1、梁侧全预埋新型悬挑脚手架专项施工方案 编制人: 审核人: 审批人:目录第一部分:梁侧全预埋新型悬挑施工与验收1、 工程概况2、材料计划 3、施工工艺技术参数5、施工方法6、检查验收7、施工安全保证措施第二部分:梁侧全预埋新型悬挑承力架设计计算1、 梁侧全预埋新型悬挑承力架设计计算依据2、 梁侧全预埋新型悬挑承力架与传统悬挑承力架的比较与分析3、 梁侧全预埋新型悬挑承力架的组成4、 梁侧全预埋新型悬挑承力架及上部双排钢管脚手架的布置方案5、 梁侧全预埋新型悬挑承力架及上部双排钢管脚手架的布置图6、 梁侧全预埋新型悬挑承力架与双排钢管脚手架材料选用7、 计算参数的选取8、 梁侧全预埋新型悬挑承力架
2、施工安装注意事项9、 上部双排钢管脚手架设计计算 9.1纵向大横杆的计算9.1.1均布荷载值计算9.1.2大横杆最大弯矩设计值计算9.1.3大横杆抗弯强度计算9.1.4大横杆挠度计算 9.2小横杆的计算9.2.1荷载值计算9.2.2小横杆最大弯矩设计值计算9.2.3小横杆抗弯强度计算9.2.4小横杆挠度计算 9.3扣件抗滑力的计算 9.4计算立杆底层段的轴向力设计值9.4.1计算外立杆底层段的荷载标准值9.4.2计算外立杆底层段的轴向力设计值N外杆9.4.3计算内立杆底层段的荷载标准值9.4.4计算外立杆底层段的轴向力设计值N内杆 9.5外立杆的稳定性计算9.5.1计算风荷载产生的外立杆底层段
3、弯矩设计值MW9.5.2不组合风荷载时外立杆的稳定性计算9.5.3组合风荷载时外立杆的稳定性计算 9.6新型连墙件的计算9.6.1连墙钢管的承载力计算9.6.2 M14双头螺纹的预埋普通螺栓杆承载力验算10、梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的承载力和挠度计算 10.1确定梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的计算简图 10.2计算梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的支座反力和内力 10.3确定上拉式标准悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值 10.4上拉式标准悬挑承力架的钢筋斜拉杆受拉强度计算 10.5上拉式标准悬挑承力架的工字钢承载力和挠度计算10.5.1工字钢抗弯强度计算10.5.2工字钢抗剪强度计
4、算10.5.3工字钢整体稳定性验算10.5.4工字钢外端E点的挠度计算11、无拉杆时工字钢悬挑梁承力架的承载力和挠度计算 11.1确定无拉杆时工字钢悬挑梁的计算简图 11.2计算无拉杆时工字钢悬挑梁的支座反力和内力 11.3确定无拉杆时工字钢悬挑梁传给主体结构外围梁的荷载设计值 11.4无拉杆时工字钢悬挑梁的承载力和挠度计算11.4.1无拉杆时工字钢悬挑梁抗弯强度计算11.4.2无拉杆时工字钢悬挑梁抗剪强度计算11.4.3无拉杆时工字钢悬挑梁整体稳定性验算11.4.4无拉杆时工字钢悬挑梁外端E点的挠度计算12、 超长工字钢上拉式悬挑承力架的承载力和挠度计算 12.1确定超长工字钢上拉式悬挑承力
5、架计算简图 12.2计算超长工字钢上部钢管脚手架传来的荷载12.2.1计算外立杆底层段的轴向力设计值12.2.2计算内立杆底层段的轴向力设计值 12.3计算超长工字钢上拉式悬挑承力架的支座反力和内力 12.4确定超长工字钢悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值 12.5超长工字钢悬挑承力架的钢筋斜拉杆强度计算 12.6超长工字钢截面承载力和挠度计算12.6.1超长工字钢抗弯强度计算12.6.2超长工字钢抗剪强度计算12.6.3超长工字钢整体稳定性验算12.6.4超长工字钢外端E点的挠度计算13、 无拉杆时超长工字钢悬挑梁的承载力和挠度计算 13.1确定无拉杆时超长工字钢悬挑梁的计算简图 13
6、.2计算无拉杆时超长工字钢悬挑梁的支座反力和内力 13.3确定无拉杆时超长工字钢传给主体结构外围梁的荷载设计值 13.4无拉杆时超长工字钢悬挑梁的承载力和挠度计算13.4.1无拉杆时超长工字钢抗弯强度计算13.4.2无拉杆时超长工字钢抗剪强度计算13.4.3无拉杆时超长工字钢整体稳定性计算13.4.2无拉杆时超长工字钢外端E点的挠度计算14、 悬挑承力架连接节点的设计计算 14.1各工况下支座反力和杆件内力汇总 14.2悬挑承力架工字钢内端节点设计计算14.2.1工字钢内端与底座板焊缝连接计算14.2.2工字钢内端与外围梁预埋螺栓连接计算14.3斜拉杆连接节点计算14.3.1斜拉杆上端与建筑主
7、体结构预埋螺栓连接计算14.3.2钢筋斜拉杆下端与工字钢销栓连接计算15、 梁侧全预埋新型悬挑承力架设计安装施工图 附图 梁侧全预埋悬挑承力架平面布置图专利证书、材料检测报告 第一部分:梁侧全预埋新型悬挑施工与验收一、工程概况:1、 工程名称:2、 工程地点:3、 建设单位:4、 设计单位:5、 监理单位:6、 勘察单位:7、 施工单位:本工程为一类住宅建筑,框剪结构,整体地下室,1#、3#均为三十层,2#为十六层,4#楼三十一层,层高见下图。脚手架设计搭设方案:本工程采用梁侧全预埋悬挑扣件式钢管脚手架,具体搭设层数按上图,以下部分采用落地式钢管脚手架。二、材料计划1、脚手架钢管应采用现行国家
8、标准直缝电焊钢管GB/T13793或低压流体输送用焊接钢管GB/T3091中规定的Q235普通钢管,钢管的钢材质量应符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700中Q235级钢的规定。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。新钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道,钢管要有产品质量合格证、质量检验报告,钢管材质检验方法应符合现行国家标准金属拉伸室温拉伸试验方法GB/T228的有关规定,质量和钢管外径、壁厚、端面等的偏差应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130的有关规定,应涂有防锈漆。旧钢管表面锈蚀深度、钢管弯曲变形应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全
9、技术规范JGJ130的有关规定。锈蚀检查应每年一次。检查时,应在锈蚀严重的钢管中抽取3根,在每根锈蚀严重部位横向截断取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用。钢管上严禁打孔。2、扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作,其质量和性能应符合现行国家标准钢管脚手架扣件GB15831的要求,采用其他材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品合格证。扣件进入施工现场应检查产品合格证,并应进行抽样复试。扣件在使用前应逐个挑选,有裂缝、变形、螺栓出现滑丝的严禁使用。扣件在螺栓拧紧扭力矩达65Nm时,不得发生破坏。新、旧扣件均应进行防锈处理。搭设架子前
10、应进行保养,除锈并统一涂色,力求环保美观。3、脚手板:竹脚手板宜采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板、竹笆板;竹串片脚手板应符合现行行业标准建筑施工木脚手架安全技术规范JGJ164的相关规定;4、安全网采用密目式安全立网,应符合下列要求:(1)、 网目密度不低于2000目/100cm2;(2)、 网体各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠,孔径不低于1mm;(3)、 网体缝线不得有跳针、露缝,缝边应均匀;(4)、 一张网体上不得有一个以上的接缝,且接缝部位应端正牢固;(5)、 不得有断沙、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷;(6)、 阻燃安全网的续燃、阻燃时间均不得大于4s。使用的安全网必须有产品生产许可证和
11、质量合格证,以及由相关建筑安全监督管理部门发放的准用证;(7)、 做耐贯穿试验不穿透,1.61.8m的单张网重量在3kg以上;(8)、 颜色应满足环境效果要求,选用绿色;5、连墙件材料采用钢管制作,其材质应符合现行国家标准碳素钢结构GB/T700中Q235级钢。连接螺栓材质应符合现行国家标准GB57832000中8.8级的规定,产品质量合格证、质量检验报告。6、悬挑梁采用工字钢制作,其材质应符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700或低合金高强度结构钢GB/T1591中的规定。焊缝应符合建筑钢结构焊接技术规程JGJ81中的规定,焊缝等级为级,所有接触点必须满焊,焊脚高度不得小于mm,且不得有气孔
12、、夹渣、漏焊等现象。7、用于固定悬挑梁的M20高强锚固螺栓材质应符合现行国家标准GB57832000中级的规定,产品质量合格证、质量检验报告,并应进行抽样复试。三、施工工艺技术:1、 技术参数【型钢悬挑脚手架(扣件式)】脚手架排数双排脚手架纵、横向水平杆布置方式横向水平杆在上搭设高度(m)19.5钢管类型483立杆纵距(m)1.5立杆横距(m)0.8步距(m)1.8防护栏杆(m)0.6挡脚板6步1设脚手板1步1设横向斜撑6跨1设连墙件布置方式两步三跨连墙件连接方式螺栓连接地区湖南衡阳基本风压(kN/m2)0.35安全网封闭悬挑方式普通主梁悬挑锚固点设置方式2M20高强螺栓主梁建筑物外悬挑长度L
13、x(mm)1050主梁材料规格16号工字钢主梁锚固点结构墙、梁外侧上拉杆20可调节拉杆梁/楼板混凝土强度等级C252、工艺流程【型钢悬挑脚手架(扣件式)】预埋连接套管安装悬挑主梁纵向扫地杆立杆横向扫地杆横向水平杆纵向水平杆(格栅) 剪刀撑上斜拉杆连墙件铺脚手板扎防护栏杆扎安全网四、施工方法1、 悬挑梁定位、安装按施工平面图绘制定距图(详图一),水平悬挑梁的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同,按定距图预埋连接套管,套管用螺栓紧固到外模板上,防止浇筑混凝土时发生位移。外模拆除后,待混凝土强度达到1.2Mpa才能安装悬挑梁,如因安装时混凝土强度未达到要求,把悬挑梁可搁置在底层架子上,保证安装悬挑
14、梁时结构构件不受损伤。安装时螺栓拧紧扭力矩须达117Nm。上部脚手架立杆与挑梁支承结构应有可靠的定位连接措施,以确保上部架体的稳定。通常采用在挑梁上安装100-150mm、外径25mm的钢管,(详图二)立杆套在其外,并同时在立杆下部设置扫地杆。2、 可调节斜拉杆卸荷(1)、 墙、梁内的受拉锚环,必须在混凝土强度达到C20以上方可受力使用。拉钩、吊环一定要采用圆钢制作。(详图三)、主体结构施工三层(本层悬挑架上),必须安装好斜拉杆,斜拉杆通过可调节法兰进行拉紧,拧紧扭力矩须达30Nm。3、 立杆设置(1)、 立杆采用对接接头连接,立杆与纵向水平杆采用直角扣件连接。接头位置交错布置,两个相邻立杆接
15、头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于50cm;各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3。(2)、 上部单立杆与下部双立杆交接处,采用单立杆与双立杆之中的一根对接连接。主立杆与副立杆采用旋转扣件连接,扣件数量不应少于2个。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立杆上。(3)、 立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。(4)、 开始搭设立杆时,每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除。(5)、 立杆及纵横向水平杆构造要求见下图。立杆对接接头布置4、 纵、横向水平杆(1)、 纵向
16、水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。纵向水平杆接长采用对接扣件连接,要求如下:对接时,对接扣件应该交错布置,两根相邻纵向水平杆接头不宜设置在同步或同跨;不同步或不同跨两相邻接头在水平方向错开距离不应小于500mm;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。(2)、 立杆与纵向水平杆交点处设置横向水平杆,两端固定在立杆上,以形成空间结构整体受力。纵向水平杆对接接头布置5、 剪刀撑设置(1)、 脚手架外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑;(2)、 每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角宜在4560之间。(3)、 剪刀撑斜杆的接长应采用搭接或对接,采用搭接连接时,
17、搭接长度不小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于100mm。剪刀撑(立杆)搭接构造(4)、 剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。6、 脚手板、脚手片的铺设要求(1)、 脚手架里排立杆与结构层之间均应铺设脚手板,内外立杆间应满铺脚手板,无探头板。将脚手板两端与水平杆可靠固定,严防倾翻。(2)、 满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设,满铺到位,不留空位,不能满铺处必须采取有效的防护措施。(3)、 脚手片须用12-14#铅丝双股并联绑扎,不少于4点,要求绑扎牢固,交接处平整,铺设时要选用完好
18、无损的脚手片,发现有破损的要及时更换。脚手板对接 脚手板搭接脚手板对接、搭接构造(4)、 在拐角、斜道平台口处的脚手板,应与横向水平杆可靠连接,防止滑动;7、 防护栏杆(1)、 脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆内侧。(2)、 选用18#铅丝张挂安全网,要求严密、平整。(3)、 脚手架外侧施工作业层必须在0.6m、1.2m高位置设置2道防护栏杆,因现在砌筑工程均在室内完成,所以挡脚板只在悬挑层进行设置,栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。 8、 连墙件(1)、 脚手架与建筑物按计算书中连墙件布置要求设拉结点。拉结点在转角范围内和顶部处加密。(
