幕墙外架安全施工方案

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幕墙外架安全施工方案

经计算得到,活荷载标准值

NQ=2.000×1.050×1.400×2/2=2.940kN;

取立杆的计算单元1.35米×1.4米县文化中心灾后重建项目施工组织设计,该计算单元承载力为:

(4+4.5)×1.35×1.4=16.065kn>8.865+2.94=11.805kn

地下室顶板承载力能够满足

2.四层连廊屋面承载力验算

(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1360

NG1=0.136×23.000=3.128kN;

(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=0.350×3×1.400×(1.050+0.3)/2=0.992kN;

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

NG3=0.140×2×1.400/2=0.294kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005

NG4=0.005×1.400×23.000=0.161kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.575kN;

经计算得到,活荷载标准值

NQ=2.000×1.050×1.400×2/2=2.940kN;

本工程屋面板活荷载设计值为2kn/㎡,屋面工程做法为20cm,可推算出地下室顶板静荷载设计值为3kn/㎡(面层工程做法综合容重按15kn/m³)

取立杆的计算单元1.25米×1.4米,该计算单元承载力为:

(2+3)×1.25×1.4=8.85kn>4.475+2.94=7.412kn

地下室顶板承载力能够满足

结论:通过以上计算,各项验算均符合要求,能够保证脚手架的安全性能。

附件二:型钢悬挑脚手架的设计计算书

搭设尺寸为:立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为0.80米,立杆的步距为1.50米;

计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为19.0米,立杆采用单立管;

内排架距离墙长度为0.80米;

小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为2;

采用的钢管类型为Φ48×3.0;

横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为0.80;

连墙件采用两步三跨,竖向间距3.00米,水平间距4.50米,采用扣件连接;

连墙件连接方式为双扣件;

施工荷载均布参数(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;

内蒙古省乌海地区,基本风压为0.550,风荷载高度变化系数μz为1.250,风荷载体型系数μs为0.649;

每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1394;

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.140;

安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3;

脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:栏杆木;

悬挑水平钢梁采用[16号工字钢],其中建筑物外悬挑段长度1.70米,建筑物内锚固段长度2.00米。

与楼板连接的螺栓直径(mm):20.00;

楼板混凝土标号:C30;

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

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。

小横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m;

脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m;

活荷载标准值:Q=2.000×1.500/3=1.000kN/m;

荷载的计算值:q=1.2×0.033+1.2×0.175+1.4×1.000=1.650kN/m;

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,

最大弯矩Mqmax=1.650×0.8002/8=0.132kN.m;

σ=Mqmax/W=29.398N/mm2;

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

荷载标准值q=0.033+0.175+1.000=1.208kN/m;

最大挠度V=5.0×1.208×800.04/(384×2.060×105×107800.0)=0.290mm;

小横杆的最大挠度小于800.0/150=5.333与10mm,满足要求!

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。

小横杆的自重标准值:P1=0.033×0.800=0.027kN;

脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.800×1.500/3=0.140kN;

活荷载标准值:Q=2.000×0.800×1.500/3=0.800kN;

荷载的计算值:P=(1.2×0.027+1.2×0.140+1.4×0.800)/2=0.660kN;

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:M1max=0.08×0.033×1.500×1.5002=0.009kN.m;

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.660×1.500=0.264kN.m;

M=M1max+M2max=0.009+0.264=0.273kN.m

抗弯强度:σ=0.273×106/4490.0=60.872N/mm2;

大横杆的抗弯强度σ=60.872小于[f]=205.0N/mm2;

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,单位:mm

均布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:

Vmax=0.677×0.033×1500.04/(100×2.060×105×107800.0)=0.051mm;

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:

P=(0.027+0.140+0.800)/2=0.483kN

V=1.883×0.483×1500.03/(100×2.060×105×107800.0)=1.383mm;

最大挠度和:V=Vmax+Vpmax=0.051+1.383=1.435mm;

大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者10mm,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):

横杆的自重标准值:P1=0.033×1.500=0.050kN;

脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN;

