脚手架施工方案
目 录
1、编制依据 …………………………………………………… 2
2、工程概况 …………………………………………………… 2
3、施工部署 …………………………………………………… 4
4、扣件式钢管手架构造要求及技术措施 …………………… 6
5、脚手架的搭设 ……………………………………………… 9
6、脚手架的拆除 …………………………………………… 10
9、脚手架的验收 …………………………………………… 11
10、脚手架的质量要求 …………………………………… 12
11、脚手架施工安全技术措施 …………………………… 13
12、脚手架安全管理 ……………………………………… 14
附表 …………………………………………………… 15
计算书 ………………………………………………… 17
一、编制依据
1、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2011)
2、《北京市建筑工程安全操作规程》(DBJ 01-62-2002)
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)
4、《建筑施工手册》(第四版)
5、 通州区永乐店中学迁址新建工程施工组织设计
6、 通州区永乐店中学迁址新建工程施工图纸
二、工程概况
1、工程概况
序号
项目
内容
1
工程名称
xxxxx工程
2
建设单位
xxxxxxx
3
设计单位
xxxxxx设计院
4
监理单位
xxxxxx公司
5
监督单位
xxxxxxx质量监督站
6
施工单位
xxxxxx公司
7
建筑面积
26263.48m2
8
工程地点
xxxxxx
9
结构类型
框架结构
10
质量
招标质量要求:“合格”
11
工 期
开工日期2013年4月22日,竣工日期2014年8月9日
12
建筑性质
公共建筑(学校)
13
承包方式
施工总承包
2、建筑设计概况:
建设规模:食堂地上二层,宿舍地上七层。主体建筑高度:食堂10.2m,宿舍26.3m。建筑面积:食堂6328.19㎡,宿舍19935.29㎡,总建筑面积26263.48㎡。
结构形式:食堂为框架结构、宿舍剪力墙结构。
质量标准:合格
本项目工程分为食堂和宿舍两个独立体,食堂呈Z字形,宿舍呈两个反向L形。建筑耐火等级为二级,屋面防水等级为二级,抗震设防烈度为8度,合理使用年限为50年。
本工程建筑构造及装修作法如下:
楼地面:采用600*600地砖,局部为砂浆水泥地面。
内 墙:采用涂料内墙面、吸音内墙面、面砖内墙面、乳胶漆内墙面;
外 面:以涂料为主,局部花岗岩面层,外墙入口处为金属铝板,颜色均由甲方确定。
屋 面:屋面防水等级均为Ⅱ级,坡屋面采用仿水泥大型彩板瓦,平屋面为地砖保护层屋面。
门 窗:采用铝合金中空玻璃。
3、结构设计概况
食堂基础采用独立基础、基础梁砼强度等级为C30,框架柱4.7米以下为C40,4内米以上为C35,粱、板、梯、挑檐、雨棚为C30,女儿墙、非承重墙、圈梁为C25。宿舍为条形基础,强度等级C40,框架柱、剪力墙、墙柱为C40,粱、板、梯为C30,女儿墙、非承重墙为C25。
4、给排水设计概况
本建筑室内给排水系统包括:生活给水系统、室内消火栓系统、灭火器配置、湿式自动喷水系统、预作用自动喷水系统及气体消防系统。
生活给水管:干管采用饮水型涂塑(内涂塑外镀锌)复合钢管,丝扣连接;支管采用PPR塑料管,热熔连接。
室内消火栓系统、湿式自动喷水系统、预作用自动喷水系统给水管:采用热浸内外镀锌钢管,管径<DN100时,丝扣连接;管径≥DN100时,沟槽连接。
生活排水管、室内排水支管:采用硬聚氯乙烯(UPVC)排水管,粘接。
5、电气设计概况
电源来自变电所,采用电力电缆直埋引入学校配电室。
电力配电系统:配电线路采用放射式和放射+树干式配电方式,配电干线采用YJV-1型铜芯交联电缆在桥架内敷设;消防用电设备采用双电源供电,并当发生火灾切断生产、生活用电时,仍保证消防用电,在末端互投。
6、智能与信息系统设计概况
本工程由智能与信息设计范围包括综合布线系统、安全防范系统、有线广播系统、有线电视系统组成。
三、施工部署
1、安全领导小组
安全生产、文明施工是企业生存和发展的前提条件,是达到无伤亡事故发生的必然保障,也是我项目部进行文明施工的根本要求。脚手架工程是工程施工过程中容易出现安全事故的项目,一方面施工人员高空作业,除安全带外无其它的安全保证措施;另一方面脚手架的整体稳定性及强度、刚度设计要求,是将来外装修阶段施工人员
堆放、支撑体系的主要结构。为此项目部成立以项目经理为组长的领导小组,具体组成人员名单如下:
组 长:xxxxx(项目经理)全面抓管理
副组长;xxxxx(执行经理)负责协调工作
xxxxx(生产经理)现场总指挥
组 员:xxxxx(技术负责人)——现场施工协调
xxxxx(安全员)——现场施工指挥、质量检查
xxxxx(架子组长)——负责现场具体施工
2、设计总体思路
结合本工程实际特点、结构情况、建筑高度,建筑物四周搭设全高全封闭式双排落地脚手架,此架为一架三用,即用于结构施工及装修工程,又用于施工安全防护。荷载按照装修施工阶段考虑,按两层同时作业要求进行设计。
本工程各施工段脚手架根据工程施工实际进度及施工工序安排进行搭设。建筑高度低于24米,不进行脚手架安全计算,按脚手架构造要求进行搭设。食堂脚手架高度为12米,宿舍脚手架高度为28米(需进行算)。