19、2)、 连墙件中的连墙杆应呈水平设置,当不能水平设置时,应向脚手架一端下斜连接;(3)、 连墙件应从底层第一步纵向水平杆处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其它可靠措施固定;(4)、 拉结点应保证牢固,防止其移动变形,且尽量设置在外架纵横向水平杆接点处。宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm;(5)、 外墙装饰阶段拉结点,也须满足上述要求,确因施工需要除去原拉结点时,必须重新补设可靠,有效的临时拉结点,以确保外架安全可靠;(6)、 当脚手架下部暂不能设连墙件时应采取防倾覆措施。当搭设抛撑时,抛撑应采用通长杆件并用旋转扣件固定在脚手架上,与地面的倾角应在4560之间;连接点中心至
20、主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。(7)、 连墙件构造示意图:9、 架体内封闭(1)、 脚手架的架体内立杆距墙体净距最多为200mm,如因结构设计的限制大于200mm的必须铺设站人板,站人板设置平整牢固。(2)、 脚手架施工层内立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。(3)、 施工层以下脚手架每隔10m以及底部用双层网兜进行封闭。(4)、 作业层下,需在每层楼板位置的外架上铺一层钢板网作楼层的临边防护。五、检查验收1、 脚手架搭设前,对进入现场的各种构配件应按下列规定进行检查验收,不合格的应及时清除出场(1)、 构配件应有相应的产品标识及产品质量合格证;(2)、
21、 构配件应有相应的产品主要技术参数及产品使用说明书;(3)、 工字梁连接螺栓应做强度检测与抗拨检测。2、 脚手架下列阶段进行检查与验收,应按规定对脚手架工程的质量进行检查,经检查合格后方可交付使用(1)、 作业层上施加荷载前;(2)、 每搭设完两层后;(3)、 达到设计高度后;(4)、 遇有六级强风及以上风或大雨后;冻结地区解冻后;(5)、 停用超过一个月。3、 验收时应具备下列文件(1)、 根据编制依据相关文件规范、标准要求所形成的施工组织设计文件;(2)、 专项施工方案及变更文件;(3)、 安全技术交底文件;(4)、 脚手架构配件的出厂合格证或质量抽检报告;(5)、 脚手架工程的施工记录及
22、质量检查记录;(6)、 脚手架搭设过程中出现的重要问题及处理记录;(7)、 脚手架工程的施工验收报告。4、 架子搭设和组装完毕,使用前必须由项目经理:黄石平、技术负责人 丁昊、项目安全负责人、庞裕、安全监理员: 等人员组成验收小组,进行验收,并填写验收单。5、 脚手架工程的验收,除查验有关文件外,还应进行现场检查,检查应着重以下各项,并记入施工验收报告。(1)、 构配件和加固否齐件是全,质量是否合格,连接和挂扣是否紧固可靠,拉杆是否松动等;(2)、 安全网的张挂及扶手的设置是否齐全;(3)、 杆件的设置和连接,连墙件、支撑等的构造是否符合要求;立杆是否悬空;(4)、 垂直度、水平度及立杆的沉降
23、是否合格;(5)、 搭设脚手架时,应有保证安全上下的爬梯或斜道,严禁攀登架体上下。(6)、 扣件螺栓是否松动;(7)、 架体是否超载;(8)、 悬挑脚手架的悬挑支承结构及与建筑物的连接锚固装置是否松动、脱落。6、 脚手架检查验收严格按照建筑施工安全检查标准JGJ59的检查评分表进行。7、 脚手架使用期间的检查(1)、 脚手架使用期间必须设专人经常检查,当其从安全维护架转换为装饰施工时,必须及时进行检查,符合要求后,必须经过项目技术负责人(项目经理)签字批准,才能使用。(2)、 检查后不合格部位必须及时修复或更换,符合规定后,方准许继续使用。8、 脚手架必须验收检查合格后办妥脚手架验收手续,在脚
24、手架醒目处挂上脚手架验收合格牌后,方可投入使用。9、 架体内必须做到每层封闭(即进行隔离),且不能大于4步。10、 施工人员必须严格执行建设工程施工安全技术操作规程。11、 脚手架验收责任人及联系方式: 项目经理:黄石平 ; 手机号码: 。 项目技术负责人:丁昊 ; 手机号码: 。 安全员: 庞裕; 手机号码: 。 安全监理员: ; 手机号码: 。六、施工安全保证措施6.1、 组织保障6.1.1、安全保证体系6.1.2、环境保护体系6.2、 技术措施脚手架搭设技术措施1、 脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步;如果超过相邻连墙件以上两步,无法设置连墙件时,应采取撑
25、拉固定措施与建筑结构拉结。2、 每搭完一步脚手架后,应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011表的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。3、 立杆搭设应符合下列规定:(1)、 相邻立杆的对接连接应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条的规定;(2)、 脚手架开始搭设立杆时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除;(3)、 当架体搭设至有连墙件的主节点时,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙件。4、 脚手架纵向水平杆的搭设应符合下列规定:(1)、 脚手架纵向水平杆应随立杆按步搭设,并应采用直角扣件与
26、立杆固定;(2)、 纵向水平杆的搭设应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条的规定;(3)、 在封闭型脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈设置,并应用直角扣件与内外角部立杆固定。5、 脚手架横向水平杆搭设应符合下列规定:(1)、 搭设横向水平杆应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条的构造规定;(2)、 双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm;6、 脚手架纵向、横向扫地杆搭设应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条、第条的规定。7、 脚手架连墙件安装应符合下列规定:(1)、 连墙件的
27、安装应随脚手架搭设同步进行,不得滞后安装;(2)、 当脚手架施工操作层高出相邻连墙件以上两步时,应采取确保脚手架稳定的临时拉结措施,直到上一层连墙件安装完毕后再根据情况拆除。8、 脚手架剪刀撑与双排脚手架横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,不得滞后安装。9、 脚手架门洞搭设应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第6.5节的造规定。10、 扣件安装应符合下列规定:(1)、 扣件规格必须与钢管外径相同;(2)、 螺栓拧紧扭力矩不应小于40Nm,且不应大于65Nm;(3)、 在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相
28、互距离不应大于150mm;(4)、 对接口径开口应朝上或朝内;(5)、 各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。11、 作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定:(1)、 栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧;(2)、 上栏杆上皮高度应为1.2m;(3)、 挡脚板高度不应小于180mm;(4)、 栏杆应均匀设置。12、 脚手板的铺设应符合下列规定:(1)、 脚手架应铺满、铺稳,离墙面的距离不应大于150mm;(2)、 采用对接或搭接时均应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条的规定;脚手板探头应用直径3.2mm镀锌钢丝固定在支承杆件上;(3)、 在拐角
29、、斜道平台口处的脚手板,应用镀锌钢丝固定在横向水平杆上,防止滑动。 13、 钢管架应设置避雷针,分置于主楼外架四角立杆之上,并联通纵向水平杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于30。14、 外脚手架不得搭设在距离外架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。15、 定期检查脚手架,发现问题和隐患,在施工作业前及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。16、 外脚手架严禁钢竹、钢木混搭,禁止扣件、绳索、铁丝、竹篾、塑料篾混用。17、 外脚手架搭设人员必须持证上岗,并正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。18、 严禁脚手板存在探头板,铺设脚手板以及多层作业时,应尽量使施工荷载内、外传递平衡。19
30、、 保证脚手架体的整体性,不得与井架、升降机一并拉结,不得截断架体。20、 结构外脚手架每支搭一层,支搭完毕后,经项目部安全员验收合格后方可使用。任何班组长和个人,未经同意不得任意拆除脚手架部件。21、 严格控制施工荷载,脚手板不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于3kN/m2,确保较大安全储备。22、 各作业层之间设置可靠的防护栅栏,防止坠落物体伤人。脚手架拆除技术措施1、 拆架前:(1)、 应全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;(2)、 应根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施;(3)、 应由单位工程负责人进行拆除安全技术交底;(
31、4)、 应清除脚手架上杂物及地面障碍物。2、 拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。当脚手架采取分段、分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端,应先按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第条、第条、第条设置连墙件和横向斜撑加固。3、 拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。4、 拆架程序应遵守“由上而下,先搭后拆”的原则,即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑,而后拆横向水平杆、纵向水平杆、立杆等,并按“一步一清”原则依次进行。严禁上下同时进行拆架作业。5、 拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣件,拆除纵向水平
32、杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆除中间扣件,然后托住中间,再解端头扣件。6、 连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固;当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6m)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固后,再拆除连墙件。7、 拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一人有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。8、 拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。9、 在拆架时,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。10、拆下的材料要徐徐下运,严禁抛掷。运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分
33、类堆放,“当天拆当天清”,拆下的构配件应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011的规定及时检查、整修与保养,并应按品种、规格分别存放。11、高层建筑脚手架拆除,应配备良好的通讯装置。12、当天离岗时,应及时加固尚未拆除部分,防止存留隐患造成复岗后的人为事故。13、如遇强风、大雨、雪等特殊气候,不应进行脚手架的拆除,严禁夜间拆除。14、翻掀垫铺竹笆应注意站立位置,并应自外向里翻起竖立,防止外翻将竹笆内未清除的残留物从高处坠落伤人。安全管理1、 搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则GB5036考核合格的专业架子工。上岗人员定期体检,合格者方可持证上岗
34、;2、 搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋;3、 脚手架的构配件质量与搭设质量,应按安全技术规范规定进行检查验收,合格后方准许使用;4、 作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。不得将模板支架、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁悬挂起重设备,严禁拆除或移动架体上安全防护措施;5、 当有六级以及六级以上大风和雾、雨、雪天气,应停止脚手架的搭设与拆除作业。雪后架上作业应有防滑措施,并扫除积雪;6、 夜间不宜进行脚手架搭设与拆除工作;7、 脚手架的安全检查与维护,应按相应安全技术规范进行;8、 脚手板应铺设牢靠、严实,并应用安全网双层兜底,施工层以下每隔10m应用安全网
