚手架用途:装修脚手架;同步施工层数:2 层;3.风荷载参数本工程地处宁夏银川宁东地区,基本风压0.57 kN/m2;风荷载高度变化系数z,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数s 为0.214;4.静荷载参数每米立杆承受构造自重原则值(kN/m):0.1248;脚手板自重原12、则值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重原则值(kN/m):0.150;安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板类别:竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板;每米脚手架钢管自重原则值(kN/m):0.038;脚手板铺设总层数:13;5.地基参数地基土类型:素填土;地基承载力原则值(kPa):120.00;立杆基本底面面积(m2):0.20;地基承载力调节系数:1.00。 二、小横杆计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。按照小横杆上面脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆自重原则值:P1= 0.038 kN/m 13、;脚手板荷载原则值:P2= 0.31.5/3=0.15 kN/m ;活荷载原则值:Q=21.5/3=1 kN/m;荷载计算值:q=1.20.038+1.20.15+1.41 = 1.626 kN/m; 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下弯矩,计算公式如下: Mqmax = ql2/8最大弯矩 Mqmax =1.6261.052/8 = 0.224 kNm;最大应力计算值 = Mqmax/W =44.113 N/mm2;小横杆最大弯曲应力 =44.113 N/mm2 不大于 小横杆抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足规定!3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷14、载作用下挠度荷载原则值q=0.038+0.15+1 = 1.188 kN/m ; qmax = 5ql4/384EI最大挠度 = 5.01.18810504/(3842.06105121900)=0.749 mm;小横杆最大挠度 0.749 mm 不大于 小横杆最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm,满足规定!三、大横杆计算:大横杆按照三跨持续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。1.荷载值计算小横杆自重原则值:P1= 0.0381.05=0.04 kN;脚手板荷载原则值:P2= 0.31.051.5/3=0.158 kN;活荷载原则值:Q= 21.051.5/3=1.05 15、kN;荷载设计值:P=(1.20.04+1.20.158+1.41.05)/2=0.854 kN; 大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载设计值最不利分派弯矩和。 Mmax = 0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.51.5=0.007 kNm; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2670.8541.5= 0.342 kNm;M = M1max + M2max = 0.007+0.342=0.349 kNm最大应力计算值 = 0.349106/5080=68.616、64 N/mm2;大横杆最大应力计算值 = 68.664 N/mm2 不大于 大横杆抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足规定!3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载设计值最不利分派挠度和,单位:mm;均布荷载最大挠度计算公式如下: max = 0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起最大挠度: max= 0.6770.03815004 /(1002.06105121900) = 0.052 mm;集中荷载最大挠度计算公式如下: pmax = 1.883Pl3/100EI集中荷载原则值最不利分派引起最大挠度:小横杆传递荷载 P=(0.04+0.158+1.17、05)/2=0.624kN = 1.8830.62415003/ ( 100 2.06105121900) = 1.579 mm;最大挠度和:= max + pmax = 0.052+1.579=1.631 mm;大横杆最大挠度 1.631 mm 不大于 大横杆最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足规定!四、扣件抗滑力计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承18、载力设计值,取8.00 kN;R - 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值;小横杆自重原则值:P1 = 0.0381.052/2=0.04 kN;大横杆自重原则值:P2 = 0.0381.5=0.058 kN;脚手板自重原则值:P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN;活荷载原则值:Q = 21.051.5 /2 = 1.575 kN;荷载设计值:R=1.2(0.04+0.058+0.236)+1.41.575=2.606 kN;R 8.00 kN,单扣件抗滑承载力设计计算满足规定! 五、脚手架立杆荷载计算:作用于脚手架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。静荷载原则值涉及如下内容:19、(1)每米立杆承受构造自重原则值,为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.052/2)0.038/1.8022.40 = 3.297kN;(2)脚手板自重原则值;采用竹笆片脚手板,原则值为0.3kN/m2 NG2= 0.3131.5(1.05+0.3)/2 = 3.949 kN;(3)栏杆与挡脚手板自重原则值;采用竹笆片脚手板挡板,原则值为0.15kN/m NG3 = 0.15131.5/2 = 1.462 kN;(4)吊挂安全设施荷载,涉及安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.522.4 = 0.168 kN;经计算得到,静荷载原则值 NG = NG1+N20、G2+NG3+NG4 = 8.877 kN;活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。