脚手架施工方案(过程大厦)

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脚手架施工方案(过程大厦)

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式选用,最底部压杆轴力最大,为最不利。

其中N——立杆的轴心压力设计值;

门窗施工方案N=1.2NGk+0.85×1.4ΣNQk

NGk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2=21×(0.1225+0.0768)+2×1.5×0.3484=5.231kN

ΣNQk=n1laqk=2×1.5×1.8=5.4kN

N=1.2×5.231+0.85×1.4×5.4=12.7kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.32;

i——计算立杆的截面回转半径,i=0.0158m;

l0——计算长度(m),由公式l0=μh确定,l0=2.325m;

μ——计算长度系数,由脚手架的高度确定,μ=1.55;

A——立杆净截面面积,A=4.89×102mm2;

W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08×103mm3;

MW——风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩;

MW=0.12qwkh2

wk=0.7μsμzw0=0.7×0.814×0.62×0.45=0.159kN/m2

qwk=1.5×0.814×0.159=0.194kN/m

MW=0.12×0.194×1.52=52.38kN·mm

——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

=12.7/(0.32×4.89×102)+52.38/5.08×103=0.091kN/mm2

<[f]=0.205kN/mm2,满足要求!

2.2.3采用单立杆允许搭设高度的计算

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:

NG2k=n1lagk2=2×1.5×0.3484=1.0452kN

NQk=n1laqk=2×1.5×1.8=5.4kN

经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=145.12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。

根据计算结果,单立杆能够满足本工程要求。

2.2.4小横杆的计算

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

2.2.4.1均布荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.5/3=0.175kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.5/3=1.500kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m

2.2.4.2强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:

M=2.356×1.22/8=0.424kN.m

=0.424×106/5080=83.465N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.2.4.3挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5×1.713×1.24/(384×2.06×105×121900)=1.842mm

小横杆的最大挠度小于1.2/150=8mm与10mm,满足要求!

2.2.5大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

2.2.5.1荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038×0.9=0.034kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.9×1.500/3=0.158kN

活荷载标准值Q=3.000×0.9×1.500/3=1.35kN

荷载的计算值P=(1.2×0.034+1.2×0.158+1.4×1.35)/2=1.06kN

2.2.5.2强度计算

最大弯矩考虑为大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=0.08×(1.2×0.038)×1.52+0.267×1.06×1.5=0.433kN.m

=0.433×106/5080=85.24N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.2.5.3挠度计算

最大挠度考虑为大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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

V1=0.677×0.038×15004/(100×2.06×105×121900)=0.05mm

集中荷载标准值P=0.034+0.158+1.35=1.542kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.883×1.542×15003/(100×2.06×105×121900)=3.9mm

V=V1+V2=0.05+3.9=3.95mm

大横杆的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求!

2.2.6连墙件的计算

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——风荷载基本风压值,wk=0.086kN/m2;

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=7.8×3.8=30m2;

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=5kN

Nl=Nlw+No=1.4×0.086×30+5=8.612kN

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=60/1.58的结果查表得到=0.893;A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2。

Nf=0.893×489×205=89.519kN>Nl=8.612kN

连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接,经过计算Nl=8.612kN小于扣件的抗滑力8.0×2=16.0kN,满足要求!

2.2.7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=0.038×0.9=0.034kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.9×1.5/3=0.158kN

活荷载标准值Q=3×0.9×1.5/3=1.35kN

荷载的计算值R=1.2×0.034+1.2×0.158+1.4×1.35=2.12kN<Rc

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。

2.2.8五层屋面承载力验算

N=1.2NGk+0.85×1.4ΣNQk

NGk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2=21×(0.1225+0.0768)+2×1.5×0.3484=5.231kN

ΣNQk=n1laqk=2×1.5×1.8=5.4kN

N=1.2×5.231+0.85×1.4×5.4=12.7kN

故1个立杆间距范围内每根立杆产生的压力为:P=N/(n·S)

S=1.5×1.2=1.8m2

P=12.7/(4×1.8)=1.76KN/m2<2.4KN/m2,满足要求。

2.3装修施工阶段北侧脚手架

2.3.1脚手架设计参数

搭设高度:H=43m;立杆横距:lb=0.9m;施工荷载标准值:2kN/m2;其余参数同“结构施工阶段东侧脚手架”中2.1.1参数。

2.3.2双排脚手架的整体稳定验算

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式选用,最底部压杆轴力最大,为最不利。

其中N——立杆的轴心压力设计值;

N=1.2NGk+0.85×1.4ΣNQk

NGk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2=43×(0.1225+0.0768)+2×1.5×0.3484=9.615kN

ΣNQk=n1laqk=2×1.5×1.8=5.4kN

N=1.2×9.615+0.85×1.4×5.4=17.96kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.32;

i——计算立杆的截面回转半径,i=0.0158m;

l0——计算长度(m),由公式l0=μh确定,l0=2.325m;

μ——计算长度系数,由脚手架的高度确定,μ=1.55;

A——立杆净截面面积,A=4.89×102mm2;

W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08×103mm3;

MW——风荷载在计算立杆段产生的最大弯矩;

MW=0.12qwkh2

wk=0.7μsμzw0=0.7×0.814×0.62×0.45=0.159kN/m2

qwk=1.5×0.814×0.159=0.194kN/m

MW=0.12×0.194×1.52=52.38kN·mm

——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);

[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;

=17.96/(0.32×4.89×102)+52.38/5.08×103=0.125kN/mm2

<[f]=0.205kN/mm2,满足要求!