35、封闭;悬挑式脚手架沿架体外围应用密目式安全网全封闭,密目式安全网宜设置在脚手架外立杆的内侧,并应与架体绑扎牢固。9、 在脚手架使用期间,严禁拆除主节点处纵、横向水平杆、连墙件、交叉支撑、水平架、加固栏杆和栏杆;10、临街搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施;11、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守;12、工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等。应按现行行业标准施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005的有关规定执行;日常维护管理要求1、 使用完毕的脚手架架料和构件、零件要及时回收、分类整理,分类存放。堆放地点要场地平坦,排水良好,下设支垫,钢管、角钢、
36、钢桁架和其他钢构件最好放在室内,如果放在露天,应用毡、席加盖、扣件、螺栓及其他小零件,应用木箱。钢筋笼或麻袋、草包等容器分类贮存,放在室内;2、 弯曲的钢管杆件要调直,损坏的构件要修复,损坏的扣件、零件要更换;3、 做好钢铁件的防锈和木制件的防腐处理,钢管外壁在湿度较大地区(相对湿度大于75%),应每年涂刷防锈漆一次;其他地区可两年涂刷一次。涂刷时涂层不宜过厚。经彻底除锈后,涂一度红丹即可。钢管内壁可根据地区情况,每24年涂刷一次,每次涂刷两遍。角钢、桁架和其他铁件可每年涂刷一次。扣件要涂油,螺栓宜镀锌防锈,使用35年保护层剥落后再次镀锌。没有镀锌条件的,应在每次使用后用煤油洗涤并涂机油防锈。
37、木制件应做好防腐处理,钢制件应涂红丹及防锈涂料;4、 搬运长钢管、长角钢时,应采取措施防止弯曲。拆架应拆成单片装运,装卸时不得抛丢,防止损坏;5、 脚手架使用的扣件、螺栓、螺母、垫板、连接棒、插销等小配件极易丢失。在安装脚手架时,多余的小配件应及时收回存放,在拆卸脚手架时,散落在地面上的小配件要及时收捡起来;6、 健全制度,加强管理,减少损耗和提高效益是脚手架管理的中心环节。比较普遍采用的管理办法有两种(1)、 由架子工班(组)管理,采用谁使用、谁维护、谁管理的原则,并建立积极地奖罚制度、做到确保施工需要,用毕及时归库、及时清理和及时维修保养,减少丢失和损耗;(2)、 由材料部门集中管理,实行
38、租赁制。施工队根据施工的需要向公司材料部门租赁脚手架材料,实行按天计费和损坏赔偿制度。6.3、监测监控、监测控制:采用经纬仪、水准仪、卷尺对架体进行监测,主要监测支架的沉降、位移和变形。6.3.2、监测点设置:观测点设置在立杆1.2m标高处,用“+”字标出对比点,固定观测标准点在坚固基础上设置,宜采用钢钉或钢筋头在砼中预埋,柱或砼墙边监测点直接在浇筑好的砼上用钢钉钉入砼中作为固定对比观测点。监测点设置间距不超过20m。6.3.3、监测措施:架体搭设、使用直至完全拆除过程中,派专人检查支架和支撑情况,发现下沉、松动、变形和水平位移情况的应及时解决。6.3.4、仪器设备配置名称规格数量精度精密水准
39、仪12”全站仪一台RXT23212” ,最大允许误差20”自动安平水准仪2千米往返3mm红外线水准仪1激光垂直仪DZJ21h/40000对讲机3卷尺5m5检测板手16.3.5、监测说明(1)、 班组每日进行安全检查,项目部进行安全周检查,公司进行安全月检查;(2)、 日常检查、巡查重点部位如下:1)、 杆件的设置和连接,扫地杆、连墙件、支撑,剪刀撑等构件是否符合要求;2)、 连墙件是否松动;3)、 架体是否有不均匀沉降,垂直度偏差;4)、 施工过程中是否有超载现象;5)、 安全防护措施是否符合规范要求;6)、 架体与杆件是否有变形现象;7)、 卸荷拉杆受力状态,有无松动现象;6.3.6、监测频
40、率(1)、 架体搭设期间,一般监测频率不超过35天/次;架体使用期间,一般监测频率不超过1015天/次,要求监测直至脚手架完全拆除。(2)、 架体顶端水平位移预警值25mm,垂直度变化预警值20mm或沉降预警值20mm。(3)、 监测数据超过预警值时必须立即停止施工,疏散人员,并及时进行加固处理。6.4、应急预案6.4.1、目的提高整个项目组对事故的整体应急能力,确保意外发生的时候能有序的应急指挥,为有效、及时的抢救伤员,防止事故的扩大,减少经济损失,保护生态环境和资源,把事故降低到最小程度,制定本预案。6.4.2、应急领导小组及其职责(1)、 应急领导小组由组长、副组长、成员等构成。(2)、
41、 领导各单位应急小组的培训和演习工作,提高应变能力。(3)、 当发生突发事故时,负责救险的人员、器材、车辆、通信和组织指挥协调。(4)、 负责准备所需要的应急物资和应急设备。(5)、 及时到达现场进行指挥,控制事故的扩大,并迅速向上级报告。6.4.3、应急反应预案(1)、 事故报告程序事故发生后,作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全主管领导应逐级上报,并联络报警,组织抢救。(2)、 事故报告事故发生后应逐级上报:一般为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、施工单位专职安全员。发生重大事故时,应立即向上级领导汇报,并在24小时内向上级主管部门作出书面报告。(3)、 现场事故应急处理施工过程中
42、可能发生的事故主要有:机具伤人、火灾事故、雷击触电事故、高温中暑、中毒窒息、高空坠落、落物伤人等事故。1)、 火灾事故应急处理:及时报警,组织扑救,集中力量控制火势。消灭飞火疏散物资减少损失控制火势蔓延。注意人身安全,积极抢救被困人员,配合消防人员扑灭大火。2)、 触电事故处理:立即切断电源或者用干燥的木棒、竹竿等绝缘工具把电线挑开。伤员被救后,观察其呼吸、心跳情况,必要时,可采取人工呼吸、心脏挤压术,并且注意其他损伤的处理。局部电击时,应对伤员进行早期清创处理,创面宜暴露,不宜包扎,发生内部组织坏死时,必须注射破伤风抗菌素。3)、 高温中暑的应急处理:将中暑人员移至阴凉的地方,解开衣服让其平
43、卧,头部不要垫高。用凉水或50%酒精擦其全身,直至皮肤发红,血管扩张以促进散热,降温过程中要密切观察。及时补充水分和无机盐,及时处理呼吸、循环衰竭,医疗条件不完善时,及时送医院治疗。4)、 其他人身伤害事故处理:当发生如高空坠落、被高空坠物击中、中毒窒息和机具伤人等人身伤害时,应立即向项目部报告、排除其他隐患,防止救援人员受到伤害,积极对伤员进行抢救。6.4.4、应急通信联络 项目经理: ; 手机号码: 。 项目技术负责人: ; 手机号码: 。 安全员: ; 手机号码: 。 医院救护中心:120 匪警:110 火警:119通信联系方式应在施工现场和营地的显要位置张贴,以便紧急情况下使用。第二部
44、分:梁侧全预埋新型悬挑承力架优点与设计计算书1、 梁侧全预埋新型悬挑承力架设计计算依据 1.1建筑施工图与结构施工图 1.2建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011 1.3建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程DGJ32/J 121-2011 1.4建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2016 1.5建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-2016 1.6钢结构工程施工质量验收规范GB50205 1.7钢结构设计规范GB50017-2003 1.8混凝土结构设计规范GB50010-2010 1.9建筑结构荷载规范GB50009-2012 1.10建筑结构荷载规范GB5
45、0009-20122、 梁侧全预埋新型悬挑承力架与传统悬挑承力架的比较与分析 两种不同形式的悬挑承力架的构造如图1所示。 2.1悬挑承力架的构配件对比(1) 预埋件对比悬挑型钢梁固定端的预埋件传统做法是采用三个U型预埋锚固环对伸入室内的工字钢进行固定,如图2所示。新型做法只需采用两个内置钢制方形螺母的特制塑料管预埋件,如图3所示。斜拉杆上端固定点预埋件比较 传统做法斜拉绳上端固定点采用U型预埋拉环,如图4所示。 新型做法是采用一个内置钢制方形螺母的特制塑料管预埋件如图5所示。 悬挑型钢梁的长度比较传统做法的悬挑型钢梁必须穿墙伸入室内锚固在楼面结构上,才能承受室外脚手架传来的荷载,通常情况下,伸
46、入室内的锚固段长度应室外悬挑长度的1.25倍,故每条悬挑型钢梁总长度约3m,如图6所示。新型悬挑型钢梁不需穿墙入室,仅安装在建筑物外围主体结构的侧面,通常情况下,其长度比传统做法的悬挑型钢梁少1.25倍,如图7所示。(2) 上拉件比较传统做法悬挑承力架的上拉件采用拉绳,上、下端的连接固定时,其操作很复杂,而且难以控制和调整所需要的实际长度,如图8所示。新型悬挑承力架的上拉件如图9所示。采用具有调节功能的特制钢筋斜拉杆,其上、下端都采用插销快速安装,并且随时都可以调节斜杆所需长度,其稳定性也比拉绳好得多。(3) 连墙件比较 传统做法的连墙件是将连墙钢管直接穿墙入室内加以固定,如图10所示,拆除脚
47、手架后,留下许多孔洞。新型连墙件,是由内置方形钢制螺母的特制塑料管预埋件、内置圆形钢螺母的连墙钢管及双头螺纹的螺栓杆等三部分组成,如图11所示,拆除脚手架后,外墙上没有留下破坏性的穿墙洞口。2.2安装与拆除施工方法的比较 (1) 传统做法的悬挑承力架,必须穿墙伸入室内用U形预埋锚固环固定在楼面结构上,拆除过程中需现场切割,预埋件回收率很低,容易损坏混凝土梁、板构件,容易引起楼面渗水漏水。建筑物外墙砌筑完成拆除脚手架时,一根3至5m长的工字钢难以从室内取出,安装和拆除过程中必需全程依赖塔吊施工,起吊过程中盲区很多,存在很大的安全隐患。拆除悬挑型钢梁和传统连墙件后,还需要补砌墙洞、补粉刷、补贴外墙
48、砖;渗水漏水隐患严重。拆除脚手架后遗留的外墙洞口如图12所示。 (2) 新型悬挑架采用全新的安装和拆除方案:在建筑物主体结构外围的混凝土墙、柱、梁内,准确定位预埋内置方形钢制螺母的塑料管,只需采用螺栓杆就可以将悬挑型钢梁、斜拉杆、斜支撑及连墙钢管等构配件,牢靠固定在建筑物外围主体结构的侧面,形成一个稳定的承力架,所有构配件均不需要穿越墙体。建筑施工完毕后,可迅速拆除整个脚手架。通常情况下,悬挑型钢梁长为1.2m1.7m,可人工安装,轻量化操作。新型悬挑型钢梁不需穿墙入室,有效地保证主体结构的施工质量,外墙上没有留下任何破坏性穿墙洞口,消除了日后的楼面、墙体渗漏隐患。2.3经济效益比较 新型悬挑
49、承力架与传统做法的悬挑承力架相比较,型钢梁可以节省钢材56%以上,连接螺栓和销栓回收利用率可达95%。2.4文明施工环境比较传统做法的悬挑承力架因必须穿墙入室,室内型钢梁易妨碍施工,会影响其他工序正常进行。新型悬挑承力架安装后,凡是设置悬挑型钢承力架楼层的室内楼面板上,没有穿墙入室的型钢梁妨碍施工,整个施工过程中,上层现浇楼盖支模、建筑垃圾的清理及室内、外墙面粉刷都变得极为方便、通畅。各种施工工序可叉交进行缩短工期。施工现场简洁、美观,令人赏心悦目。3、 梁侧全预埋新型悬挑承力架的组成 位于悬挑式双排钢管脚手架立杆底部的梁侧全预埋新型悬挑承力架,其型钢梁、上拉杆及连墙件等构配件,都是采用特制的
50、预埋螺栓安装固定在建筑物主体结构上下相邻两层外围的混凝土墙、柱、梁侧面,都不需穿越墙体。在悬挑钢管脚手架每一横排内、外两根立杆的底部,设置一根16号工字钢梁,其长度根据施工现场需要确定。该工字钢内端垂直方向焊接一块矩形底座钢板,用可拆式预埋高强度螺栓固定在建筑物主体结构外侧;工字钢顶部距外端0.25m处焊接一块耳环,与斜拉杆下端用销栓连接;斜拉杆上段与主体结构外侧的可拆式预埋普通螺栓拉环之间也用销栓连接。4、梁侧全预埋新型悬挑承力架及上部双排钢管脚手架的布置方案4.1悬挑式双排钢管脚手架,底部采用固定在建筑物主体结构外侧的梁侧全预埋新型悬挑承力架,该梁侧全预埋悬挑承力架,由一根16号工字钢做成
51、的水平型钢梁和具有调节功能的20钢筋斜拉杆组成。当悬挑工字钢长度大于1.70m时,增设503无缝钢管制作的可调节下支撑杆。承力架与建筑物主体结构外侧之间均采用新型的可拆式预埋螺栓连接,并采用新型的连墙件将上部双排钢管脚手架与主体结构外围的混凝土墙、柱、梁从下至上紧密地拉结在一起。4.2、按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011、建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程DGJ32/J121-2011,建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2016的规定和有关要求,拟定该新型悬挑式双排钢管脚手架立杆的基本纵距约为1.5m,基本步距为1.8m,设每一悬挑段最大搭设高度为1.8
52、m10步=18m,加顶部1.5m栏杆共19.5m;内立杆距建筑物主体结构外墙面0.25m,内立杆和外内立杆之间的横距为0.80m,当建筑物主体结构外侧有悬挑阳台、悬挑凸窗或悬挑空调板时,内立杆和外内立杆之间的横距调整为0.63m。脚手架的小横杆用扣件固定在纵向立杆上,三根纵向大横杆用扣件固定在立杆和小横杆上。4.3在梁侧全预埋悬挑承力架的工字钢顶面200mm高度处设置横向扫地杆和纵向扫地杆。横向扫地杆用扣件固定在立杆底部,再在横向扫地杆之上,将纵向扫地杆用扣件固定在立杆底部,以确保上部悬挑式双排钢管脚手架的整体稳定性。4.4在双排钢管脚手架的外侧里面满布4跨6m宽的剪刀撑,剪刀撑斜杆与地面的倾
53、角为4560,并在每道剪刀撑侧边的外立杆和内立杆之间,设置一道间距为6m的横向斜撑,横向斜撑在同一节间由底层至顶层呈之字形连续布置。拐角处也必须设置一道横向斜撑。4.5梁侧全预埋新型悬挑钢管脚手架的上部架体与建筑物主体结构外侧之间采用新型可拆式连墙件预埋螺栓连接。连墙件布置方案采用2步3跨呈棱形布置,水平间距4.5m,竖向间距2.93.6m,每个连墙件覆盖面积27m2 。连墙件应靠近主节点设置,当该处设置有困难时,应采用其他可靠措施固定。4.6为安全起见,在每一悬挑高度18m范围内,脚手架外侧立杆每层均设置1.5m高防护栏杆和300mm高的挡脚板。操作层以下每隔三层用平网封闭,内立杆与建筑结构
54、墙体之间用木板或其他措施封闭。脚手架外立杆的内侧,满挂密目立网。4.7严格控制施工荷载,脚手板上不得集中堆放施工荷载。根据建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2016第5.1.5条规定;施工过程操作层数为一层时,施工面荷载标准值不得大于3KN/mm2。因砌筑作业在室内进行,作业脚手架上不同时设置2个及以上作业层作业。4.8冬季施工过程中,在下雪天气到来之前,应及时全部撤除脚手板或采取其他有利措施,防止雪荷载堆积在脚手架上。5、梁侧全预埋新型悬挑承力架与双排钢管脚手架材料选用(详一部分材料计划)6、计算参数的选取6.1、由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011表4.