1)食堂脚手架:立杆纵距为1500㎜,横距为1000mm,步距1800㎜。脚手架与结构的纵向刚性连接采用φ48×3.5 焊接钢管抱柱,横向刚性连接除利用柱以外在每一跨的跨中进行抱梁连接。食堂工程在地梁下部施工完成后进行土方回填夯实,夯实完成后即进行脚手架搭设,直到外装修全部完成。(刚性连接见后附图)
2)宿舍脚手架:立杆纵距为1500㎜,横距为1000mm,步距1500㎜。脚手架与结构的纵向刚性连接采用φ48×3.5 焊接钢管抱柱,横向刚性连接除利用柱以外在每一跨的跨中进行抱梁连接。宿舍在条基及地梁施工完成后即进行土方回填夯实,再搭设脚手架,到外装修全部完成。(刚性连接见后附图)
3、脚手架材料质量要求
1)钢管采用φ48×3.5 焊接钢管,新钢管要有产品质量合格证,质量检验
,钢管材质检验
应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T 228)的有关规定,钢管质量必须满足现行国家标准《碳素结构钢》(GBT700)中Q235-A级钢的要求,不得使用锈蚀严重(斑点、剥皮)、弯曲、开裂的钢管。每根钢管的最大重量不应大于25Kg。
扣件采用可锻铸铁制造的标准扣件,其材质必需符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。扣件在螺栓拧紧力矩在达到65N·m时,不得发生破坏。新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时,应按上述标准的规定抽样检测。
旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换; 新、旧扣件均应进行防锈处理。
扣件的附件(T 形螺栓、螺母、垫圈)采用材料符合《碳素结构钢》中A3 规定:扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼、夹灰等铸造缺陷,钢管和扣件均必须有出厂合格证及检验单,扣件与钢管的吻合面要接触良好,螺栓不得滑丝,夹紧钢管时,开口处最大距离小于6mm,必要时进行抗滑移试验。
⑵脚手板选用松木板,每块重量不宜大于30 Kg,其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ5)中II级材质的要求。脚手板厚度不应小于50㎜,两端各设直径为4㎜的镀锌钢丝两道,腐烂、变形、破损严重的不得使用。
⑶安全网:栏杆围网选用合格的聚氯乙烯编织的1.8×6m 的密目式安全立网,安全网应为不小于2000 目/100cm2 的密目式绿色围护立网。
四、扣件式钢管脚手架的构造要求及技术措施
1、基础处理
无论食堂还是宿舍工程,在搭设脚手架的部位,必须分层夯击密实,搭设脚手架时必须保证基土平整,在立杆下端垫通长脚手板,其厚度不小5㎝,布设必须平稳,不得悬空。
2、立杆
每根立杆的底部能够使用通长脚手板的尽可能使用脚手板,不能采用脚手板的部位将50×100的方木截取不小于30㎝长垫在立杆下端,垫板长度不少于2跨,立杆接头采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直接扣件连接。接头必须错开布置,两个相邻接头位置尽可能避免在同一跨同一步距内,并在高度方向错开的距离不小于50㎝,各接头中心距主接点的位置不大于60㎝。立杆顶端高出檐口上皮1.5米。
3、大横杆(纵向水平杆)
大横杆置于小横杆之下,在立杆内侧,并用直角扣件与立杆连接,其长度应大于3跨,不小于6米,同一步大横杆四周要交圈。
大横杆之间采用对接扣件连接,其接头位置要错开,不在同跨、同步距之内,相邻两接头水平位置不小于50㎝,各接头部位距最近立杆的距离不大于立杆纵距的三分之一。
4、小横杆(横向水平杆)
每一个立杆与大横杆相交处(即主节点)必须设置小横杆,并采用直角扣件扣紧在大横杆上,该杆轴线偏移主节点的距离不大于15㎝。非主节点的小横杆其最大间距不大于纵向间距的1/2,其间距根据作业层脚手板搭设的需要及作业层荷载情况,等间距设置,其最大间距不大于75㎝,采用直角扣件扣紧在大横杆上。
小横杆伸出外排大横杆的距离不小于10㎝,一般伸出里排大横杆距建筑外装饰面的距离不宜大于10㎝,根据本工程实际情况结构与装修用同一脚手架,应根据结构施工时模板及其支撑体系所需的尺寸来确定(根据结构施工及装修外饰面用料小横杆伸出里排大横杆后距结构外皮尺寸不大于30cm),另外在搭设脚手架时一定要将挑出阳台的位置预留出来,以免影响结构施工。
5、纵、横向扫地杆
纵向扫地杆用直角扣件固定在距地20㎝的立杆上,横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
6、剪刀撑
每道剪刀撑跨越立杆的根数按下表执行:
剪刀撑斜杆与地面的倾角
450
500
600
剪刀撑跨越立杆的最大根数
7
6
5
每道剪刀撑的宽度不小于4跨,且不应小于6m。本工程脚手架高度小于24m,在脚手架的两端各设置剪刀撑,斜杆相交点处于同一条直线上,并由底至顶连续设置。剪刀撑的一根斜杆用旋转扣件固定在立杆上,另一根斜杆用旋转扣件固定在小横杆伸出的端头上。在其中间增加2-4个扣件。所有固定点距主节点的距离不大于15㎝。最下部的斜杆与立杆的连接点的位置距地面的距离不大于30㎝。
