施工组织设计下载简介

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水平杆、斜杆的钢管弯曲

（二）脚手架搭设允许偏差

青岛海湾大桥承台施工方案基础平整、不积水、不沉降

十一、脚手架稳定承载力计算

（一）设计依据及构造要求

本计算根据PKPM施工安全措施计算软件进行计算；

施工中不允许超过设计荷载。

小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。而剪力撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定性的。并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。而连墙件则承受全部的风荷载。扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。

搭设要求：搭设50m双排钢管脚手架，其中30米以下采用双立杆，30米以上采用单立杆。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为50.0米，30.0米以下采用双管立杆，30.0米以上采用单管立杆。

搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为
48×3.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。

施工均布荷载为2.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。

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。

大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m

活荷载标准值Q=2.000×1.050/3=0.700kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×0.700=0.980kN/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)

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:

M1=(0.08×0.109+0.10×0.980)×1.5002=0.240kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.283×106/5080.0=55.616N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度

静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m

活荷载标准值q2=0.700kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=(0.677×0.091+0.990×0.700)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.521mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

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。

大横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN

活荷载标准值Q=2.000×1.050×1.500/3=1.050kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.050=1.634kN

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)×1.0502/8+1.634×1.050/3=0.578kN.m

=0.578×106/5080.0=113.803N/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=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm

集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.050=1.186kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V=V1+V2=1.965mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150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):

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=0.038×1.050=0.040kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN

活荷载标准值Q=2.000×1.050×1.500/2=1.575kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×1.575=2.395kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

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=0.125×50.000+30.000×0.038=7.392kN

(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=0.150×4×1.500×(1.050+0.350)/2=0.630kN

(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=0.150×1.500×4/2=0.450kN

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NG4=0.005×1.500×50.000=0.375kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.847kN。

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=2.000×2×1.500×1.050/2=3.150kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Us——风荷载体型系数：Us=1.200

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×0.840×1.200=0.388kN/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

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=0.85×1.4Wklah2/10

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:

单双立杆交接位置和双立杆底部均需要立杆稳定性计算。

参照施工手册计算方法，双立杆底部的钢管截面面积和模量按照两倍的单钢管截面的0.7折减考虑。

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=15.03kN；

——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=6.85cm2；

　　W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=7.11cm3；

　　
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=118.15

　　[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!

不考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆稳定性计算
=100.73N/mm2<[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=14.37kN；

　　
——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=6.85cm2；

　　W——立杆净截面模量(抵抗矩)，W=7.11cm3；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.224kN.m；

　　
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2)；经计算得到
=144.51

　　[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!

考虑风荷载时，单双立杆交接位置的立杆稳定性计算
=137.63N/mm2<[f],满足要求!

六、最大搭设高度的计算:

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.455kN；

　　NQ——活荷载标准值，NQ=3.150kN；

　　gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.125kN/m；

经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=83.248米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000米。

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.455kN；

　　NQ——活荷载标准值，NQ=3.150kN；

　　gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.125kN/m；

　　Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.189kN.m；

经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=60.865米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000米。

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

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=0.388kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×3.00=10.800m2；

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=5.868kN，连墙件轴向力计算值Nl=10.868kN

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=35.00/1.58的结果查表得到
=0.94；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=94.353kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用膨胀螺栓连接，预埋铁的计算参见《施工计算手册》钢结构部分。

连墙件膨胀螺栓连接示意图

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

其中p——立杆基础底面的平均压力(N/mm2)，p=N/A；p=60.11

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN)；N=15.03

A——基础底面面积(m2)；A=0.25

fg——地基承载力设计值(N/mm2)；fg=68.00

地基承载力设计值应按下式计算

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

人工挖孔灌注桩基础施工组织设计-secret地基承载力的计算满足要求!

十二、龙门架稳定承载力计算

脚手架单根立杆传给龙门架的竖向荷载为N＝15.03kN，则双立杆集中竖向荷载按照F＝2N＝30.06kN进行计算，根据结构形式（详见附图4、6、8、9），选用三跨单层门式钢架模型进行计算求解，采用结构力学求解器SMsolver对其进行内力分析，并按照《钢结构设计规范》对立柱、主梁、斜撑等分别进行强度、刚度、稳定性的验算，验算结果均满足要求，本方案限于篇幅，此处不予赘述。

附图一：脚手架搭设区域平面布置图；

附图三：脚手架立面示意图；

附图八：衡山宛平路通道处龙门架板梁平面图；

茶旅一体化项目1_500地形图测绘招标文件（定稿）附图九：衡山宛平路通道基础钢结构平面图；