经计算得到,活荷载原则值 NQ = 21.051.52/2 = 3.15 kN;考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.28.877+ 0.851.43.15= 14.4 kN;不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.28.877+1.43.15=15.062kN;六、立杆稳定性计算:风荷载原则值按照如下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2),按照建筑构造荷载规范(GB50021、09-)规定采用:0 = 0.57 kN/m2; z - 风荷载高度变化系数,按照建筑构造荷载规范(GB50009-)规定采用:z= 0.74; s - 风荷载体型系数:取值为0.214;经计算得到,风荷载原则值为: Wk = 0.7 0.570.740.214 = 0.063 kN/m2;风荷载设计值产生立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0631.51.82/10 = 0.037 kNm;考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆轴心压力设计值 :N = 14.400 kN;不考虑风荷载时,立杆稳定性计算22、公式 = N/(A) f立杆轴心压力设计值 :N = N= 15.062kN;计算立杆截面回转半径 :i = 1.58 cm;计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)表5.3.3得 : k = 1.155 ;计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)表5.3.3得 : = 1.5 ;计算长度 ,由公式 l0 = kuh 拟定:l0 = 3.118 m;长细比:L0/i = 197 ;轴心受压立杆稳定系数,由长细比 lo/i 成果查表得到 := 0.186立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩) :W =23、 5.08 cm3;钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2;考虑风荷载时 = 14400.336/(0.186489)+36542.783/5080 = 165.519 N/mm2;立杆稳定性计算 = 165.519 N/mm2 不大于 立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足规定!不考虑风荷载时 = 15061.836/(0.186489)=165.598 N/mm2;立杆稳定性计算 = 165.598 N/mm2 不大于 立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足规定!七、最大搭设高度计算:按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)5.3.624、条考虑风荷载时,采用单立管敞开式、全封闭和半封闭脚手架可搭设高度按照下式计算:Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk构配件自重原则值产生轴向力 NG2K(kN)计算公式为:NG2K = NG2+NG3+NG4 = 5.579 kN;活荷载原则值 :NQ = 3.15 kN;每米立杆承受构造自重原则值 :Gk = 0.125 kN/m;计算立杆段由风荷载原则值产生弯矩: Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.037 /(1.4 0.85) = 0.031 kNm;Hs =( 0.1864.8910-4205103-(1.25.5725、9+0.851.4(3.15+0.1864.891000.031/5.08)/(1.20.125)=50.399 m;按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或不不大于26米,按照下式调节且不超过50米:H = Hs /(1+0.001Hs)H = 50.399 /(1+0.00150.399)=47.98 m;H= 47.98 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 H =47.98 m。脚手架单立杆搭设高度为22.4m,不大于H,满足规定!八、连墙件稳定性计算:连墙件轴向力设计值应按照下式计算:Nl = Nlw + N0连26、墙件风荷载原则值按脚手架顶部高度计算z0.92,s0.214,00.57,Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.57 = 0.079 kN/m2;每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧迎风面积 Aw = 16.2 m2;按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生轴向力(kN),N0= 5.000 kN;风荷载产生连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:Nlw = 1.4WkAw = 1.782 kN;连墙件轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.782 kN;连墙件承载力设计值按下式计算:Nf = Af其中 - 轴心受27、压立杆稳定系数;由长细比 l/i = 300/15.8成果查表得到 =0.949,l为内排架距离墙长度; A = 4.89 cm2;f=205 N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN;Nl = 6.782 Nf = 95.133,连墙件设计计算满足规定!连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 6.782不大于双扣件抗滑力 16 kN,满足规定! 连墙件扣件连接示意图九、立杆地基承载力计算:立杆基本底面平均压力应满足下式规定 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 120 kPa; 其中,地基承载28、力原则值:fgk= 120 kPa ;脚手架地基承载力调节系数:kc = 1 ; 立杆基本底面平均压力:p = N/A =72.002 kPa ;其中,上部构造传至基本顶面轴向力设计值 :N = 14.4 kN;基本底面面积 :A = 0.2 m2 。p=72.002kPa fg=120 kPa 。地基承载力满足规定!