2.3.3采用单立杆允许搭设高度的计算

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:

NG2k=n1lagk2=2×1.5×0.3484=1.0452kN

NQk=n1laqk=2×1.5×1.8=5.4kN

经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度Hs=181.31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。

根据计算结果,单立杆能够满足本工程要求。

2.3.4小横杆的计算

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

2.3.4.1均布荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.5/3=0.175kN/m

活荷载标准值Q=2.000×1.5/3=1.000kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.000=1.656kN/m

2.3.4.2强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩计算公式如下:

M=1.656×1.22/8=0.282kN.m

=0.282×106/5080=55.512N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.3.4.3挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.175+1.000=1.213kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5×1.213×1.24/(384×2.06×105×121900)=1.3mm

小横杆的最大挠度小于1.2/150=8mm与10mm,满足要求!

2.3.5大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

2.3.5.1荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038×0.9=0.034kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.9×1.500/3=0.158kN

活荷载标准值Q=2.000×0.9×1.500/3=0.9kN

荷载的计算值P=(1.2×0.034+1.2×0.158+1.4×0.9)/2=0.745kN

2.3.5.2强度计算

最大弯矩考虑为大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=0.08×(1.2×0.038)×1.52+0.267×0.745×1.5=0.307kN.m

=0.307×106/5080=60.43N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.3.5.3挠度计算

最大挠度考虑为大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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

V1=0.677×0.038×15004/(100×2.06×105×121900)=0.05mm

集中荷载标准值P=0.034+0.158+0.9=1.092kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.883×1.092×15003/(100×2.06×105×121900)=2.8mm

V=V1+V2=0.05+2.8=2.85mm

大横杆的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求!

2.3.6连墙件的计算

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——风荷载基本风压值,wk=0.086kN/m2;

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=7.8×3.8=30m2;

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=5kN

Nl=Nlw+No=1.4×0.086×30+5=8.612kN

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=60/1.58的结果查表得到=0.893;A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2。

Nf=0.893×489×205=89.519kN>Nl=8.612kN

连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接,经过计算Nl=8.612kN小于扣件的抗滑力8.0×2=16.0kN,满足要求!

2.3.7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=0.038×0.9=0.034kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.9×1.5/3=0.158kN

活荷载标准值Q=2×0.9×1.5/3=0.9kN

荷载的计算值R=1.2×0.034+1.2×0.158+1.4×0.9=1.49kN<Rc

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。

2.3.8立杆的地基承载力验算

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=29.93

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=17.96

A——基础底面面积(m2);A=0.2×1.5×2=0.6

fg——地基承载力设计值(N/mm2);fg=40.00

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=100.00

地基承载力的计算满足要求!

模板及配件重量:7500N(按最大跨度1.2m考虑)

施工人员及活荷载:3500N

风载(按7级风考虑):5000N

合计:每副挂架所承受的荷载为18.6KN

荷载安全系数取2.0,则设计荷载为37.20KN

荷载q=37.20KN

反力N2,外墙对其的支撑力N3。

故可解得:N2=qL1/L2=24.18kN

因此,挂架螺栓受到的拉力为:24.18KN,剪切力为37.2KN。

穿墙螺栓所受的拉应力为:

=4×24.18×103/π×282

=39.27N/mm2<215N/mm2

=4×37200/π×282

=60.4N/mm2<125N/mm2(A3钢的剪切屈服极限)

焊接所受的剪应力为τ2=N1/S2

焊接的截面积S2=2πDhmin=2π×28×3=527.5mm2

贺州市城市技术管理规定2018.pdf故τ2=N1/S2=24180/527.5=45.84N/mm2<125N/mm2

3.5三角架斜杆承载力验算

三角架采用50×5等边角钢和10mm厚钢板加工制作,见下图:

为方便计算三脚架斜杆受力验算简图如下,其计算结果是偏于安全的。

斜杆长度L=2.4m斜杆受力N=37.2/cosa=44.64KN

按轴心受压构件计算,λ=2400/23=104<150

消防工程施工组织设计方案(完整版).pdf查表得稳定系数ψ=0.529

则N/ψA=44640/(858×0.59)=88.2

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