脚手架施工方案1

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脚手架施工方案1

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

Vmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm;

DBJ50/T-346-2020 无障碍设计标准集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:

小横杆传递荷载 P=(0.04+0.184+1.575)/2=0.9kN

V= 1.883×0.9×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 2.277 mm;

最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+2.277=2.329 mm;

大横杆的最大挠度 2.329 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足要求!

四、扣件抗滑力的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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

小横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.05×2/2=0.04 kN;

大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.5=0.058 kN;

脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×1.05×1.5/2=0.276 kN;

活荷载标准值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN;

荷载的设计值: R=1.2×(0.04+0.058+0.276)+1.4×2.362=3.756 kN;

R < 6.40 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算:

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),为0.1248

NG1 = [0.1248+(1.05×2/2)×0.038/1.80]×40.00 = 5.888;

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹串片脚手板,标准值为0.35

NG2= 0.35×2×1.5×(1.05+0.3)/2 = 0.709 kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.14

NG3 = 0.14×2×1.5/2 = 0.21 kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005

NG4 = 0.005×1.5×40 = 0.3 kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.107 kN;

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= 3×1.05×1.5×2/2 = 4.725 kN;

风荷载标准值按照以下公式计算

Wo = 0.3 kN/m2;

Uz= 1 ;

经计算得到,风荷载标准值

Wk = 0.7 ×0.3×1×0.645 = 0.135 kN/m2;

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= 1.2×7.107+ 1.4×4.725= 15.143 kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×7.107+ 0.85×1.4×4.725= 14.151 kN;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为

Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.135×1.5×

1.82/10 = 0.078 kN.m;

六、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:

立杆的轴向压力设计值 :N = 15.143 kN;

计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :k = 1.155 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ;

计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m;

长细比 Lo/i = 197 ;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 :φ= 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;

σ = 15143/(0.186×489)=166.492 N/mm2;

立杆稳定性计算 σ = 166.492 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值 :N = 14.151 kN;

计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 : k = 1.155 ;

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ;

计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m;

长细比: L0/i = 197 ;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 :φ= 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;

σ = 14150.85/(0.186×489)+78336.153/5080 = 171.003 N/mm2;

立杆稳定性计算 σ = 171.003 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!

七、最大搭设高度的计算:

按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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:

构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为:

NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.219 kN;

活荷载标准值 :NQ = 4.725 kN;

每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;

+1.4×4.725)]/(1.2×0.125)=70.567 m;

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:

[H] = 70.567 /(1+0.001×70.567)=65.915 m;

[H]= 65.915 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50 m。

脚手架单立杆搭设高度为25m,小于[H],满足要求!

按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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:

构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为:

NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.219 kN;

活荷载标准值 :NQ = 4.725 kN;

每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.078 /(1.4 × 0.85) = 0.066 kN.m;

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:

[H] = 67.827 /(1+0.001×67.827)=63.519 m;

[H]= 63.519 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50 m。

脚手架单立杆搭设高度为25m,小于[H],满足要求!

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:

Nl = Nlw + N0

风荷载标准值 Wk = 0.135 kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2;

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN;

风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:

Nlw = 1.4×Wk×Aw = 3.072 kN;

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.072 kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

Nf = φ·A·[f]

由长细比 l0/i = 300/15.8的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;

又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;

Nl = 8.072 < Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到 Nl = 8.072小于双扣件的抗滑力 12.8 kN,满足要求!

连墙件扣件连接示意图

九、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

fg = fgk×kc = 64 kpa;

其中,地基承载力标准值:fgk= 160 kpa ;

脚手架地基承载力调整系数:kc = 0.4 ;

立杆基础底面的平均压力:p = N/A =56.603 kpa ;

其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 14.151 kN;

基础底面面积 :A = 0.25 m2 。

p=56.603 ≤ fg=64 kpa 。地基承载力满足要求!

本工程建筑物檐高22.5M,考虑檐口防护高度及室内外高差,卸料平台搭设高度按24m计算。采用Φ48×3.5焊接钢管扣件脚手平台。立柱横距1050,平均纵距1500,步距2000,架体共计4个纵距12步距。

一、基本荷载及材料数量

1、材料数量(搭设高度H=24M)

立杆:(24/6×8=32根×6米=192米

纵向水平杆(每层):5.4米×6根=32.4米

横向水平杆 (每层):1.26米×4根=5.04米

扶手(每层):1.26米×4根+1.4米×2根=7.84米(一层除外)

连墙杆(每层):1.0米×4根=4米(一层除外)

扫地杆:5.4米×2根+1.26×4根=15.84米(底层)

直角扣件(每层):52个

旋转扣件(每层):4个

对接扣件:24/6×8=32个

底层侧向斜撑:2.1米×2根+1.5米×2根=7.2米

(1)自第二层起每层荷载

脚手板重:Gk=0.35KN/M2

施工活荷载: Qk=3KN/M2

安全门重量: Q门=0.3KN/付

钢管(纵横水平杆、扶手)重量G钢2 :

G钢2=钢管总长×GG

=(32.4+5.04+7.84+4)×0.0384=1.892KN

竹笆挡脚板及安全网重量:

G竹=4片×0.045KN/片=0.18KN

扣件重量: G直=52个×0.0132KN=0.684KN

G旋=4个×0.0146KN=0.058KN

G接=32个×0.0184KN=0.589KN(总重)

钢管重量(纵横水平杆、扫地杆)

G钢1=(5.4×2+1.26×4+15.84)×0.0386=1.22KN

(一)纵向水平杆(大横杆)验算

施工均布荷载标准值Qk=3.0KN/M2 作业层限载G=10KN

脚手板Gk=0.35KN/M2

每层所受荷载标准值Pk=3.0×(1.05×5.4)=17.01KN>10KN

取Qk=10/(1.05×5.4)=1.76KN/M2

q=1.2q恒+1.4q活=1.2(Gk ·C+qk)+1.4×Kq×Qk×C

=1.2×(0.35×1.05/3+0.0384)+1.4×1.2×1.76×

(1.05/3)=1.23KN/M

查三不等跨梁内力系数表求出最大M和V

=Mmax/Wn=0.48×106 /5.08×103 =94.5N/mm2

=3Q/2bh=3×1.46×103 /2×489=4.5M/mm2

浇度W=0.99L4 /100EI

=(0.99×1.23×20004 )/(100×2.5×105 ×12.19×104 )

=7.6mm<[W]=L/150=2000/150=13mm(满足)

(二)横向水平杆(小横杆)验算

小横杆承受由大横杆传来的集中荷载P

P=1.23×(2+1.4)/2=2.09KN

M=Pa=2.09×0.35=0.73KN·M

V=2P=2×2.09=4.18KN

=M/W=(0.73×106)/( 5.08×103)=143.7N/mm2

=3Q/2bh=(3×4.18×103)/(2×489)=13M/mm2

W=(P×a)/24EI(3L2 –4a2)

12.19×104 )

=3.4mm<[W]=L/150=1050/150=7mm(满足)

架体稳体性根据受力传递方向可以转化为立柱强度验算,主要计算部位为脚手架的首步架,且按轴心受压计算立柱的稳定性。

平台架总重G总:

=24×8×0.0384+0.59+[1.892+(1.26×5.4)×0.35+0.18

施工荷载标准值产生的轴向力G=10KN

根据力系平衡条件可知N支 = G总 +G N连 = N风

则单根立柱支承反力P支 =N支 /8=( G总 +G)/8

2、不组合风荷载时的立柱稳定性验算

N= P支 = N支 /8=(1.2 G总 +1.4G)/8

=(1.2×51.851+1.4×10)/8=9.528KN

L0 =Kub=1.0×1.5×2=3.0M

λ= L0 /I=3000/15.78=190<[λ]=210

查表得折减系数Φ=0.199

=N/ΦA=9.528×103 /0.199×489=98N/mm2

组合风荷载时的立柱稳定性验算

N=(1.2G总 +0.85×1.4G)/8

=(1.2×51.851+0.85×1.4×10)/8=9.265KN

WK =0.75 UZ ×US ×WO =0.7×2.64×0.20×0.75=0.277KN/M2

MW =(0.85×1.4 WK ×La×h2 )/10

=(0.85×1.4×0.277×2×22 )/10=0.264N·M

(取半封闭架体立柱纵距La =2M)

=N/ΦA+ MW /W

=(9.265×103 )/(0.199×489)+(0.264<106 /(5.08×103 )

=147.2N/mm2

4、对接扣件抗滑移验算

由于对接扣件仅用于立柱,其仅沿轴向力方向受挤压,

故不会滑落,不必验算抗滑移。

1、受力分析与内力计算

N连 = N侧风 Sin45+( N正风 + N0 )Sin45

=(0.5×1.4×0.277×1.2×3) Sin45+(0.25×1.4×0.277

×1.85×0.6×4+5)Sin45=4.334KN

2、连墙杆抗拉强度验算

λ=L/I=500/15.8=32 查表得Φ=0.912

= N连/ΦA=(4.334×103 )/(0.912×489)=10N/mm2

3、连墙杆扣件抗滑移验算

N连 =4.334KN< RC =5KN

4、连墙杆预埋插管抗剪强度验算

= N连/A=(4.334×103 )/489=9N/mm2

卸料平台立柱下采用C15 砼基础200厚,支座下垫

郑州市防空地下室施工图审查技术指引(郑建文[2019]209号 郑州市城乡建设局 郑州市人防办2019年9月)60×300×5400×2片木垫板。

地基承载力f=K×f K =1.0×60KN/M2 =60KN/M2 =0.06N/mm2

P=N/A=(8×P支 )/(1260×5400)

=(8×9.528×103)/(1260×5400)=0.01N/mm2

综上所述,本卸料平台搭设高度24米,架体各项性能及使用性能均能满足设计要求,由于验算立柱稳定性时未计算连墙件的上拉力,可将其看作安全系数的组成部份,实践证明连墙件的上拉力(即约束架体平面变形产生的轴向力)较大,故本卸料平台架体的整体安全系数较高。

GB/T 50001-2017 房屋建筑制图统一标准(完整正版、清晰无水印)

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