剪刀撑的杆件连接采用搭接,其搭接长度≥100㎝,并用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘距杆件端部不小于10㎝。
7、脚手板
脚手板采用木板,厚度5㎝,宽度在35-45㎝,长度不小于3.5米。脚手板设置在3根横向水平杆上,脚手板在必须探头的部位要用3.2㎜的镀锌铁丝与支撑杆件固定。当脚手板小于2米时,可采用两根小横杆,并将板两端与其可靠固定,以防倾翻。
根据现场脚手架安装情况,脚手板的铺设可采用对接平铺,亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时,在每块脚手板对接处的端部必须各设置一根横向水平杆,脚手板外伸长取130~150mm,两块脚手板外伸长度的和不大于300mm;脚手板搭接铺设时,接头部位必须支撑在横向水平杆上,搭接长度应大于200mm,搭接端部伸出搭接处横向水平杆的长度不应小于100mm。
脚手板要平铺、满铺、铺稳,拐角处两个方向的脚手板必须重叠放置,避免出理探头板及空档现象。
8、连墙件
连墙件采用刚性连接,垂直距离及水平距离依结构柱位置合理设置,但应满足规范要求竖向不大于三步水平向不大于三跨,连墙杆采用Ø48×3.0钢管。在结构柱处用钢管抱柱形成刚性连接体,另一端与双排脚手架的内外立杆连接。
脚手架开始安装时由于无法设置连墙件,需采用抛撑,斜撑间距不大于5跨(以保证脚手架整体稳定为原则),抛撑采用通长杆件与脚手架可靠连接,与地面的倾角在450-600之间,连接点中心与主节点的距离不大于300㎜。保证架体的稳定。
连墙杆件横竖向顺序排列、均匀布置、与结构面垂直,并尽量靠近主节点(距离主节点不大于30㎝),连墙杆两端伸出扣件的距离大于10㎝。
9、防护设施
脚手架要满挂全封闭密目安全网。密目网采用1.8×6米规格,用网绳绑扎在大横杆、立杆的内侧。作业层网应高于平台1.2米,并在作业层下设置一层水平兜网。
作业层脚手架立杆于0.6米及1.2米处各设置一道防护栏杆,立杆内侧设置18㎝高的挡脚板。
五、脚手架的搭设
1、搭设顺序
摆放扫地杆(贴近地面的大横杆)→逐根树立杆,随即与纵向扫地杆扣紧→装扫地小横杆与立杆扣紧→安第一步大横杆(与各立杆扣紧)→安第一步小横杆→第二步大横杆→加设临时斜撑杆(上端与第二步大横杆扣紧,在装设两道连墙杆后可拆除)→第三、四步大横杆和小横杆→连墙杆→接立杆→加设剪刀撑→铺脚手板→加挂密目式安全网。
2、脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不超过相邻连墙件以上二步。每搭一步脚手架后,就按规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内。
3、开始搭设立杆时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙杆件安装稳定后,方可根据情况拆除。
4、当搭至有连墙杆件的构造点时,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙件。
5、在封闭型脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈,用直角扣件与内外角部立杆固定。
6、双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不大于10㎝。当脚手架施工操作层高出连墙件二步时,应采取临时稳定措施,直到一层连墙件搭设完后方可根据情况拆除。
7、剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。
8、扣件必须与钢管外径相同。螺栓拧紧力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m。
9、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。
对接扣件开口应朝上或朝内。
10、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。
11、脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm。
12、脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆上。在拐角、斜道平台处的脚手板,应与横向水平杆可靠连接,防止滑动。
自顶层作业层的脚手板向下计,每隔一层满铺一层脚手板。
六、脚手架的拆除
1、架子拆除时应划分作业区,周围设围栏或竖立警戒标志地面设有专人指挥,严禁非作业人员入内。
2、拆除的高空作业人员,必须戴安全帽、系安全带、穿软底鞋。
3、拆除顺序遵循由上而下、先搭后拆的原则。即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑,后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按一步一清的原则进行,严禁上下同时进行拆除作业。
4、拆立杆时,应先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆,斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣,然后托住中间,再解端头扣。