活荷载标准值:Q=2.000×0.800×1.500/2=1.200kN;

荷载的计算值:R=1.2×(0.050+0.210)+1.4×1.200=1.992kN;

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、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0.1394

NG1=0.139×19.000=2.649kN;

(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=0.350×3×1.500×(0.800+0.3)/2=0.866kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆木,标准值为0.11

NG3=0.140×3×1.500/2=0.315kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005

NG4=0.005×1.500×19.000=0.142kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.972kN;

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

经计算得到,活荷载标准值

NQ=2.000×0.800×1.500×2/2=2.400kN;

风荷载标准值应按照以下公式计算

Wo=0.550kN/m2;

经计算得到,风荷载标准值

Wk=0.7×0.550×1.250×0.649=0.312kN/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=1.2×3.972+1.4×2.400=8.127kN;

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=1.2×3.972+0.85×1.4×2.400=7.623kN;

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=0.850×1.4×0.312×1.500×

1.5002/10=0.125kN.m;

六、立杆的稳定性计算:

不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:

立杆的轴心压力设计值:N=8.127kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;

计算长度附加系数:K=1.155;

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定:lo=2.599m;

Lo/i=163.000;

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=0.265;

立杆净截面面积:A=4.24cm2;

立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;

钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205.000N/mm2;

σ=8127.000/(0.265×424.000)=72.328N/mm2;

立杆稳定性计算σ=72.328小于[f]=205.000N/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=7.623kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;

计算长度附加系数:K=1.155;

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定:lo=2.599m;

Lo/i=163.000;

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=0.265

立杆净截面面积:A=4.24cm2;

立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;

钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205.000N/mm2;

σ=7622.820/(0.265×424.000)+125440.038/4490.000=95.780N/mm2;

立杆稳定性计算σ=95.780小于[f]=205.000N/mm2满足要求!

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:

风荷载基本风压值Wk=0.312kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.500m2;

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;

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=5.903kN;

连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=10.903kN;

由长细比l/i=800.000/15.900的结果查表得到0.852;

A=4.24cm2;[f]=205.00N/mm2;

Nl=10.903

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=10.903小于双扣件的抗滑力16.0kN,满足要求!

八、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=1.700m,l=2.000m,m1=0.800m,m2=1.600m;

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.000cm4,截面模量(抵抗矩)W=141.000cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载P=1.2×3.972+1.4×2.400=8.127kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.100×0.000×78500.000×0.001=0.246kN/m

k=1.700/2.000=0.850

k1=0.800/2.000=0.400

k2=1.600/2.000=0.800

代入公式,经过计算得到

支座反力RA=26.429kN

最大弯矩MA=19.860kN.m

截面应力σ=19859638.590/(1.05×141000.000)=134.141N/mm2

水平支撑梁的计算强度134.141小于215.000N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=3.972+2.400=6.372kN

水平钢梁自重计算荷载q=0.003×78.500=0.205kN/m

最大挠度Vmax=7.850mm

悬伸长度的两倍,即3200.000mm

水平支撑梁的最大挠度小于3200.000/400,满足要求!

九、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用[16号工字钢,计算公式如下

经过计算得到强度φb=570×9.9×88.0×235/(3200.0×160.0×235.0)=0.97

经过计算得到强度σ=19.860×106/(0.779×141000.00)=180.750N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算σ=180.750小于[f]=215.000N/mm2,满足要求!

十、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.684kN;

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=[9683.957×4/(3.142×50×2)]1/2=11.104mm

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.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:

9683.957/(3.142×20.000×1.430)=107.780mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:

JJG (交通) 124-2015 公路断面探伤及结构层厚度探地雷达混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:

经过计算得到公式右边等于138.51kN大于锚固力N=9.68kN,楼板混凝土局部承压计算满足要求!

结论:通过以上计算,各项验算均符合要求,能够保证脚手架的安全性能。

客运站安全施工组织设计附图1:主楼落地脚手架平面布置图

附图2:悬挑脚手架挑梁平面布置图

附图3:悬挑脚手架平面布置图

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