55、2.1-2查得:栏杆、木脚手板挡脚板自重标准值为0.17KN/m2。6.2、根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全积水规范JGJ130-2011第4.2.1.4条查得:脚手架上吊挂的密目式安全网自重标准值0.01KN/m2;6.3由建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程DGJ32/121-2011表A.0.2查得:脚手架上布置广告自重标准值为0.01 KN/m2。6.4由建筑施工扣件式钢管脚手架安全积水规范JGJ130-2011表5.1.6查得:Q235钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205 N/mm2,弹性模量E=2.06105 mm2。6.5由建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程DGJ32/1
56、21-2011附录B表B.0.1和表B.0.3查得常用热轧普通16号工字钢和脚手架483.0钢管的截面力学特征见表1。表1 钢管和工字钢截面几何特性构件名称截面积A(cm2)惯性矩I(cm4)截面模量W(cm3)回转半径i(cm)每米长质量g(KN/m)型钢梁16号工字钢26.1311301416.580.205脚手架483.0钢管4.2410.784.491.590.0337、梁侧全预埋新型悬挑承力架施工安装注意事项7.1根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第5.5.3条规定,“对搭设在楼面等建筑结构上的脚手架,应对支撑架体的建筑结构进行承载力验算,当不能满足承载力
57、要求时应采取可靠的加固措施”。7.2主体结构外围墙、柱、梁浇捣混凝土前,要确保安装悬挑承力架的预埋件位置准确,要确保承力架安装后的工字钢和斜拉杆或工字钢和斜支撑的轴线在同一垂直平面内。斜拉杆的水平夹角应60。7.3位于每段悬挑钢管脚手架底部的承重构件,是一根内端与主体结构外侧采用高强度预埋螺栓连接、外端顶部采用销栓与20钢筋斜拉杆连接工字钢,悬挑钢管脚手架的双排立杆都必须对应地之承在该工字钢顶面上。7.4安装工字钢之前,先在工字钢底部位置的脚手架立管上,临时搭设间距约0.8m的两根水平大纵杆,将工字钢预放在两根大纵杆上。再用可拆式高强度螺栓将焊有底座钢板的工字钢内端固定在主体结构外围墙、柱、梁
58、的侧面上。7.5为保证梁侧全预埋新型悬挑脚手架在使用过程中不因工字钢外墙垂直位移较大引起上部脚手架架体向外倾斜而失稳,故在安装工字钢时,必须将工字钢外端顶面比内端顶面高出10-20mm,从而可抵消一部分因悬挑钢管脚手架投入使用后所产生的工字钢外端顶面向下的垂直位移,以确保工字钢外端的垂直总位移满足脚手架规范要求。7.6必须待上层主体结构外围墙、柱、梁的混凝土达到设计强度75%后,方可安装调试钢筋斜拉杆。7.7工字钢和斜拉杆所组成的悬挑承力架安装调试完毕,必须经过验收合格后,才能进行上部双排钢管脚手架的搭设。各组件搭设过程中必须严格按照脚手架规范的构造要求、技术措施及搭设顺序依次进行,并及时安装
59、新型连墙件与主体结构外围梁牢固拉结,务必做到随搭随校正垂直度和水平度,适度拧紧扣件,以确保悬挑脚手架架体整体稳定,安全投入使用。在整个使用过程中应有专人跟踪观察和检查并及时调整。8、架体验算8.1上部双排钢管脚手架设计计算以图2所示的工字钢长度为1150mm。脚手架施工通道宽度为800mm的上拉式标准悬挑承力架和钢管脚手架剖面图为计算依据。8.1.1、脚手架参数脚手架设计类型结构脚手架卸荷设置无脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型483脚手架架体高度H(m)19.5立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.8横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.15内立杆离建筑
60、物距离a(m)0.25双立杆计算方法不设置双立杆 8.1.2、荷载设计脚手板类型木脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.35脚手板铺设方式1步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型竹串片挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式6步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12横向斜撑布置方式6跨1设结构脚手架作业层数njj1结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)3地区湖南衡阳安全网设置全封闭风压周期10年一遇基本风压0(kN/m2)0.35风荷载体型系数s1.132风压高度变化系数z(连墙件、单立杆稳定性)0.9
61、38,0.65风荷载标准值k(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.372,0.258风荷载计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011 计算简图:立面图 、横向水平杆验算纵、横向水平杆布置方式横向水平杆在上纵向水平杆上横向水平杆根数n2横杆抗弯强度设计值f(N/mm2)205横杆截面惯性矩I(mm4)107800横杆弹性模量E(N/mm2)206000横杆截面抵抗矩W(mm3)4490纵、横向水平杆布置 承载能力极限状态 q=1.2(0.033+Gkjbla/(n+1)+1.4Gkla/(n+1)=1.2(0.033+0.351.5/(2+1)+1.431.5/(2+
62、1)=2.35kN/m正常使用极限状态 q=(0.033+Gkjbla/(n+1)+Gkla/(n+1)=(0.033+0.351.5/(2+1)+31.5/(2+1)=1.708kN/m 计算简图如下: a、抗弯验算 Mmax=maxqlb2/8,qa12/2=max2.350.82/8,2.350.152/2=0.188kNm =Mmax/W=0.188106/4490=41.87N/mm2f=205N/mm2 满足要求! b、挠度验算 max=max5qlb4/(384EI),qa14/(8EI)=max51.7088004/(384206000107800),1.7081504/(82
63、06000107800)=0.41mm max0.41mmminlb/150,10min800/150,105.333mm 满足要求! c、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=2.35(0.8+0.15)2/(20.8)=1.326kN 正常使用极限状态 Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.708(0.8+0.15)2/(20.8)=0.964kN 8.1.4、纵向水平杆验算 承载能力极限状态 由上节可知F1=Rmax=1.326kN q=1.20.033=0.04kN/m 正常使用极限状态 由上节可知F1=Rmax=0.964kN q=0.03
64、3kN/m a、抗弯验算 计算简图如下: 弯矩图(kNm) =Mmax/W=0.539106/4490=120.075N/mm2f=205N/mm2 满足要求! b、挠度验算 计算简图如下: 变形图(mm) max2.852mmminla/150,10min1500/150,1010mm 满足要求! c、支座反力计算 承载能力极限状态 Rmax=3.071kN 、扣件抗滑承载力验算横杆与立杆连接方式单扣件扣件抗滑移折减系数0.9 扣件抗滑承载力验算: 横向水平杆:Rmax=1.326kNRc=0.98=7.2kN 纵向水平杆:Rmax=3.071kNRc=0.98=7.2kN 满足要求! 、荷
65、载计算脚手架架体高度H19.5脚手架钢管类型483每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12 立杆静荷载计算 、立杆承受的结构自重标准值NG1k 单外立杆:NG1k=(gk+(lb+a1)n/20.033/h)H=(0.12+(0.8+0.15)2/20.033/1.8)19.5=2.683kN 单内立杆:NG1k=2.683kN 、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆:NG2k1=(H/h+1)la(lb+a1)Gkjb1/1/2=(19.5/1.8+1)1.5(0.8+0.15)0.351/1/2=2.951kN 1/1表示脚手板1步1设 单内立杆:NG2k1=2.951kN 、
66、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2 单外立杆:NG2k2=(H/h+1)laGkdb1/6=(19.5/1.8+1)1.50.171/6=0.503kN 1/6表示挡脚板6步1设 、围护材料的自重标准值NG2k3 单外立杆:NG2k3=GkmwlaH=0.011.519.5=0.292kN 、构配件自重标准值NG2k总计 单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.951+0.503+0.292=3.746kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=2.951kN 立杆施工活荷载计算 外立杆:NQ1k=la(lb+a1)(njjGkjj)/2=1.5(0.8+0.15)(13)/2=2
67、.138kN 内立杆:NQ1k=2.138kN 组合风荷载作用下单立杆轴向力:单外立杆:N=1.2(NG1k+ NG2k)+0.851.4NQ1k=1.2(2.683+3.746)+ 0.851.42.138=10.259kN 单内立杆:N=1.2(NG1k+ NG2k)+0.851.4NQ1k=1.2(2.683+2.951)+ 0.851.42.138=9.304kN 、立杆稳定性验算脚手架架体高度H19.5立杆计算长度系数1.5立杆截面抵抗矩W(mm3)4490立杆截面回转半径i(mm)15.9立杆抗压强度设计值f(N/mm2)205立杆截面面积A(mm2)424连墙件布置方式两步三跨
68、、立杆长细比验算 立杆计算长度l0=Kh=11.51.8=2.7m 长细比=l0/i=2.7103/15.9=169.811210 满足要求! 轴心受压构件的稳定系数计算: 立杆计算长度l0=Kh=1.1551.51.8=3.119m 长细比=l0/i=3.119103/15.9=196.132 查规范表A得,=0.188 、立杆稳定性验算 不组合风荷载作用 单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=2.683+3.746+2.138=8.567kN 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2(2.683+3.746)+1.42.138=10.