联梁型钢悬挑脚手架计算书型钢悬挑扣件式钢管脚手架计算根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)、建筑构造荷载规范(GB 50009-)、钢构造设计规范(GB 50017-)、建筑施工安全检查评分原则(JGJ59-99)、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-929、1) 以及本工程施工图纸。 一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 15 m,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:立杆纵距为 1.5m,立杆横距为1.05m,立杆步距为1.8 m;内排架距离墙长度为0.30 m;小横杆在上,搭接在大横杆上小横杆根数为 2 根;脚手架沿墙纵向长度为 150.00 m;采用钢管类型为 483.5; 横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 m,水平间距4.5 m,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000;脚手架用途:构造脚手架;同步施工层数:2 层;3.风荷载参数本工程地处宁夏惠农,基本30、风压0.57 kN/m2;风荷载高度变化系数z,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数s 为0.214;4.静荷载参数每米立杆承受构造自重荷载原则值(kN/m):0.1248;脚手板自重原则值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重原则值(kN/m):0.150;安全设施与安全网自重原则值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:2 层;脚手板类别:竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板;5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度 2.3 m。悬挑水平钢梁上面联梁采用 12.6号槽钢槽口水平。锚固31、压点螺栓直径(mm):12.00;楼板混凝土标号:C25;主梁间距相称于立杆间距倍数:2倍;6.拉绳与支杆参数支撑数量为:1; 钢丝绳安全系数为:3.500;钢丝绳与墙距离为(m):3.300;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物 0.8 m。 二、小横杆计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。按照小横杆上面脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆自重原则值:P1= 0.038 kN/m ;脚手板荷载原则值:P2= 0.31.5/3=0.15 kN/m ;活荷载原则值:Q=31.5/3=1.5 kN/m;荷载计算32、值:q=1.20.038+1.20.15+1.41.5 = 2.326 kN/m; 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下弯矩,计算公式如下: Mqmax = ql2/8最大弯矩 Mqmax =2.3261.052/8 = 0.321 kNm;最大应力计算值 = Mqmax/W =63.103 N/mm2;小横杆最大弯曲应力 =63.103 N/mm2 不大于 小横杆抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足规定!3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下挠度荷载原则值q=0.038+0.15+1.5 = 1.688 kN/m ; qmax = 5ql4/384E33、I最大挠度 = 5.01.68810504/(3842.06105121900)=1.064 mm;小横杆最大挠度 1.064 mm 不大于 小横杆最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm,满足规定! 三、大横杆计算:大横杆按照三跨持续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。1.荷载值计算小横杆自重原则值:P1= 0.0381.05=0.04 kN;脚手板荷载原则值:P2= 0.31.051.5/3=0.158 kN;活荷载原则值:Q= 31.051.5/3=1.575 kN;荷载设计值:P=(1.20.04+1.20.158+1.41.575)/2=1.221 kN; 大横杆计34、算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载设计值最不利分派弯矩和。 Mmax = 0.08ql2均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.51.5=0.007 kNm; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.267Pl集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2671.2211.5= 0.489 kNm;M = M1max + M2max = 0.007+0.489=0.496 kNm最大应力计算值 = 0.496106/5080=97.638 N/mm2;大横杆最大应力计算值 = 97.638 N/mm2 不大于 大横杆抗压强度设计值 f=2035、5 N/mm2,满足规定!3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载设计值最不利分派挠度和,单位:mm;均布荷载最大挠度计算公式如下: max = 0.677ql4/100EI大横杆自重均布荷载引起最大挠度: max= 0.6770.03815004 /(1002.06105121900) = 0.052 mm;集中荷载最大挠度计算公式如下: pmax = 1.883Pl3/100EI集中荷载原则值最不利分派引起最大挠度:小横杆传递荷载 P=(0.04+0.158+1.575)/2=0.886kN = 1.8830.88615003/ ( 100 2.06105121900)36、 = 2.243 mm;最大挠度和:= max + pmax = 0.052+2.243=2.296 mm;大横杆最大挠度 2.296 mm 不大于 大横杆最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足规定! 