5、连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固。当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5m)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固后,再拆除连墙件。
6、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一个人有关的结扣时,应先通知另一方,以防坠落。
7、拆除时不应碰坏门窗、玻璃、落水管、房檐瓦片、地下明沟等物。
8、拆下的材料应堆放成堆,并应按指定的地点,随拆随运,严禁抛掷。运至地面分类堆放,当天拆当天清。
9、在拆除过程中,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。
七、脚手架验收
1、钢管应有产品合格证,质量检验报告,钢管材质应合格,钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。
2、扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
3、脚手架及其地基基础在下列阶段进行检查与验收:
1)基础完工后及脚手架搭设前;
2)作业层上施加荷载前;
3)每搭设完10~13m高度后;
4)达到设计高度后;
5)遇有六级大风与大雨后;
6)停用超过一个月时;
4、脚手架使用中,定期检查下列项目:
1)杆件的设置和连接,连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求;
2)地基是否积水,立杆是否悬空;
3)扣件螺栓是否松动;
4)安全防护措施是否符合要求;
5)是否超载。
5、脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法(后附表)
安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查,抽样方法应按随机分布原则进行。抽样检查数目与质量判定标准,应按后附表的规定确定。不合格的必须重新拧紧,直至合格为止。
八、脚手架的质量要求
1、构配件的允许偏差
序 号
项 目
允许偏差(㎜)
检查工具
1
无缝钢管尺寸
外径
内径
48
3.5
游标卡尺
2
钢管两端面切斜偏差
1.70
塞尺、拐角尺
3
钢管外表锈饰度
≤0.50
游标卡尺
4
立杆钢管弯曲
3m≤L≤4m
3m≤L≤4m
≤12
≤20
钢板尺
水平杆、斜杆的钢管弯曲 L≤6.5 m
≤30
2、扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准
项次
检查项目
安装扣件数量(个)
抽检数量(个)
允许的不合格数
1
连接立杆及纵横向水平杆或剪刀撑的扣件;接长立杆、纵向水平杆或剪刀撑的扣件
1201-3200
50
5
2
连接横向水平杆或纵向水平杆的扣件(非主节点除外)
1201-3200
50
10
九、脚手架施工安全技术措施
1、脚手架在使用过程中的均布荷载不超过2000N/m2。
2、架子工必须持证上岗。
3、搭设脚手架前由专职安全员向工人作详细技术交底。
4、脚手架四周应设避雷装置。
5、施工过程中设专人管理负责脚手架检查保修工作。
6、作业层只允许二步架同时施工。
7、作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。不得将模板支架、泵送砼输送管等固定在脚手架上;严禁悬挂起重设备。
8、在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:
1)主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆;
2)连墙件;
9、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守。
10、搭拆脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。
十、脚手架安全管理
1、制定有针对性的、切实可行的脚手架搭设与拆除方案,严格进行安全技术交底。
2、脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》GB 5036 考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。
3、搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
4、脚手架的构配件质量与搭设质量,应按规范的规定进行检查验收,合格后方准使用。
5、当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施,并应扫除积雪。 不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报主管部门批准。
6、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守。