69、707kN =N/(A)=10707.38/(0.188424)=134.326N/mm2f=205N/mm2 满足要求! 组合风荷载作用 单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=2.683+3.746+2.138=8.567kN 单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.851.4NQ1k=1.2(2.683+3.746)+0.851.42.138=10.259kN Mw=0.851.4Mwk=0.851.4klah2/10=0.851.40.2581.51.82/10=0.149kNm 风荷载引起立杆轴向力标准值 Nw=Mw/(0.85*1.4*W)*A
70、=0.149106/(0.851.44490)0.188424=2.226 kN =N/(A)+ Mw/W=10258.505/(0.188424)+149211.72/4490=161.927N/mm2f=205N/mm2 满足要求! 9、新型连墙件的计算连墙件采用2步3跨,竖向间距2.93.6m,水平间距4.5m,呈菱形布置。在主体结构施工过程中,先在混凝土楼面外围梁和剪力墙内,按连墙件的设计位置,预先安装新型连墙件的内置方形钢制螺母的特制塑料管预埋件,用M14双头螺纹的普通螺栓杆将内置圆形钢制螺母的连墙钢管与混凝土楼面外围结构内的特制塑料管预埋件内的方形钢制螺母连接固定,最后用扣件将连墙
71、钢管与脚手架的内立杆扣接在一起,有效地传递风荷载引起的拉力和压力,既保证脚手架架体与建筑物主体结构连接牢固可靠,又方便外墙施工,进行砌体结构施工和外墙抹灰、贴墙面砖时一步到位,拆架时后再也不需补砌墙洞口,补抹灰,避免了外墙渗水现象。连墙钢管的长度可根据实际情况确定。新型连墙件构造如图21所示,新型连墙件安装如图22所示。9.1连墙钢管的承载力计算(1) 计算连墙钢管的总轴向力设计值NL按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011公式5.2.12计算:NL=NLW+N0式中 NLW-风荷载产生的连墙钢管轴向力设计值(kN),按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-20
72、11第5.2.13条规定计算:NLWwk-风荷载标准值(kN/m2),按该建筑物最高93.9m高度处查得1.61。按采用密目安全网全封闭,故取=0.8,则s=1.30.8=1.041.0取s=1.0;则风荷载标准值为:wk=zsw0Wk=1.611.00.25kN/m2AW-单个连墙件所覆盖的脚手架外侧面的迎风面积(2步3跨),Aw=3.64.5=16.2m2No-连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第5.2.12条规定,双排脚手架取No=3kN。则NLW=1.4.Wk.Aw=1.40.416.2=9.1kNNL=NLW
73、+No=9.1+3=14.4kN(2) 连墙钢管的强度计算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011公式5.2.12-1计算,应满足:=NL/Ac0.85f式中-连墙钢管应力值(N/mm2);Ac-连墙钢管净截面面积(mm2),本工程采用483.0钢管,Ac=4.24cm2=424mm2;NL-连墙钢管总轴向力设计值(N),NL=12.1kN。=NL/Ac=12100424=29N/mm20.85f=0.85205=175N/mm2=29N/mm20.85f=175N/mm2连墙钢管的强度满足要求。(3) 连墙钢管的稳定性验算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130
74、-2011公式5.2.12-2计算,应满足:=NL/A0.85f式中 -连墙钢管应力值(N/mm2);A-连墙钢管毛截面面积(mm2);NL-连墙钢管总轴向力设计值(N),NL=14.4kN。-连墙钢管的稳定系数,由长细比=Lo/i按建筑施工扣件式管脚手架安全技术规范DGJ32/J121-2011附录A表A.0.6取值。考虑到室外由600宽悬挑空调板的实际特殊情况,该连墙钢管计算长度为600+300=900mm。由=900/15.9=56.6,查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011附录A表A.0.6得:=0.81则=NL/Ac=12100(0.81424)=35N/mm2
75、=35N/mm20.85f=0.85205=175N/mm2连墙钢管的稳定性满足要求。9.2、 M14双头螺纹的预埋普通螺栓杆承载力验算预埋螺栓杆按C级普通螺栓性能4.8级计算,M14双头螺纹普通螺栓杆如图23所示。M14预埋普通螺栓杆沿杆轴向方向承受连墙钢管传来的拉力设计值为:NL=12.1kN该螺栓杆轴方向受拉承载力设计值按现行国家标准钢结构设计规范公式7.2.1-5计算:Ntb=Aftb=de2ftb/4式中Ntb-预埋螺栓杆轴方向受拉承载力设计值(N);de-预埋螺栓杆在螺纹处的有效直径(mm);ftb -预埋螺栓杆抗拉强度设计值,查现行国家标准钢结构设计规范表3.4.1-4,按C级普
76、通螺栓性能4.8级查得;Ftb=170/mm2。M14预埋普通螺栓杆有效直径de=12mm的预埋螺杆,则有:Ntb=de2ftb/4Ntb=3.141221704=19220/N=19.22kNNtb=19.22kNNL=12.1kN,M14普通螺栓杆满足连墙件受拉承载力要求。10、梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的承载力和挠度计算10.1、确定梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的计算简图双排钢管脚手架立杆底部的梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架,是由一根标准长度1150mm的水平型钢梁16号工字钢和具有调节功能的20钢筋斜拉杆所组成。含有底座钢板的悬挑型钢梁工字钢的内端,与本层主体结构外围梁侧面用两个
77、8.8级M20高强度预埋螺栓杆牢固连接,螺栓杆将上部钢管脚手架立杆传来的荷载传递给本层主体结构外围墙、柱、梁,此处假定为不动铰支座。在悬挑型钢梁工字钢顶部距外墙0.25m处通过焊接耳环和销栓与钢筋斜拉杆下端连接,该销栓将上部钢管脚手架立杆作用在工字钢上的荷载传递给钢筋斜拉杆,此连接点假定为不动铰支座。钢筋斜拉杆上端与上层主体结构外围梁侧面的可拆式预埋螺栓拉环之间采用销栓连接,将上部悬挑脚手架传给钢筋斜拉杆的荷载再通过该螺栓拉环传递给上层主体结构外围梁上,也相当于一个不动铰支座。由此可知,新型梁侧全预埋上拉式悬挑承力架,可简化为一个由工字钢水平梁和钢筋斜拉杆所组成的附着于建筑物主体结构混凝土墙、
78、柱、梁外围上的铰接桁架,承受着上部钢管脚手架内、外两根立杆传来的两个集中力,忽略工字钢和钢筋斜拉杆自重的影响,新型梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的计算简图如图24所示10.2计算梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的支座反力和内力当每一悬挑段高度为18m,立杆纵距为1.5m、横距为0.80m的双排脚手架的底部,采用新型上拉式悬挑架时,已由前面计算得到外立杆底层段的轴向力设计值N外杆=10.259kN,计算得到内立杆底层段的轴向力设计值N内杆=9.304kN。选取梁侧全预埋悬挑承力架和上部钢管脚手架布置图中的1-1剖面图进行分析和计算。梁侧全预埋上拉式标准悬挑承力架的型钢内端焊接钢板与主体结构外侧通过
79、预埋螺栓固定,悬挑承力架的20钢筋斜拉杆上段通过预埋螺栓环固定在上层主体结构的外侧,其支座反里的计算简图如图25所示。 取图25左图所示的整体结构为隔离体;由MA=0得:RFX3-9.30.25-10.261.05=0解得:RFX=(9.30.25+10.261.05)3=4.366kN(向左)由X=0得:RAX- RFX=0解得:RAX= RFX=4.366kN(向右)(1) 取图25右图中的型钢梁AE为隔离体,设斜拉杆内力为Ncf:由Mc=0得:RAy0.90-9.30.65+10.260.15=0 RAY =(9.30.65-10.260.15)0.90=5kN(向上) 由Y=0得:RA
80、Y+NcFY-9.3-10.26=0解得:NcFY=9.3+10.26- RAy=9.3+10.26-5=14.56kN(向右)由X=0得: RAX- NcFX=0解得:NcFX= RAX=4.366kN(向左)则钢筋斜拉杆的轴心拉力设计值NcF为:NcF=(NcFX2+ NcFY2)1/2=(4.3662+14.562)1/2=(231.06)1/2NcF=15.20kN(拉力)(3)求工字钢的内力:NAC= RAX=4.366kN(压力)NDE=0VAB= RAy=5kNVBC=N内- RAy=9.3-5=4.3kNVCD=内外=10.26kN VDE=0 MAC=MEC=0 MBA=MB
81、C=50.25=1.25kN.m(梁底受拉) MCB=MCD=10.260.15=1.54kN.m(梁顶受拉)(4)取图25左图所示的整体结构为隔离体: 由Mc=0得:RAy0.90+ RFy0.90-9.30.65+10.260.15- RFX3=0RFy=(9.30.65+ RFX3-10.260.15- RAy0.90)0.90RFy=(9.30.65+4.3663-10.260.15- 50.9)0.9解得:RFy=14.56(向上)(5)校核所求的支座反力是否正确:取图25所示的整体结构为隔离体:Y=RAY+RFY-9.3-10.26=5+14.56-9.3-10.26=0MB= (
82、RAY+RFY)0.25+10.260.80-RFX3MB=(5+14.56)0.25+10.260.80-4.3663=0说明以上支座反力的计算结果无误。上拉式标准悬挑承力架的支座反里和内力计算结果如图26所示。10.3确定上拉式标准悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值钢筋斜拉杆上端F点的支座反力反向作用在上层主体结构外围梁上,也就是钢筋斜拉杆上端传给建筑物主体结构混凝土墙、柱、梁外围的荷载设计值。令钢筋斜拉杆上端传给上层主体结构外围梁的垂直集中荷载设计值为P上层Y,水平集中荷载设计值为P上层X,根据前面计算结果,取P上层Y=14.56kN,取P上层X=4.366kN。悬挑工字钢内端A点
83、的支座反力反向作用在本层主体结构外围梁上,也就是型钢梁内端传给建筑物主体结构外围梁的荷载设计值。令型钢梁内端传给本层主体结构外围梁上的垂直集中荷载设计值为P本层Y,水平集中荷载设计值为P本层X,取P本层Y=5kNRAX=4.366kN。将此种情况视为工况一,上拉式标准悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值如下27图所示。 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第5.5.3条规定,应取上图所示荷载设计值按间距为1.5m的平行力系,对支承上拉式标准悬挑承力架的主体结构外围墙、柱、梁的承载力进行验算。10.4上拉式标准悬挑承力架的钢筋斜拉杆受拉强度计算按现行国家标准钢结构设
84、计规范(GB50017-2003)公式5.1.1-1计算,应满足=T/Anf的要求。式中:T-钢筋斜拉杆承受的轴向力设计值,T=Ncf=15.20kN(拉力); -钢筋斜拉杆受拉应力值(N/mm2); An-钢筋斜拉杆净截面面积(mm2),可调式20钢筋斜拉杆,有效直径为de=17.6545mm;可调式An=de2/4=3.1417.654524=245mm2;f-20钢筋斜拉杆受拉强度设计值(N/mm2),取f=205N/mm2。则:=T/An-15.2103245=62.2N/mm2=62.2N/mm2f=205N/mm2可见,采用可调式20钢筋斜拉杆,安全储备很大。10.5上拉式标准悬挑
85、承力架的工字钢承载力和挠度计算10.5.1工字钢抗弯强度计算由前面内力分析可知,工字钢的弯矩、剪力、轴力等内力图如图28所示。 按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011公式5.6.3计算,工字钢受弯构件应满足:=Mmax/Wnf考虑同时有轴向压力的作用,弯压构件应满足:(压max)=N/An+Mx/Wnf式中 -型钢梁截面压应力值(N/mm2); N-型钢梁承受的轴向压力(N); An-型钢梁截面净截面面积(mm2),An=2613mm2;Mmax-型钢梁截面最大弯矩设计值(N.mm)Wn-型钢梁净截面模量,Wn=141000mm3;f-钢材的抗弯强度设计值,f=215N/
86、mm2则有 =N/An+Mmax/Wnx=43662613+2100000126000=18.33N/mm2 =18.33N/mm2f=215N/mm2(型钢梁截面的最大正应力很小,安全)。该型钢梁的抗拉弯强度满足要求。10.5.2工字钢抗剪强度计算在主平面内受弯的实腹构件其抗剪强度应按钢结构设计规范GB50017-2003公式4.1.2计算,应满足:max=VmaxS/I tWfv式中-型钢梁计算截面受剪应力值(N/mm2);Vmax-型钢梁计算截面沿腹板平面作用的剪力(N),Vmax=10.26kN;S-计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积距(mm2),S=81900mm3I- 型钢梁毛截
87、面惯性矩,I=11300000mm4tw-腹板厚度(mm);tw=6mmfv-钢材的抗剪强度设计值,fv=125N/mm2则有 max=VmaxS/Itwfv max=1026081900113000006=12.39N/mm2 max=12.39N/mm2 f=125N/mm2(型钢梁截面的剪应力很小)。工字钢的抗剪强度满足要求。10.5.3工字钢整体稳定性验算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011公式5.6.4计算,应满足=Mmax/nWf式中 n=型钢梁整体稳定系数;查现行国家标准刚结构设计规范表B.2得:n=20.6时,再按钢结构设计规范附录B公式B。1-2计算得
88、n=0.9291W-型钢梁毛截面模量,W=141000mm3,f-型钢梁抗弯强度设计值(mm2),查现行国家标准刚结构设计规范表3.4.1-1,取f=215N/mm2。=2100000(0.929141000)=17N/mm2=17N/mm2f=215N/mm2悬挑工字钢的整体稳定性满足要求。10.5.4工字钢外端E点的挠度计算按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第5.1.8要求,受弯构件的挠度不应超过表5.1.8中规定的容许值,即应满足:v【v】查表5.1.8得知:型钢悬挑梁的容许挠度值【v】=L/250,悬挑杆件的跨度L取其悬伸长度的两倍。按结构力学的方法,采用图乘