四、扣件抗滑力计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN;R - 纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值;小横杆自重原则值:P1 37、= 0.0381.052/2=0.04 kN;大横杆自重原则值:P2 = 0.0381.5=0.058 kN;脚手板自重原则值:P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN;活荷载原则值:Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN;荷载设计值:R=1.2(0.04+0.058+0.236)+1.42.362=3.709 kN;R 8.00 kN,单扣件抗滑承载力设计计算满足规定! 五、脚手架立杆荷载计算:作用于脚手架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。静荷载原则值涉及如下内容:(1)每米立杆承受构造自重原则值,为0.1248kN/m NG1 = 0.1248+(1.052/2)038、.038/1.8015.00 = 2.208kN;(2)脚手板自重原则值;采用竹笆片脚手板,原则值为0.3kN/m2 NG2= 0.321.5(1.05+0.3)/2 = 0.608 kN;(3)栏杆与挡脚手板自重原则值;采用竹笆片脚手板挡板,原则值为0.15kN/m NG3 = 0.1521.5/2 = 0.225 kN;(4)吊挂安全设施荷载,涉及安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.515 = 0.112 kN;经计算得到,静荷载原则值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.153 kN;活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和1/39、2取值。经计算得到,活荷载原则值 NQ = 31.051.52/2 = 4.725 kN;考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.153+ 0.851.44.725= 9.406 kN;不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.23.153+1.44.725=10.399kN;六、立杆稳定性计算:风荷载原则值按照如下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2),按照建筑构造荷载规范(GB50009-)规定采用:0 = 0.57 kN/m2; z - 风荷载高度变化系数,按照建筑构造荷载规范(GB40、50009-)规定采用:z= 0.74; s - 风荷载体型系数:取值为0.214;经计算得到,风荷载原则值为: Wk = 0.7 0.570.740.214 = 0.063 kN/m2;风荷载设计值产生立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0631.51.82/10 = 0.037 kNm;考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆轴心压力设计值 :N = 9.406 kN;不考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式 = N/(A) f立杆轴心压力设计值 :N = N= 10.399kN;计算立杆截面回转半径 :i 41、= 1.58 cm;计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)表5.3.3得 : k = 1.155 ;计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)表5.3.3得 : = 1.5 ;计算长度 ,由公式 l0 = kuh 拟定:l0 = 3.118 m;长细比:L0/i = 197 ;轴心受压立杆稳定系数,由长细比 lo/i 成果查表得到 := 0.186立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2;考虑风荷载时 = 9406.35/42、(0.186489)+36542.783/5080 = 110.612 N/mm2;立杆稳定性计算 = 110.612 N/mm2 不大于 立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足规定!不考虑风荷载时 = 10398.6/(0.186489)=114.328 N/mm2;立杆稳定性计算 = 114.328 N/mm2 不大于 立杆抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足规定!七、连墙件计算:连墙件轴向力设计值应按照下式计算:Nl = Nlw + N0连墙件风荷载原则值按脚手架顶部高度计算z0.92,s0.214,00.57,Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.21443、0.57 = 0.079 kN/m2;每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧迎风面积 Aw = 16.2 m2;按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生轴向力(kN),N0= 5.000 kN;风荷载产生连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:Nlw = 1.4WkAw = 1.782 kN;连墙件轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.782 kN;连墙件承载力设计值按下式计算:Nf = Af其中 - 轴心受压立杆稳定系数;由长细比 l/i = 300/15.8成果查表得到 =0.949,l为内排架距离墙长度; A = 4.89 44、cm2;f=205 N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN;Nl = 6.782 0,与实际不符。a为钢丝绳竖向距离,b为外侧钢丝绳水平距离。下面将通过叠代循环求出钢丝绳实际受力与实际变形。通过重复循环,直到型钢变形i与细分力Ti作用下产生变形相似i,则此时力Ti即为钢丝绳实际作用在型钢上力。令反向力 T1=Tmax0.5,求出型钢变形16.372mm,钢丝绳使型钢变形1T1(a2+b2)1/2/EA3.363mm,11,继续循环。令反向力 T9= Tmax0.654,求出型钢变形94.405mm,钢丝绳使型钢变形9T9(45、a2+b2)1/2/EA4.401mm,99。此时力与变形平衡,T929.348kN即为钢丝绳实际作用在型钢上支座反力。将T9带入持续梁求出型钢实际受力。如图所示: 悬挑脚手架计算简图通过持续梁计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kNm) 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)各支座对支撑梁支撑反力由左至右分别为:R1 = 18.938 kN; R2 = -4.869 kN。 