广州南沙2019NJY-15地块一期项目(6#地块、8#地块及4#地块幼儿园)DM300a附着式升降脚手架安全专项施工方案.docx

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广州南沙2019NJY-15地块一期项目(6#地块、8#地块及4#地块幼儿园)DM300a附着式升降脚手架安全专项施工方案.docx

对脚手板水平杆进行计算

钢制脚手板宽度均为0.6m,由50×30×3mm矩形管做为边框纵龙骨(2根),50×32×4热轧角钢作为边框横龙骨(2根),中间用30×30×3热轧角钢做水平横撑(走道板水平横撑最大间距为600mm),上面铺设2.0mm花纹钢板焊接而成。在边框50×30×3mm矩管上钻孔,孔直径为18mm,间距100mm,钢制脚手板与立杆、竖向主框架之间通过螺栓连接。如下图所示:

a .对水平纵龙骨(水平杆)进行计算

纵向水平杆宜按单跨简支梁承受均布荷载进行计算,跨距取立杆纵距L=2.0m,杆件采用两根50×30×3.0mm矩形管,截面积A=4.206cm2,惯性矩Ix=12.827cm4, 截面模数Wx=5.13cm3防水工施工安全技术交底.doc,回转半径i=1.745cm。按照最不利因素进行纵向水平杆荷载计算。

单根水平杆按使用工况下均布竖向荷载进行强度校核;

脚手板自重线荷载标准值:;

脚手板承受施工线荷载标准值:;

则均布竖向线荷载设计值;

则均布竖向线荷载标准值;

则单根水平杆在竖向荷载下最大弯矩;

则单根水平杆抗弯强度;

强度满足要求;

则单根水平杆挠度 挠度满足要求; 故水平杆满足要求。

b .对水平横撑进行计算

水平横撑采用用30×30×3热轧角钢,L=540mm,水平横撑最大间距为600mm,截面面积A=1.749cm2 ,惯性矩IX=1.46cm4,截面模数Wx=0.68cm3 ,以两端焊接固定按最不利工况进行横向水平杆计算;

单根水平横撑按使用工况下均布竖向荷载进行强度校核;

横撑自重线荷载标准值:;

横撑承受施工线荷载标准值:;

则均布竖向线荷载设计值;

则均布竖向线荷载标准值;

则单根水平横杆在竖向荷载下最大弯矩;

则水平杆抗弯强度;强度符合;

则水平杆挠度 挠度符合; 故水平横撑杆满足要求。

c .对脚手板连接螺栓计算

在2m跨度内至少采用4颗4.8级M16螺栓连接脚手板与竖向立杆;

则单根M16螺栓抗剪承载力设计值

而脚手板竖向荷载设计值 ;

故脚手板连接螺栓满足要求。

平台构架以在内外排各一根立杆承载2m立杆跨距竖向荷载;

a .单根立杆承受永久荷载

单根外排立杆承受永久荷载;

单根内排立杆承受永久荷载 b .单根立杆承受施工荷载

平台构架立杆的竖向荷载设计值按式计算:

则平台构架立杆承受竖向荷载设计值 ;

c .平台构架立杆在水平风荷载作用下引起的弯矩,按下式进行计算:

k——计算立杆长度附加系数,其取值为1.155,当验算立杆允许长细比时,取k=1;

μ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,μ =1.5;

h——立杆步距,取h=2400mm;

立杆80×40×3mm定制钢惯性半径,截面系数,截面面积;

计算稳定性时 ; 查表得稳定系数;

平台构架立杆稳定承载力按下式计算:

水平弦杆强度稳定性验算

根据受力轴图,水平弦杆最大压力为(上弦杆);

水平弦杆为矩形管50*30*3mm,截面面积,惯性半径,长度,按两端铰支考虑:

则受压水平弦杆长细比;

查轴心上受压杆稳定系数表得 ;则受压杆强度;

故水平弦杆满足强度和稳定性要求。

根据受力轴图,斜腹杆最大受力为(压力);

斜腹杆为矩形管50*30*3mm,截面面积,惯性半径,长度,按两端铰支考虑:

查轴心受压杆稳定系数表得,则受压杆强度与稳定性:

故斜腹杆满足强度和稳定性要求。

根据受力轴图,竖杆最大受力为(压力);

竖杆为矩形管50*30*3mm,截面面积,惯性半径,长度,按两端铰支考虑:

查轴心受压杆稳定系数表得,则受压杆强度与稳定性

故竖杆满足强度和稳定性要求。

水平桁架与主框架的连接点处强度校核

水平桁架的节点荷载应为架体构架的立杆轴力,操作层桁架荷载的分配应通过小横杆支座反力求得;