89、法计算位移。即欲求由于上部悬挑脚手架荷载作用下引起的E点垂直位移EY,就在该点施加一个与所求位移相对应的单位力,作出该结构体系在单位力作用下即虚拟状态下内力图,将虚拟状态下内力图与上部悬挑脚手架荷载作用下的实际状态下内力图相乘。(1) 绘制求EY的虚拟状态下内力图为此,在横梁端部E点施加一个方向向下的集中力P1=1,建立虚拟状态,如图29中的图a所示。 先选取图29中的型钢梁AE为隔离体,求出支座反力和各杆件内力,由MA=0得:Ncfy0.90-11.15=0,Ncfy=1.27(向上)根据相似三角形性质,有:Ncfy/900= Ncfy/3000= Ncf/3132= Ncfy/3000,解
90、得:NcFx=900NcFy3000=9001.273000=0.381(向左),NcF=3132NcFy3000=31321.273000=1.326(拉力)由X=0得NcFx-RAx=0,RAx=NcFx=0.381(向右)由Mc=0得RAy0.90-10.25=0,解得: Ray=0.28(向下)再取图29中的水平工字钢梁AE和钢筋斜拉杆CF一起为隔离体,由X=0得:RAX-RFx=0,RFx= RAX=0.381(向左)由Mc=0得RAy0.90-10.25=0,解得:Ray=0.28(向下)再取图29中的水平工字型钢梁AE和钢筋斜拉杆CF一起为隔离体,由X=0得:RAX-RFx=0,
91、RFx=RAX=0.381(向左) ME=0得:RFy-1.15*0.28-1=0,说明支座反力计算无误。绘出虚拟状态下的M1图、N1图和V1图,详见29图中的图B所示。(2) 用结构力学的图乘法计算位移Ey前面已分别作出实际状态内力图与虚拟状态内力图如图30所示。因剪力引起的位移极小,故忽略不计。将图30中的图a实际状态的弯矩,轴力内力图与图b虚拟状态的弯矩,轴力内力图相乘可求得Ey。Ey=MEy+NEy=miyi/EI+miyi/EAi16号工字钢和20钢筋的弹性模量E=2.06105N/mm2=2.06108kN/mm216号工字钢惯性矩I1=1130cm4=1.1310-8m416号工
92、字钢截面积A1=26.13cm2=26.1310-4m220钢筋斜拉杆截面积A2=d2/4=2.4510-4m2M1=0.251.52=0.185,yM1=0.07723=0.051M2=0.651.52=0.488,yM2=0.07723+0.253=0.134M3=0.652.12=0.714,yM3=0.0773+0.2523=0.192M4=0.152.12=0.158,yM4=0.13+0.2523=0.2N1=0.904.366=3.93,yN1=0.420N2=3.13215.2=47.61,yN2=1.32将以上数值代入图乘法公式求位移Ey=MEy+NEy=miyi/EI+mi
93、yi/EAiMEy=miyi/EI=(M1 yM1+M2 yM2+M3 yM3+M4 yM4)/EI=0.038111mmNEy=miyi/EAi=(N1 yN1/A1+N2 yN2/A2)/E=1.586mmEy=MEy+NEy=1.624mm(向下)Ey=1.624mmL/250=12302250=9.84mm上拉式标准悬挑承力架悬挑工字钢外端E点的挠度满足要求。11、无拉杆时工字钢悬挑梁承力架的承载力和挠度计算 11、1确定无拉杆时工字钢悬挑梁的计算简图 施工过程中如果因突发状况导致钢筋斜拉杆未参与工作时,两根立杆传来的上部钢管脚手架荷载将全部仅由该型钢梁承受,工字钢可视为内端固定的悬挑
94、梁,将此种情况视为工况二,其计算简图如图31所示。 11.2计算无拉杆时工字钢悬挑梁的支座反力和内力 当每一悬挑段高度为18m+1.5m、立杆纵距为1.5m,横距为0.80m的双排脚手架的底部,采用新型上拉式悬挑承力架时,已由前面计算得到外立杆底层段的轴向力设计值N外杆=10.26kN,内立杆底层段的轴向力设计值N内杆=9.3kN。无拉杆时工字钢悬挑梁内端焊接钢板与主体结构外侧通过预埋螺栓连接,此支座视为固定端,其支座反力的计算简图如图32所示。MA=9.30.25+10.261.05=13.1kN(梁顶受拉)RA=9.3+10.26=19.56kN(向上)MB=10.260.80=8.208
95、kNVDB=10.26kNVAB=9.3+10.26=19.56kN无拉杆时工字钢悬挑梁的内力图如图32所示。 11.3确定无拉杆时工字钢悬挑梁传给主体结构外围梁的荷载设计值如果因突发状况导致钢筋斜拉杆未参与工作时,两根立杆传来的上部钢管脚手架荷载将全部由该型钢梁承受,工字钢可视为内端固定的悬挑梁。工字钢内端A点的支座反力反向作用在本层主体结构外围梁上,也就是型钢梁内端传给建筑物主体结构外围梁的荷载设计值,将此种情况视为工况三。令悬挑型钢梁内端传给本层主体结构外围梁上的垂直集中荷载设计值为P本层Y,集中力距荷载设计值为T本层X,根据前面计算结果可取:P本层Y=RFy=19.56kN,T本层X=
96、13.1kN.m。无拉杆时工字钢悬挑梁传给主体结构外围梁的荷载设计值如图33所示。 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011第5.5.3条规定,应取图33所示荷载设计值按间距为1.5m的平行力系,对支承无拉杆时工字钢悬挑梁的主体结构外围墙、柱、梁的承载力进行验算。114无拉杆时工字钢悬挑梁的承载力和挠度计算11.4.1无拉杆时工字钢悬挑梁抗弯强度计算该工字钢的A截面右侧同时承受:弯矩MAmax=13.1kN.m,剪力Vmax=19.56kN按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011公式5.6.3计算,工字钢受弯构件应满足:=Mmax/ Wnf式中-型钢梁
97、截面压应力值(N/mm2);Mmax-型钢梁截面最大弯矩设计值(N.mm)Wn-型钢梁净截面模量,Wn=141000mm3;f-钢材的抗弯强度设计值,f=215N/mm2则有:=Mmax/ Wn=13.1106141000=92.9N/mm2=92.9N/mm2f=215N/mm2。无拉杆时工字钢悬挑梁的抗弯强度满足要求。11.4.2 无拉杆时工字钢悬挑梁抗剪强度计算在主平面内受弯的实腹构件其抗剪强度按钢结构设计规范GB50017 2003公式4.1.2计算,应满足:式中了一型钢梁计算截面受剪应力值(N/m) ;m一型钢梁计算截面沿腹板平面作用的剪力(N),V.=19.56kN;S一计算剪应力
98、处以上毛截面对中和轴的面积距(mm2),S= 81900mm2 ;I一 型 钢 梁 毛 截 面 惯 性 矩,I= 11300000mmt.一腹板厚度(mm); t,=6mmf一钢材的抗剪强度设计值,f;=125N/mm。则有Tm.= Vm.S/I t,f,T.=19.56X1000X81900/11300000/6=23 N/mmT =23N/mm 0.6,再按钢结构设计规范附录B公式B.1-2计算得:n,=0.9291W-一型 钢 梁 毛截 面 模 量,W= 141000mm2,f-型钢梁抗弯强度设计值(mm2),查现行国家标准钢结构设计规范表3 .4.1-1,取f=215N/mm2.=Mm
99、ax/ nW =13.1X106/(0.929141000)=100N/mm2=100N /mm2 f =215N /mm2无拉杆时工字钢悬挑梁的整体稳定性满足要求。 11.4.4 无拉杆时工字钢悬挑梁外端E点的挠度计算 按建筑施工扣件式钢管牌手架安全技术规范JGJ130-2011第5.1.8要求,受弯构件的挠度不应超过表5.1.8中规定的容许值, 即应满足: vv 查表5.1.8得知: 型钢悬挑梁的容许挠度值v= L/250,悬挑杆件的跨度L取其悬伸长度的两倍。 按结构力学的方法,采月图乘法计算位移。那欲求由于上部悬挑脚手架荷载作用下引起的F点是直位移Ey,就在该点施加一个与所求位移相对应的
100、单位力,作出该结构在单位力作用下即虚拟状态下内力图,将虚拟状态下内力图与上部悬挑脚手架荷载作用下的实际状态下内力图相乘。 (1) 绘制求Ey,的虚拟优态下为力图 为此,在横梁端部E点施加一个方向向下的集中力P1=100,建立虚拟状态,如图34中的图a所示。 图a 求E点垂直位移时的虚拟状恋 图b 虚拟状态下的内力图 图34 求E点垂直位移时P,=I作用下虚拟状态下的内力图 选取图34中的型钢梁AE为隔离体,求支座反力和各杆件内力。由2 1=0得: RAy=1.0 kN(向上)由2M=0得: RAy 1.15kN.m=0解得: MA=1.15kN.m2 绘出虚拟状态下的内力图如图34中的图b所示
101、。(2) 用结构力学的图乘法计算位移Ey,前面已分别作出实际状态内力图与虚拟状态内力图如图35所示。图35 无拉杆时工字钢在脚手架荷载和虚拟状态下的内力图将图35中的实际状态内力图a与虚拟状态内力图b相乘可求得Ey。Ey=MEy= Miyi/EI16号工字钢的弹性模量E=2.06X105N /mm2=2.06X108kN/mm216号工字钢惯性矩I=1130cm4=1.13X10-8m416号工字钢截面积A1=26.13cm2=26.13X10-4m2 M1 =0.25X(13.1-8.208)/2=0.612, y1=1.15X (1.15-0.3/3)-1.15=0.1575 M2= 0.
102、25 x 8.208 = 2.052,y2 = 1.151.15 x (1.15-0.3 2) =1 M3=0.80X8.2082=3.283 y3=1.15-1.15x(0.80X23+0.1)=1.878 将以上数值代入图乘法公式求位移Ey=MEy,= Miyi/EI MEy =Miyi/EI = (M1 y1+M2 y2 +M3 y3)/EI MEy =(0.612X0.1575+2.052X1+3.2831.878) (2.06X108X1130X10-8)-0.003499m=3.419mm Ey=3.5mmL/250=1230X2250=9.84mm 无拉杆时工字钢悬挑梁外端部E点
103、的挠度满要求。12.超长工字钢上拉式悬挑承力架的承载力和挠度计算12.1确定超长工字钢上拉式悬批承力架计算简图 转角及主体结构外围梁设置了一些搁置室外空调机的悬挑板,有悬挑、转角范围内的上拉式悬挑承力架中的工字钢需增加长度至1680m,用两个8.8级的高强度预埋螺栓固定在主体结构外围梁的外侧面上,将此种情况视为工况三。该超长工字钢上拉式悬挑承力架的构造如图36所示,超长工字钢上拉式悬挑承力架计算简图如图37所示。图36超长工字钢上拉式悬排承力架构造示意图 12.2 计算超长工字钢上部钢管脚手架传来的荷载 由于主体结构外围有600mm或700mm宽的悬挑板,悬挑工字钢如果超长太大,不利于安全,故
104、将脚手架施工通道宽度设置为630m,横向水平管长为1200mm。 12.2.1计算立杆底层段的轴向力设计值 、脚手架参数脚手架设计类型结构脚手架,其它用途脚手架卸荷设置无脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型483脚手架架体高度H(m)18+1.5立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.63横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.1内立杆离建筑物距离a(m)0.95双立杆计算方法不设置双立杆 、荷载设计脚手板类型木脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.35脚手板铺设方式1步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型竹串片挡脚板栏
105、杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式6步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12横向斜撑布置方式6跨1设结构脚手架作业层数njj1结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)3其他用途脚手架作业层数nqj1其他用途脚手架荷载标准值Gkqj(kN/m2)1地区湖南衡阳安全网设置全封闭风压周期10年一遇基本风压0(kN/m2)0.35风荷载体型系数s1.132风压高度变化系数z(连墙件)0.938风荷载标准值k(kN/m2)(连墙件)0.425风荷载计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011 计算简图:立面图 立杆静荷载计算 、立杆承受
106、的结构自重标准值NG1k 单外立杆:NG1k=(gk+(lb+a1)n/20.033/h)H=(0.12+(0.65+0.1)2/20.033/1.8)19.5=2.651kN 单内立杆:NG1k=2.651kN 、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆:NG2k1=(H/h+1)la(lb+a1)Gkjb1/1/2=(19.5/1.8+1)1.5(0.65+0.1)0.351/1/2=2.362kN 1/1表示脚手板1步1设 单内立杆:NG2k1=2.362kN 、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2 单外立杆:NG2k2=(H/h+1)laGkdb1/6=(19.5/1.8+1)1.50.17
107、1/6=0.51kN 1/6表示挡脚板6步1设 、围护材料的自重标准值NG2k3 单外立杆:NG2k3=GkmwlaH=0.011.519.5=0.297kN 、构配件自重标准值NG2k总计 单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=2.362+0.51+0.297=3.169kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=2.362kN 立杆施工活荷载计算 外立杆:NQ1k=la(lb+a1)(njjGkjj+nqjGkqj)/2=1.5(0.63+0.1)(13+11)/2=2.25kN 内立杆:NQ1k=2.25kN 不组合风荷载作用下单立杆轴向力: 单外立杆:N=1.2(NG1k+
108、 NG2k)+1.4NQ1k=1.2(2.651+3.169)+ 1.42.25=9.662kN 单内立杆:N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4NQ1k=1.2(2.651+2.362)+ 1.42.25=8.693kN 经计算立杆轴向力前章节立杆计算轴向力,故立杆稳定性不再验算。 12.3 计算超长工字钢上拉式悬挑承力架的支座反力和内力上拉式悬挑承力架的型钢梁内端焊接钢板与主体结构外侧通过预埋螺栓固定,悬挑承力架的20钢筋斜拉杆上端通过预埋螺栓固定在上层主体结构的外侧,其支座反力和内力的计算简图如图38所示。 (1) 取图38中的左图所示的整体结构为隔离体: 由MA=0 得: RFXX