最大弯矩 Mmax= 11.85 kNm;最大应力 =M/1.05W+N/A= 11.85106 /( 1.05 141000 )+ 12.451103 / 2610 = 84.813 N/mm2;46、水平支撑梁最大应力计算值 84.813 N/mm2 不大于 水平支撑梁抗压强度设计值 215 N/mm2,满足规定!十、悬挑梁整体稳定性计算:水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下 = M/bWx f其中b - 均匀弯曲受弯构件整体稳定系数:查表钢构造设计规范(GB50017-)得,b=1.3由于b不不大于0.6,依照钢构造设计规范(GB50017-)附表B,得到 b值为0.85。通过计算得到最大应力 = 11.85106 /( 0.8531411000 )=98.519 N/mm2;水平钢梁稳定性验算 =98.519 N/mm2 不大于 f = 215 N/mm2 ,满足规定!十一、拉绳受力47、计算:水平钢梁轴力RAH和拉钢绳轴力RUi按照下面计算 RAH = RUicosi其中RUicosi为钢绳 拉力对水平杆产生轴压力。各支点支撑力 RCi=RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:RU1=30.198 kN;十二、拉绳强度计算:钢丝拉绳(支杆)内力计算:钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU均取最大值进行计算,为RU=30.198 kN 选取619钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径15.5mm。 Fg = aFg/K其中Fg- 钢丝绳容许拉力(kN); Fg - 钢丝绳钢丝破断拉力总和(kN),查表得Fg138.5KN; - 钢丝绳之间荷载不均匀系数,对61948、637、661钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。0.85; K - 钢丝绳使用安全系数。K3.5。得到:Fg=33.636KNRu30.198KN。经计算,选此型号钢丝绳可以满足规定。钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU最大值进行计算作为拉环拉力N,为N=RU=30.198kN钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算公式为 = N/A f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度,按混凝土构造设计规范10.9.8 每个拉环按2个截面计算吊环应力不应不不大于50N/mm2;所需要钢丝拉绳(斜拉杆)拉环最小直径 D=(301984/(3.142502) 1/2 =19.6mm;实际拉环选用直径49、D=20mm HPB235钢筋制作即可。十三、锚固段与楼板连接计算:1.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: h N/dfb其中 N - 锚固力,即作用于楼板螺栓轴向拉力,N = 1.962kN; d - 楼板螺栓直径,d = 12mm; fb - 楼板螺栓与混凝土容许粘接强度,计算中取1.27N/mm2; f- 钢材强度设计值,取215N/mm2; h - 楼板螺栓在混凝土楼板内锚固深度,通过计算得到 h 要不不大于 1962/(3.142121.27)=40.979mm。螺栓所能承受最大拉力 F=1/43.1412221510-3=24.3kN螺栓50、轴向拉力N=1.962kN 不大于螺栓所能承受最大拉力 F=24.304kN,满足规定!2.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:混凝土局部承压螺栓拉力要满足公式:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 锚固力,即作用于楼板螺栓轴向压力,N = 0.524kN; d - 楼板螺栓直径,d = 12mm; b - 楼板内螺栓锚板边长,b=5d=60mm; fcc - 混凝土局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=11.9N/mm2;(b2-d2/4)fcc=(602-3.142122/4)11.9/1000=41.494kNN=0.524kN通过计算得到公式右边等于41.451、9 kN,不不大于锚固力 N=0.52 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足规定!十四、脚手架配件数量匡算:扣件式钢管脚手架杆件配备数量需要一定富余量,以适应构架时变化需要,因而按匡算方式来计算;依照脚手架立杆数量按如下公式进行计算: L = 1.1H(n(1+Hs/H)+la/hn-2la/h)+ (H/h)-1取整c/la取整(m+2)lb N1 = 1.1(H/2h + 1)n + 1.1(H/h)-1)m N2 = 2.2(H/h + 1)n(1+Hs/H) + (c/la+1)(m+2)K2.2 N3 = L/li N4 = 0.3L/li S = 1.1(n-2)lalbL - 长杆52、总长度(m); N1 - 小横杆数(根); N2 - 直角扣件数(个); N3 - 对接扣件数(个); N4 - 旋转扣件数(个); S - 脚手板面积(m2); n - 立杆总数(根) n=202; H - 搭设高度(m) H=15; h - 步距(m) h=1.8; la - 立杆纵距(m) la=1.5; li - 长杆平均长度; m - 大/小横杆搭设根数; K - 脚手板铺设层数; c - 脚手架搭设总长度; lb - 立杆横距(m) lb=1.05; Hs - 双立杆计算高度; 长杆总长度(m) L =1.1 15.00 (202(1+0.00/15.00) + 1.50 202/53、1.80 - 2 1.50/1.80)+(15.00/1.80-1) (150.00/ 1.50)(2+2) 1.05=9023.00;小横杆数(根) N1 =1.1 (15.00 /1.80 1/2 + 1) 202 + 1.1(15.00/1.80-1) 2 = 1165;直角扣件数(个) N2 =2.2 (15.00 / 1.80 + 1) 202(1+0.00/15.00) + (150.00/1.50+1) (2+2) 2 2.2 = 5926;对接扣件数(个) N3 =9023.00 / 6.00 = 1504;旋转扣件数(个) N4 =0.3 9023.00 / 6.00 = 452;脚手板面积(m2) S = 1.1 ( 202-2) 1.50 1.05=346.50。依照以上公式计算得长杆总长9023m;小横杆1165根;直角扣件5926个;对接扣件1504个;旋转扣件452个;脚手板346.5m2。