某高层建筑悬挑脚手架施工方案

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某高层建筑悬挑脚手架施工方案

连墙件设置主要与框架柱做“井字型”抱箍,框架柱之间连墙件的布置详见脚手架剖面图(附图),最大间距不得大于两步三跨。二层以上及所有采用斜向的连墙件每处都使用双杆连接,其中受力最不利的为五层斜向连墙件,对其强度和连接扣件计算如下:

连墙件计算长度l0=μl=1.27l=1.27×3=3.81m

连墙件轴向力设计值Nf=A[f]

油饲路施工组织设计其中——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l/i=381/1.58=241的结果查表得到=0.126;

A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=12.6kN

由于采用双杆,则每根连墙件的轴向力为Nl=9.03×3/1.8/2=7.5KN

Nf>Nl,连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.5kN小于扣件的抗滑力8.0kN

8.悬挑式扣件钢管脚手架计算书

8.3扣件抗滑力的计算:

8.4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=0.125×22.800=2.845kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用木脚手板,标准值为0.35

NG2=0.350×4×1.500×(1.050+0.300)/2=1.417kN

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

NG3=0.140×1.500×4/2=0.42kN

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005

NG4=0.005×1.500×22.800=0.171kN

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.854kN。

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=1.3×0.569=0.74

经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×0.350×1.25×0.74=0.227kN/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

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——风荷载基本风压值(kN/m2);

la——立杆的纵距(m);

h——立杆的步距(m)。

8.5立杆的稳定性计算:

8.7普通悬挑梁计算:

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。本工程中,脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体=1200mm,水平支撑梁的截面惯性矩I=563.70cm4,截面抵抗矩W=80.50cm3,截面积A=18.51cm2。

受脚手架集中荷载P=1.2×4.85+1.4×3.15=10.24kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×18.51×0.0001×7.85×10=0.17kN/m

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

最大弯矩Mmax=1.543kN.m

截面应力=M/1.05W+N/A=1.543×106/(1.05×80500.0)+3.050×1000/1851.0=19.904N/mm2

水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用[14a号槽钢,计算公式如下

其中b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:

经过计算得到b=570×9.5×58.0×235/(1200.0×140.0×235.0)=1.87

经过计算得到强度=1.54×106/(0.906×80500.00)=21.15N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!

8.8转角处的悬挑梁计算

P=10.24KN,q=0.17KN/m,则从左至右支座反力为

R1=4.433KN,R2=6.241KN

M=6.459KN.m

P1=4.433+10.24=14.67KN,P2=10.24KN,q=0.17KN/m

经过连续梁的计算,各支座反力从左至右分别为

计算得最大弯矩和最大剪力为

M=2.21KN.m,V=14.71KN

P1=6.24*2+10.24=22.72KN,P2=10.24KN,q=0.17KN/m

经过连续梁的计算,各支座反力从左至右分别为

计算得最大弯矩和最大剪力为

M=4.56KN.m,V=22.79KN

由于1~3号梁都选用14a号槽钢,只需选取最大内力进行计算,同时由于钢梁所受轴压力较小,因此忽略计算,则

截面应力=M/1.05W=6.459×106/(1.05×80500.0)=76.4N/m2

 <[f]=215N/m2

τ=VS/Itw=22.79×103×47.5×103/(564×104×6.0)=32.0N/m2

τ<[fv]=125N/m2

选取1号梁进行计算,计算公式如下

其中b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:

经过计算得到b=570×9.5×58.0×235/(1200.0×140.0×235.0)=1.87

经过计算得到强度=6.459×106/(0.906×80500)=88.6N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!

8.9拉杆及斜撑的受力计算:

1、除转角处外的水平钢梁的轴力RAH和拉杆的轴力RU1按照下面计算

RAH=RU1cos

RU1=R1/sin

其中RU1cos为拉杆的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力R1=RU1sin

RU1=16.40KN

2、转角处2号、3号梁除设拉杆外还在下部设斜撑,假设挑梁所受水平推力为零,按照下面公式计算

R=RU1sin1+RU2sin2

RU1cos1=RU2cos2

其中R为各支点的支撑力,选取3号梁计算R=27.80KN

RU1、1分别为拉杆拉力和拉杆与挑梁的夹角

RU2、2分别为斜撑压力和斜撑与挑梁的夹角

斜撑支点设在下层柱脚的楼板上,拉杆吊环设在楼板上2.8m的柱上,则

RU1=13.3KN,RU2=22.3KN

8.10拉杆的强度计算:

拉杆采用ф14钢筋,截面积A=153.86mm2

б=RU1/A=16400/153.86=106.6N/mm2<[f]=205N/mm2

8.11斜撑的强度及稳定性计算:

斜撑选用120×2.5的Q235冷弯薄壁型方钢,截面积A=11.48cm2,最小回转半径i=4.77cm,计算长度l0=l=6/sin65O=6.62m。

б=RU2/A=22300/1148=19.4N/mm2<[f]=205N/mm2

λ=l0/i=662/4.77=139<[λ]=150

查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》附录A,=0.353,则

N/A=22300/(0.353×1148)=55.0N/mm2

8.12吊环的强度计算:

拉杆采用ф16钢筋,截面积A=201.1mm2,根据《混凝土结构设计规范》第10.9.8条,吊环强度设计值为[f]=50N/mm2,按两个截面受力计算,则

б=RU1/2A=16400/(2×201.1)=40.8N/mm2<[f]=50N/mm2

9.无拉接悬挑方案计算

在结构施工阶段,拉接点的混凝土强度达到75%以前,采用无拉接悬挑方案。综合考虑施工进度,这阶段脚手架只用于防护,搭设高度为两层加1.2m防护栏杆共计12.6米,立杆采用单立管。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3跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米。由于该脚手架只用于防护,施工均布荷载取1.0kN/m2,同时施工1层,脚手板共铺设2层。悬挑水平钢梁采用[14a号槽钢,其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度1.40米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有拉杆与建筑物拉结,转角处的挑梁有120×2.5方钢管做支杆。

本方案只需对悬挑钢梁和支点进行验算。

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/m);本例为0.1248

NG1=0.125×12.600=1.573kN

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用木脚手板,标准值为0.35

NG2=0.350×2×1.500×(1.050+0.300)/2=0.709kN

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、木脚手板标挡板,准值为0.14

NG3=0.140×1.500×2/2=0.210kN

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005

NG4=0.005×1.500×12.600=0.095kN

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.586kN。

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=1.000×1×1.500×1.050/2=0.787kN

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×2.586+1.4×0.787=4.21kN

9.2普通悬挑梁的受力计算:

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中,m=1500mm,l=1400mm,ml=300mm,m2=1350mm;

水平支撑梁的截面惯性矩I=563.70cm4,截面模量(抵抗矩)W=80.50cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×2.59+1.4×0.79=4.21kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×18.51×0.0001×7.85×10=0.17kN/m

k=1.50/1.40=1.07

kl=0.30/1.40=0.21

k2=1.35/1.40=0.96

代入公式,经过计算得到

支座反力RA=13.629kN

最大弯矩MA=7.135kN.m

截面应力=7.135×106/(1.05×80500.0)=84.413N/mm2

水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=2.59+0.79=3.37kN

水平钢梁自重计算荷载q=18.51×0.0001×7.85×10=0.15kN/m

最大挠度Vmax=5.157mm

水平支撑梁的最大挠度小于2700.0/400,满足要求!

9.3悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用[14a号槽钢,计算公式如下

其中b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:

经过计算得到b=570×9.5×58.0×235/(2700.0×140.0×235.0)=0.83

经过计算得到强度=7.14×106/(0.720×80500.00)=123.03N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!

9.4转角处的悬挑梁计算

P=4.21KN,q=0.17KN/m,则从左至右支座反力为

R1=1.95KN,R2=2.69KN

P1=1.95+4.21=6.16KN,P2=4.21KN,q=0.17KN/m

经过连续梁的计算,各支座反力从左至右分别为

计算得最大弯矩和最大剪力为

M=0.93KN.m,V=3.26KN

P1=2.69*2+4.21=9.59KN,P2=4.21KN,q=0.17KN/m

经过连续梁的计算,各支座反力从左至右分别为

计算得最大弯矩和最大剪力为

M=1.93KN.m,V=9.61KN

由普通悬挑梁的计算可知转角处悬挑梁的强度和稳定性满足要求。

9.5锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:

水平钢梁与楼板压点的拉环最大受力R=4.974kN

【冀】12J3-1:外墙外保温水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2;

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[4974×4/(3.1416×50×2)]1/2=4mm

选用φ16钢筋做套环满足要求!

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。

2.转角悬挑梁支撑验算

由8.9计算知,斜撑轴向力

RU2=R1/sin2=11.81/sin650=13.03kN

由8.11斜撑的强度及稳定性计算可知(完整)园林施工组织设计(全).pdf,斜撑的强度和稳定性满足要求。

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