109、3-8.693X0.95-9.662X1.58=0RFX =(8.693 x 0.95+9.662x 1.58) 3=7.84 kN (向 左 )由X=0 得: RAX一RFX=0 解得: RAX=RFX=7.84 kN(向右) (2) 取图38中的型钢梁AE 为隔离体,设斜拉杆内力为NCF; 由MC =0得: RAyX1.43-8.693X0.48+9.662X0.15=0 RAy=(8.693X0.48-9.662X0.15)1.43=1.904kN(向上)由Y=0 得: RAy+NCFY-8.693-9.662=0 解得: NCFY=8.693+9.662- RAy =8.693+9.6
110、62-1.904=16.451 kN(向右)由X=0 得: RAx- NCFx =O 解得; NCFx = RAx = 7.84 kN(向左)则钢筋斜拉杆的轴心拉力设计值NCF为: NCF= (NCFx2+NCFy2) 1/2= (7.842+16.4512 ) 1/2=18.223kN (拉力)(3) 求工字钢的内力: NAC=RAx=7.84 kN (压力)NDE = 0 VAB= RAy=1.904kN (+) VBC =N内- RAy =8.693 -1.904=6.79 kN(-)VCD =N外=9.662 kN (+) VDE =0 MAC=MEC=0 MBA=MBC=1.904X
111、0.95=1.81kN.m(梁底受拉)MCB=MCD=9.662X0.15=1.449kN.m(梁顶受拉)(4) 取图38中的左图所示的整体结构为隔离体:由MC=0 得:RAy X1.43+ RFyX1.43-8.693X0.48+9.662X0.15- RFX X3=0RFy=(8.693X0.48+ RFX X3-9.662X0.15- RAy X1.43) 1.43RFy =(8.693X0.48+7.84X3-9.662X0.15-1.904X1.43)1.43解得: RFy =16.448kN(向上)(5) 校核所求得的支座反力是否正确:取图38 中的左图所示的整体结构为隔离体:Y
112、= RAy + RFy -8.693-9.662=1.904+16.448-8.693-9.662=0.0030MB =( RAy + RFy) X0.95+9.662X0.63- RFX X3MB =(1.904+16.448) X0.95+ 9.662X0.63-7.84X30说明以上支座反力的计算结果无误。超长工字钢上拉式悬挑承力架的支座反力和内力计算结果如图39所示。12.4 确定超长工字钢悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值钢筋斜拉杆上端F 点的支座反力反向作用在上层主体结构外围梁上,也就是钢筋斜拉杆上端传给建筑物主体结构混凝上墙、柱、梁外围的荷载设计值。令钢筋斜拉杆上端传给上层
113、主体结构外围梁的垂直集中荷裁设计值为P上层Y,水平集中荷载设计值为P上层X .根据前面计算结果,取P上层Y= NcF=18.223 kN,取P上层X=RXy=7.84kN。超长工字钢内端A点的支座反力反向作用在本层主体结构外围梁上,也就是工字钢内端传给建筑物主体结构外围梁的荷载设计值。工字钢内端传给本层主体结构外围梁上的垂直集中荷载设计值为P本层Y,水平集中荷载设计值为P本层X,取P本层Y= RAy =1.904kN,取P本层X=RAX =7.84 kN。将此种情况视为工况三,超长工字钢悬挑承力架传给主体结构外围梁的荷载设计值如图40所示。根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-
114、2011第5.5.3条规定,应取图40所示荷载设计值按同距为1.5米的平行力系,对支承上拉式悬挑承力架的主体结构外围墙、柱、梁的承载力进行验算。12.5 超长工字钢悬挑承力架的钢筋斜拉杆受拉强度计算 按现行国家标准钢结构设计规范(GB50017 2003)公式5.1.1-1计算,应满足=T/Anf 的要求。 式中: T一钢筋斜拉杆承受的轴向力设计值,T=NCF=18.223kN 拉力) ; -钢筋斜拉杆受拉应力值(N/mm2 ); 采用的是可调式20钢筋斜拉杆,有效直径为de=17.6545mm: An=de224=245 mm2; f- 20钢筋斜拉杆受拉强度设计值(N/mm2),取f=20
115、5N/mm2。 则: =T/An = 18.223X 103245=74N/mm2 = 74N/mm2 f= 205N/mm 可见,采用可调式中20钢筋斜拉杆,安全储备较大。12.6 超长工字钢截面承载力和挠度计算12.6.1超长工字钢抗弯强度计算由前面计算可和超长工字钢的弯矩,剪力,轴力内力图如图41所示。 图41超长工字钢内力图按建筑施工扣件式钢管牌手架安全技术规范)JG1130 2011公式5 6.3计算,工字钢受弯拉构件应满足:=Mmax/Wn f考虑轴向压力的作用,拉弯构件应满足:(压max)=N/An+MX/ Wn f式中-工字钢截面压应力值(N mm2) N-工字钢承受的轴向压力
116、(N),N=11380N;An-工字钢截面净截面面积(mm ),An=2613mm2;Mmax-工字钢截面最大弯矩设计值(N.mm),Mmax =22500000N.mmWn-工字钢净截面模量,Wn=141000mm;f-钢材的抗弯强度设计值,f=215N /mm2则有=N/An+ Mmax/ Wnx=7.84X 103/2613+1800000141000=15.76N/mm2=15.76N/mm2f=215N/mm2 (工字钢受力很小,安全)该超长工字钢的抗弯拉强度满足要求。12.6.2 超长工字钢抗剪强度计算 在主平面内受弯的实腹构件其抗剪强度应按钢结构设计规范CB50017 2003公
117、式4.12计算,应满足 :max=VmaxS/Itw fv,式中-工字钢计算截面受剪应力值(N/m) ; Vmax-工字钢计算截面沿腹板平面作用的剪力(N),Vmax = VCD =9.662kN;S-计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积距(mm2),S=81900mm3;I- 工字钢毛截面惯性矩,I=11300000mm4.tw-腹板厚度(mm) ; tw=6mm fv-钢材的抗剪强度设计值,fv=125N/mm2。则有max=VmaxS/Itw fv max=9662X81900113000006=11.67 N /mm2 max =11.67N/mm20.6,再按钢结构设计规范 附录B公
118、式B.1-2计算得: n,=0.9291W-工 字 钢 毛 截 面 模 量,= 14 000m f-工字钢抗弯强度设计值(mm2),查现行国家标准钢结构 设计规范表3.4.1-1,取f =215N/mm2 =1800000一(0.929X141000) =14N/mm2 =14N/mm2f =215N/mm2超长工字钢的整体稳定性满足要求。超长工宇钢外端E点的挠度计算 按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术范)JGJ130-2011第5.1.8要求,受弯构件的挠度不应超过表5.1.8中规定的容许值,即应满足: VV查表5.1.8得知:型钢悬挑梁的容许挠度值V=L/250,悬挑杆件的跨度L取其悬伸长
119、度的两倍,按结构力学的方法,采用图乘法计算位移。即欲求由于上部悬挑脚手架荷载作用下引起的B点垂直位移Ey,,就在该点施加一个与所求位移相对应的单位力,作出该结构在单位力作用下即虚拟状态下内力图,将虚拟状态下内力图与上部悬挑脚手架荷载作用下的实际状态下内力图相乘。(1)绘制求Ey。的虚拟状态下内力图为此,在横梁端部E点施加一个方向向下的集中力P1=1.00,建立虚拟优态,如图42中的图a所示。先选取图42中的工字钢AE为隔高体,求出支座反力和各杆件内力,由MA=0得: NCFyX 1.43-1X 1.68=0,NCFy=1.17kN(向上) 根据相似三角形性质,有:NCFy/1430= NCFy
120、/2900,NCF/3233= NCFy/2900,解得: NCFX=1430X NCFy2900=1430X1.172900=0.58kN(向左), NCF =3233X NCFy2900-3233X 1.172900=1.31kN(拉力)由X=0 得:RAX- RFX =0,RFX=NCFX=0.58kN(向右) 由MC=0得: RAyX1.43-1X0.25=0 解得: RAy=0.17kN(向下)再取图41中的水平工字工字钢AE和钢筋斜拉杆CF一起为隔离体,由X=0得: RAX- RFX =0,RAX = RFX =0.58 kV(向左) 由Mc=0得: RFyX1.43-0.17X1
121、.43-0.58X2.9+1X0.25=0 得: RFy=1.17kN(向上) Y=RFy-RAy,-P=1.175-0.175-1=0,说明支座反力计算无误。绘出虚拟状态下的M1图、N1图和V1图,详见图42 中的图b所示。(2) 用结构力学的图乘法计算位移Ey 前面已分别作出实际状态内力图与虚拟状态内力图如图43所示。因剪力引起的位移极小,故忽略不计。图43 脚手架荷裁和虐拟状态下的内力围 将图43中的图a实际状态的弯矩、轴力内力图与图b虚拟状态的弯矩,轴力内力图相乘可求得Ey Ey= MEy+NEy =Niyi/EAi16号工字钢和20钢筋的弹性模量E=2.06X 105N/mm =2.
122、06X108kN/m216号工字钢惯性矩I1=1130cm4=1130X10-5m416号I 字钢截面积A1=26.13cm 2=26.13X10-4m220钢筋斜拉杆截面积A2= d224=2.54 X10-4m2;M12=0.713,yM1=0.166X23=0.111M22=0.360,yM2=0.166X23+0.253=0.194M32=0.432,yM3=0.1663+0.2523=0.222M42=0.135,yM4=0.13+0.2523=0.200N1=1.43X7.84=11.211,yN1=0.58N2=3.323X18.223=60.555,yN2=1.31将以上数值代
123、入图乘法公式求位移Ey= MEy+NEy =Miyi/EI+Niyi/EAi MEy=Miyi/EI= (M1y1 + M2y2+ M3y3+ M4y4)/EI1-0.36XX0.222+0.135X0.2) /E1 = 0.1109X10-4m NEy=Niyi/EAi= (N1y1/A1+ N2y2/A2)/E 1135140.58-26.310+69 X10-4)/ (2.06X108) =17.444X10-4m Ey= MEy+NEy= (-0.110910-4M+17.44410-4)=1.73mL/250=1680X2250=13.44mm 超长工字钢外端部E点的挠度满足要求。1
124、3.无拉杆时超长工字钢悬挑梁的承载力和挠度计算 13.1确定无拉杆时超长工字钢悬挑梁的计算简图 施工过程中钢筋斜拉杆一般在架体上主体结构施工三层才安装,在架体搭设三层时钢筋斜拉杆未参与工作,两根立杆传来的上部钢管脚手架荷载将全部仅由该型钢梁承受,此为最不利工况,将其视为工况四。无拉杆的超长工字钢可视为内端固定的悬挑梁,其计算简图如图44所示。 13.2 计算无拉杆时超长工字钢悬挑梁的支座反力和内力 悬挑段高度为9+1.8米、立杆纵距为1.5 米、横距为0.63米的双排脚手架的底部,采用新型上拉式悬挑承力架时,计算内外立杆底层段的轴向力:一、脚手架参数脚手架设计类型结构脚手架,其它用途脚手架卸荷
125、设置无脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型483脚手架架体高度H(m)10.8立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.63横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.15内立杆离建筑物距离a(m)0.95双立杆计算方法不设置双立杆 二、荷载设计脚手板类型木脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.35脚手板铺设方式1步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型竹串片挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式6步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12横向斜撑布置方式6跨1设装修脚手架作业层数n
126、zj1结构脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)2其他用途脚手架作业层数nqj1其他用途脚手架荷载标准值Gkqj(kN/m2)1地区湖南衡阳安全网设置全封闭风压周期10年一遇基本风压0(kN/m2)0.35风荷载体型系数s1.132风压高度变化系数z(连墙件)0.938风荷载标准值k(kN/m2)(连墙件)0.425风荷载计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011 立杆静荷载计算 、立杆承受的结构自重标准值NG1k 单外立杆:NG1k=(gk+(lb+a1)n/20.033/h)H=(0.12+(0.63+0.15)2/20.033/1.8)10.8=1.452kN 单
127、内立杆:NG1k=1.452kN 、脚手板的自重标准值NG2k1 单外立杆:NG2k1=(H/h+1)la(lb+a1)Gkjb1/1/2=(10.8/1.8+1)1.5(0.63+0.15)0.351/1/2=1.433kN 1/1表示脚手板1步1设 单内立杆:NG2k1=1.433kN 、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2 单外立杆:NG2k2=(H/h+1)laGkdb1/6=(10.8/1.8+1)1.50.171/6=0.298kN 1/6表示挡脚板6步1设 4、围护材料的自重标准值NG2k3 单外立杆:NG2k3=GkmwlaH=0.011.510.8=0.162kN 、构配件自重标
128、准值NG2k总计 单外立杆:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.433+0.298+0.162=1.893kN 单内立杆:NG2k=NG2k1=1.433kN 立杆施工活荷载计算 外立杆:NQ1k=la(lb+a1)(nzjGkzj+nqjGkqj)/2=1.5(0.63+0.15)(12+11)/2=1.755kN 内立杆:NQ1k=1.755kN 不组合风荷载作用下单立杆轴向力: 单外立杆:N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4NQ1k=1.2(1.452+1.893)+ 1.41.755=6.102kN 单内立杆:N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4NQ1k=1.