7、工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等,应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46)的有关规定执行。
8、作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,并挂设限重牌。严禁将模板支架、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管道等固定在脚手架上;严禁悬挂起重设备。
9、在脚手架使用期间,严禁拆除下列杆件:主节点处的纵、横向水平杆,纵横向扫地杆,连墙件。
10、架子搭设完毕,用合格密目安全网进行封闭施工,并设置符合要求的兜网。
密目网与兜网:脚手架外排立杆内侧,要采用密目式防火安全网全封闭。密目网必须用符合要求的系绳将网周边每隔45cm 系牢在脚手管上。首层应设置满铺架板和兜网硬防护,作业层下设随层网。
11、搭拆脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。
附扣件式钢管脚手架各杆件位置图:
附表
脚手架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法
注:图中1―立杆;2―纵向水平杆;3―横向水平杆;4―剪刀撑。
落地架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范。
一、参数信息:
1.脚手架参数
搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.50米,立杆的横距为1.00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 28.0 米,立杆采用单立管;
内排架距离墙长度为0.30米;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 2;
采用的钢管类型为 Φ48×3.5;
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;
2.活荷载参数
施工荷载均布参数(kN/m2):3.000;脚手架用途:结构脚手架;
同时施工层数:2;
3.风荷载参数
北京地区,基本风压为0.45,风荷载高度变化系数μz为1.42,风荷载体型系数μs为0.64;
考虑风荷载
4.静荷载参数
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;
5.地基参数
地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kN/m2):160.00;
基础底面扩展面积(m2):0.25;基础降低系数:0.40。
二、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,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.000/(2+1)=0.117 kN/m ;
活荷载标准值: Q=3.000×1.000/(2+1)=1.000 kN/m;
静荷载的计算值: q1=1.2×0.038+1.2×0.117=0.186 kN/m;
活荷载的计算值: q2=1.4×1.000=1.400 kN/m;
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯距计算
如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.186×1.5002+0.10×1.400×1.5002 =0.348 kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.186×1.5002-0.117×1.400×1.5002 =-0.410 kN.m;
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.348×106,0.410×106)/5080.0=80.709 N/mm2;
大横杆的抗弯强度:σ= 80.709 N/mm2 小于 [f]=205.0 N/mm2。满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.117=0.155 kN/m;
活荷载标准值: q2= Q =1.000 kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V= 0.677×0.155×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.000
×1500.04/(100×2.06×105×121900.0) = 2.207 mm;
脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为 l/150与10 mm 请参考规范表5.1.8。
大横杆的最大挠度小于 1500.0/150 mm 或者 10 mm,满足要求!