竖向主框架与水平桁架采用普通螺栓连接,水平桁架支承在竖向主框架上,由水平桁架受力轴图可知:支座反力F=14.84kN;出于安全考虑,按每个支点(两个M16普通螺栓)计算:

故满足连接强度要求。

垂直荷载作用(永久荷载+施工荷载)

永久荷载+0.9(施工活荷载+风荷载)

取两种组合,按最不利的计算。且主框架在使用工况条件下,其设计荷载值应乘以附加荷载不均匀系数1.3,在升降、坠落工况时,其设计荷载应乘以附加荷载不均匀系数2.0。

S=1.3×(1.2×28.4+1.4×21.6)=88.66kN

S=2.0×(1.2×28.4+1.4×5.4)=86kN

(3)坠落状况(使用状况):

S=2.0×(1.2×28.4+1.4×21.6)=136.4kN

(4)坠落状况(升降工况):

S=2.0×(1.2×28.4+1.4×5.4)=91kN

则使用工况下取坠落时的荷载S=136.4KN进行计算;升降工况下也取坠落时的荷载S=91KN进行计算。

垂直荷载与风荷载组合即:永久荷载+0.9(施工活荷载+风荷载)

由上面计算知,不论是在使用工况下还是在升降工况下,发生瞬间坠落时垂直荷载最大,考虑垂直荷载与风荷载的组合:

垂直荷载:2.0×(1.2×28.4+0.9×1.4×21.6)=130.34kN(使用工况下坠落)

2.0×(1.2×28.4+0.9×1.4×5.4)=89.5kN(升降工况下坠落)

使用工况下内力值计算(用结构力学求解器建模分析)

(1)垂直荷载作用下,取使用工况下坠落时的荷载值P=136.4×1.3=177.32KN进行计算,计算简图如下:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图52 主框架分析图(使用工况:垂直荷载)

(2)垂直荷载与风荷载组合作用下:

垂直荷载:P=130.34×1.3=169.44KN(使用工况下坠落)

考虑正风向(风压力)情况下主框架内力图如下图所示:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图53 主框架分析图(使用工况:垂直荷载+正向风荷载)

考虑负风向(风吸力)情况下主框架内力图如下图所示:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图54 主框架分析图(使用工况:垂直荷载+负向风荷载)

升降工况下内力值计算(用结构力学求解器建模分析)

(1)垂直荷载作用下,取升降工况下坠落时的荷载值P=91KN(已考虑荷载不均匀系数2.0)进行计算,计算简图如下:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图55 主框架分析图(升降工况:垂直荷载)

(2)垂直荷载与风荷载组合作用下:

垂直荷载:P=89.5KN(升降工况下坠落)(已考虑荷载不均匀系数2.0)

考虑正风向(风压力)情况下主框架内力图如下图所示:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图56 主框架分析图(升降工况:垂直荷载+正向风荷载)

考虑负风向(风吸力)情况下主框架内力图如下图所示:

计算简图 轴力图(KN) 弯矩图(KN·m)

图57 主框架分析图(升降工况:垂直荷载+负向风荷载)

主框架杆件编号图如下图所示:

图58 主框架杆件编号图

从杆件内力图可以看出,受力最大的外立杆为30号杆件,力大小为97.04KN且为拉杆;

外立杆即为80×40×3mm的定制钢,其截面面积A=684mm2

外立杆标节间的连接采用2根M18普通螺栓:

腹杆截面特性: 30*30*3矩形管

面积A=300.8mm2,Ix=35000mm4

惯性半径i=10.78mm, L0=356.2mm,按两端铰支考虑

查得稳定性系数:稳定系数φ=0.909

腹杆与主框架上、导轨之间采用螺栓连接,每边2个M18螺栓连接,

所受最大拉力为N=34.38kN,其水平和垂直分量均为24.12KN:

导轨采用140*80*40*6的Q345B定制钢,导轨截面面积,截面惯性矩惯性半径,按两端铰支考虑;

当导轨手拉,M=17.66kN·m,N=105.96KN时,截面拉应力最大:

查得稳定性系数:稳定系数=0.733

卧林段施工组织设计导轨标节间的连接采用2根8.8级M20螺栓,则

故导轨对接处螺栓能够满足强度要求。

对提升支座进行受力分析计算

在升降系统的结构件强度、连接强度设计时,按单机位处于升降状态时提升点的作用力进行计算;

作用于竖向主框架提升点的作用力【冀】12D4:电力与照明配电装置,按下式进行计算:

a .提升支座吊点螺栓强度验算

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