129、2(1.452+1.433)+ 1.41.755=5.551kN计算得到外立杆底层段的轴向力设计值N外杆=6.102kN,内立杆底层段的轴向力设计值N外杆=5.551kN。 无拉杆时工字钢悬挑梁内端焊接钢板与主体结构外使通过预埋螺栓连接,此支座视为固定端,其支座反力的计算简图如图44所示。MA=5.551X0.95+6.102X1.58=14.91KN.m(梁顶受拉)RA=5.551+6.102=11.653kN(向上)MB=6.102X0.63=3.844kNVDB= 6.102kNVAB=5.551+6.102=11.653kN无拉杆时超长工字钢悬挑梁的内力如图45所示。图45 无拉杆时超
130、长工字钢悬挑梁支座反力和内力计算结果图13.3 确定无拉杆时超长工字钢传给主体结构外围梁的荷载设计值钢管脚手架荷载将全部由该型钢梁承受,工字钢可视为内端固定的悬挑梁。工字钢内端A点的支座反力反向作用在本层主体结构外围梁上,也就是型钢梁内端传给建筑物主体结构外围梁的荷载设计值。,将此种情况视为工况四。令悬挑型钢梁内端传给本层主体结构外围梁上的垂直集中荷载设计值为P本层Y,集中力矩荷载设计值为T本层X,根据前面计算结果可取:P本层Y=RFY=11.653kN,T本层X=Mmax=14.91kN。无拉杆时超长工字钢悬挑梁传给主体结构外围梁的荷载设计值如图46所示。 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技
131、术规范JGJ130-2011第5.5.3条规定,应取图46所示荷载设计值按间距为1.5米的平行力系,对支承无拉杆时超长工字钢的主体结构外围墙、柱、梁的承载力进行验算。14.悬挑承力架连接节点的设计计算14.1各工况下支座反力和杆件内力汇总根据第9至13章的分析和计算,粱侧全预埋悬挑承力架在使用过程中主要存在三种工况,各工况下支座反力和斜拉杆内力汇总见表2。应从表2中选取最不利荷载对相应的连接节点进行承载力计算。三种工况下悬挑承力架支座反力斜拉杆内力一览表 表2序号工况工字钢内端支座斜拉杆上端支座1工况一立杆横距800工字钢长1150有斜拉杆RAx =4.366KNRAy =5KNMA=0RFx
132、=4.366KNRFy=14.56KNNCF=15.2KN2工况二立杆横距800工字钢长1150无斜拉杆RAx =0RAy =19.56KNMA3工况三立杆横距630工字钢长1680有斜拉杆RAx =7.84KNRAy =1.904KNMA=0RFx=7.84KNRFy=16.448KNNCF=18.223KN4工况四立杆横距630工字钢长1680无斜拉杆RAx =0RAy =11.653KNMA由表2可知:工字钢内端节点设计应取最不利荷载组的工况二;斜拉杆节点设计应取最不利荷载组的工况三。14.2悬挑承力架工宇钢内端节点设计计算14.2.1工字钢内端与底座板焊缝连接计算(1)确定连接焊缝承受
133、的最大荷载设计值悬挑承力架的工字钢内端焊接一块210X280X12的矩形底座板,用2个可拆式预埋高强度螺栓固定在主体结构外围梁的侧面上,工字钢内端与底座板的焊缝连接节点设计应以表2所示的工况二(立杆横距800mm,工字钢长1150mm,无斜拉杆) 的工字钢内端支座反力为依据来进行计算。图57为无斜拉杆工字钢悬挑梁,工字钢内端焊接底板与主体结构外围梁预埋高强螺栓连接视为固定端,此处梁截面A点的内力最大,弯矩Mmax= 14.91kN.m,剪力Vmax= 19.56kN。(2)绘制焊缝连接图工字钢内端与底座板的连接方式详见图58。工字钢内端与210X280X12钢板采用E43系列焊条手工焊焊接,工
134、字钢与底座钢板顶接,沿工字钢周边满焊。假定全部剪力仅由工字钢两侧腹板上的焊缝承担,弯矩则全部由焊缝计算截面承受。(3)焊缝有效截面的几何参数假定 hf=6mmhfmin=1.5tmaxl/2=1.5X 121/2=5.2mm两条腹板竖向焊缝计算截面面积为Aw=2X0.7X6X140=1176mm2整个焊缝计算截面对x轴的惯性矩和截面模量为Iw=(2X0.7X6X1403/12)+2X0.7X6X (88-2X6) X802+4X0.7X6X (88-6) X702Iw = 1920800+4085760+6750240 =12756800mmWw= Iw /ymax= 12756800/80=
135、 159460mm3 (4)焊缝强度验算 由钢结构设计规范表3.4.1-3查得角焊缝抗拉抗压抗剪强度设计值 ffw= 160N/mm2 a点只有弯矩M产生的垂直于焊缝长度方向的应力Mf1为: Mf1=M/ Ww =14.91 X 106/159460= 93.5N/mm2 Mf1= 93.5N/mm2 f ffw =1.22X 160= 195N/mm2 b点有弯矩M和剪力V产生的垂直于焊缝长度方向的应力Mf2。和Vf2分别为: Mf2=Mf1Xho/h=82 X7080=71.75N/mm2f ffw =195N/mm2 Vf2= V/AW=19.56X1031176=16.6N/mm2 (
136、Mf2/f)2+(Vf2) 1/2= (82+1.22)2+182 1/2=85N/mm (Mf2/f)2+(Vf2) 1/2=85N/mm2Nv=19.562=9.78kN,安全。 M20预埋普通螺栓承压承载力验算螺栓杆承压承载力设计值按现行国家标准钢结构设计规范公式7.2.1-3计算: Ncb =dt fcb式中Ncb-预埋螺栓杆承压承载力设计值(N) ;d一预埋螺栓杆直径(mm),取d =20mm;fcb-预埋螺栓杆承压强度设计值,查现行国家标准钢结构设计 规范表3.4.1-4,按构件Q235钢材查得:fcb=305N/mm2;此处取底座钢板厚度,t=12mm 单个M20预埋普通螺栓承压
137、承载力设计值为: Ncb=20X12X305=73200N=73.2kN;Ncb =73.2kNNv=19.56=9.78kN,可以。 M20预埋普通螺栓在弯矩作用下的抗拉计算 两个普通螺栓在弯矩作用下,底座板的上部与外围梁侧面有分离的趋势。近似地假定型钢梁在弯矩作用下绕加劲肋底面位置处A点旋转,从而使得两个螺栓受拉。弯矩产生的压力则由加劲肋所在的部分底座板通过挤压传递给外围梁侧面。螺栓所受拉力的大小与螺栓杆中心到转动点A的距离y成正比。外力产生的弯矩与两个螺栓产生的弯矩平衡。 设每个普通螺栓所受弯矩产生的拉力为Nt,则有: 2XNtXy=M, 由图59可知,螺栓杆中心到转动点的距离=215m
138、m, Nt=M/2y=14.91X106/(2X215) =30465N=34.67kN 普通螺栓受拉承载力设计值按现行国家标准钢结构设计规范公式7.2.1-5 计算: Ntb =A ftb= de2 ftb /4 式中Ntb-预埋螺栓杆轴方向受拉承载力设计值(N) ; de-预埋螵栓杆在螵纹处的有效直径(mm) ; ftb-预埋螺栓杆抗拉强度设计值,查现行国家标准钢结构设计规范表3.4.1-4,按C级普通螺栓性能4.8级查得: ftb = 170N/mm。M20普通螺栓的有效直径为d=17.654mm.该螺栓的受拉承载力设计值Ntb为:Ntb= de2 ftb /4Ntb =41.6kNNt
139、=34.67kNM20普通螺栓满足强度要求。因为该M20普通螺栓同时承受剪力和拉力,故还应满足钢结构设计规范公式7.2.1-8的要求:(Nv/Nvb) 2 +(Nv/Nvb) 2 1/21(Nv/Nvb) 2 +(Nv/Nvb) 2 1/2=(10.5/43.98) 2 +(30.46/41.61) 2 1/2=0.951安全计算结果表明:当斜拉杆不参加工作时,工字钢内端与主体结构外围梁连接时若采用2M20普通螺栓安全,为确保施工期间出现一些意外状况时也安全,改用2M20的8.8级高强度螺栓连接。 14.3 斜拉杆连接节点计算 14.3.1斜拉杆上端与建筑主体结构预埋螺栓连接计算 (1) 确定
140、预埋模锻双耳拉环承受的最大荷载设计值 上拉式悬挑承力架的钢筋斜拉杆顶端用1个20销栓与预埋在主体结构外围梁侧的可拆式M20模锻双耳拉环连接,该连接节点设计需按最不利情况考虑,应以表2所示的工况三(立杆横距630mm,工字钢长1680mm,有斜拉杆) 的斜拉杆支座反力为依据来进行计算。斜拉杆上端支座反力为: RFx=7.84kN RFy=16.448kN(2)预埋模锻双耳拉环的受力计算1、预埋模锻双耳拉环的受拉强度计算45#钢M20模锻双耳拉环如图61所示。参照(钢管脚手架规范)公式5.6.6计算,应满足:式中: =Nt/Atft-预埋模锻双耳拉环的应力值(N/mm2) ;At-预埋模锻双耳拉环
141、手受拉净截面积,一个模锻双耳拉环按两个截面计算(mm2) ;At =2 x (a X t) x 2 片 =2 x (8.5mm x 9mm) 2 片=306mm2ft一模锻双耳拉环的抗拉强度设计值,查现行国家标准优质碳素结构钢(GBT699-2015) 的表2 (力学性能)得:45#钢制作的模锻双耳拉环屈服强度为 f= 355N/mm2.Nt一预埋模锻双耳拉环承受的拉力设计值(N),Ntmax =RFy=16.448kN.由=Nt/At =16.448X103N306mm=53.8N/mm2=53.8N/mm2 Nvmax=17.34kN 安全。M20的模锻双耳拉环可满足受剪承载力要求。(4)
142、 M20预埋模锻双耳拉环的螺栓杆受力计算M20预埋模锻双耳拉环的螺栓杆受拉强度计算M20 螺 栓 杆 承 受 的 轴心 拉 力 设 计 值Ntmax= RFy =16.448kN螺栓杆轴方向受拉承载力设计值按Nta= de2 fta /4式中: Nta-预埋螺栓杆轴方向受拉承载力设计值(N) ;de-预埋螺栓杆在螺纹处的有效直径(mm) ;fta-预埋螺栓杆抗拉强度设计值,查现行国家标准优质碳素结构钢(GBT699-2015) 的表2 (力学性能)得:45#钢制作的模锻双耳拉环屈服强度为f=355N /mm2。M20螺栓杆有效直径d,=d=17.655mm的预埋螺栓杆,则: Nta= de2
143、fta /4=3.14 X 17.655 X 355/4=86862/N=86.86kN Nta =86.86kN Ntmax=16.448kN 安全M20预埋模锻双耳拉环的螺栓杆受剪强度验算螺栓杆承受的剪力设计值Nvmax = RFX = 17.34kN螺栓杆受剪承载力设计值按现行国家标准钢结构设计规范(CB50017-2003) 公式7.2.1-1计算: Nvb= de2 fvb /4式中: Nvb -预埋螺栓杆受剪承载力设计值(N) :de-预埋螺栓杆直径(mm)、取d =20mm;fvb -预埋螺栓杆抗剪强度设计值,查现行国家标准优质碳素结构钢(GBT699-2015) 的表2 (力学
144、性能)得:45#钢制作的模锻双耳拉环屈服强度为1=355N/mm.抗剪强度 为 屈 服 强度一 半,即fvb = 178N /mm2.预埋螺栓杆受剪承载力设计值为:Nvb= de2 fvb /4=3.14X202X178/4=59452 N=59.45 kNNvb =59.45 kN Nvmax=l7.34kN 安全。14.3.2 钢筋斜拉杆下端与工字钢销栓连接计算钢筋斜拉杆下端与工字钢外端连接如图62所示。 (1) W20普通销栓受剪承载力设计值计算按现行国家标准钢结构设计规范公式7.2 -1计算:Nvb= de2 fvb /4式中Nvb-销栓杆受剪承载力设计值(N) ;d- 销栓杆直径(m
145、m),取d=20mm;fvb-销栓杆抗剪强度设计值,查现行国家标准钢结构设计规则范表3.4.1-4,按C级普通螺栓查得:fvb=140N/mm2。Nvb= de2 fvb /4=3.14X202X1404=-43960NNvb =43.96kN(2)M20销栓杆承压承载力设计值计算按现行国家标准钢结构设计规范公式7.2.1-3计算:Ncb =dt fcb式中Ncb-销栓杆承压承载力设计值(N):d-销栓杆直径 (mm);t-在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值(mm),此处取工字钢外端顶部双耳板厚度2X8m,t=2X8mm=16mm Nvb =43.96kN比较以上计算结果,M20销栓的受剪承载力设计值取较小者为:Nvb =43.96kN Nv= NCF=18.223kN,安全。选用M20销栓满足承载力要求,安全。每项工程所使用的预埋螺栓各项承载力及预埋在混凝土构件中的抗拔力,均应经具有资质证书的检测单位严格按照国家现行规范规程,在现场抽样检测合格后方可投入使用。l5.悬挑承力架安装设计施工图附图各栋梁侧全预埋悬挑承力架平面布置图