三、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:p1= 0.038×1.500 = 0.058 kN;
脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.000×1.500/(2+1)=0.175 kN;
活荷载标准值:Q=3.000×1.000×1.500/(2+1) =1.500 kN;
荷载的计算值: P=1.2×(0.058+0.175)+1.4 ×1.500 = 2.379 kN;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为小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:
Mqmax = 1.2×0.038×1.0002/8 = 0.006 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax = 2.379×1.000/3 = 0.793 kN.m ;
最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.799 kN.m;
σ = M / W = 0.799×106/5080.000=157.244 N/mm2 ;
小横杆的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1000.04/(384×2.060×105×121900.000) = 0.020 mm ;
P2 = p1 + p2 + Q = 0.058+0.175+1.500 = 1.733 kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
Vpmax = 1732.600×1000.0×(3×1000.02-4×1000.02/9 ) /(72×2.060×105
×121900.0) = 2.449 mm;
最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.020+2.449 = 2.469 mm;
小横杆的最大挠度小于 (1000.000/150)=6.667 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
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
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 = 0.038×1.000=0.038 kN;
脚手板的荷载标准值: P2 = 0.350×1.000×1.500/2=0.262 kN;
活荷载标准值: Q = 3.000×1.000×1.500 /2 = 2.250 kN;
荷载的计算值: R=1.2×(0.038+0.262)+1.4×2.250=3.511 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 = 0.139×28.000 = 3.903 kN;
(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×(1.000+0.3)/2 = 1.024 kN;
(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 = 0.140×3×1.500/2 = 0.315 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.005×1.500×28.000 = 0.210 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.452 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= 3.000×1.000×1.500×2/2 = 4.500 kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo = 0.450 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz= 1.420 ;
Us -- 风荷载体型系数:Us =0.640 ;
经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.450×1.420×0.640 = 0.286 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= 1.2×5.452+ 1.4×4.500= 12.842 kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.452+ 0.85×1.4×4.500= 11.897 kN;
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 ×1.4×0.286×1.500×
1.5002/10 = 0.115 kN.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 =12.842 kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
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 = 2.599 m;
Lo/i = 164.000 ;
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= 0.262 ;
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] =205.000 N/mm2;
σ = 12842.000/(0.262×489.000)=100.238 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 100.238 小于 [f] = 205.000 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 =11.897 kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
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 = 2.599 m;
Lo/i = 164.000 ;
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= 0.262
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] =205.000 N/mm2;
σ = 11897.340/(0.262×489.000)+114973.992/5080.000 = 115.495 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 115.495 小于 [f] = 205.000 N/mm2 满足要求!
七、最大搭设高度的计算:
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 = 1.549 kN;
活荷载标准值 :NQ = 4.500 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.139 kN/m;
Hs =[0.262×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.549
+1.4×4.500)]/(1.2×0.139)=108.236 m;
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] = 108.236 /(1+0.001×108.236)=97.665 m;
[H]= 97.665 和 50 比较取较小值。得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m。
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 = 1.549 kN;
活荷载标准值 :NQ = 4.500 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.139 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) = 0.115 /(1.4 × 0.85) = 0.097 kN.m;
Hs =( 0.262×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.549+0.85×1.4×(4.500+
0.262×4.890×0.097/5.080)))/(1.2×0.139)=96.551 m;
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] = 96.551 /(1+0.001×96.551)=88.050 m;
[H]= 88.050 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m。
八、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl = Nlw + No
风荷载基本风压值 Wk = 0.286 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.500 m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), No= 5.000 kN;
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 = 5.411 kN;
连墙件的轴向力计算值 NL= NLw + No= 10.411 kN;
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比 l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949;
A = 4.89 cm2;[f]=205.00 N/mm2;
连墙件轴向力设计值 Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103 = 95.133 kN;
Nl=10.411