悬挑式外墙脚手架施工方案-.doc
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R ── 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 荷载值计算: 横杆的自重标准值 P1=0.038×0.8=0.030kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.30×1.5×0.8/2=0.180kN 活荷载标准值 Q=3×1.5×0.8/2=1.800kN 荷载的计算值 R=1.2×0.030+1.2×0.180+1.4×1.800=2.772<RC=8.0kN 单扣件抗滑承载力的设计满足要求。 当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 四)、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):查《施工手册》P194页,标准值取; NG1 =0.1069×65.7=7.023 kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用,标准值为0.30 NG2 =0.30×8×(1.5+0.45)/2=2.250 kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用脚手板挡板,标准值为0.11 NG3 =0.11×1.5×8/2=0.660 kN (4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2); 标准值为: NG4 =0.005×1.5×65.7=0.493 kN 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.023+2.250+0.660+0.493=10.426kN。 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:活荷载标准值 NQ =3×2×1.5×0.8/2=3.600 kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 ── 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:W0 =0.5 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 =1.11 Us── 风荷载体型系数:Us =1.200 经计算得:风荷载标准值Wk =0.7×0.5×1.11×1.200=0.466 kN/m2。 (注意:若不能同时满足三个条件:1、基本风压不大于0.35KN/m2,2、仅有栏杆和挡脚板,3、不是敞开式脚手架,则不用计算“立杆的轴向压力设计值”) 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 = 1.2×10.426+0.85×1.4×3.600=16.795KN 其中 NG1——脚手架结构自重标准值产生的轴向力; NG2——构配件自重标准值产生的轴向力; NQ——施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆可按一纵距(跨)内施工荷载总和的1/2取值。 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 =1.2×10.426+1.4×3.600=17.551 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 =0.85×1.4×0.466×1.5×1.8×1.8/10=0.270 kN/m2 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)。 五)、立杆的稳定性计算: 1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 其中 N ── 计算立杆段的轴心力设计值,N=17551.00N; φ ── 轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=197查表取值:0.186; λ ── 长细比,λ=l0/i λ=3119.000/15.8=197 l0 ── 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定, l0= k×u×h =1.155×1.5×1.8=3.119m=3119.000mm; i ── 立杆的截面回转半径,i=15.8; k ── 计算长度附加系数,取1.155; u ── 计算长度系数,查表确定,u=1.50; A ── 立杆净截面面积,A=489mm2 f ── 钢管立杆抗压强度设计值,f = 205.00N/mm2; 立杆的稳定性计算: 17551.00/(0.186×489)=173.673< f 不考虑风荷载时,立杆的稳定性符合要求。 2、考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式: 其中 N ── 计算立杆段的轴心力设计值,N=16795.000N; φ ── 轴心受压构件的稳定系数,根据长细比λ=197,查表取值:0.186; λ ── 长细比,λ=l0/i λ=3119.000/15.8=197 l0 ── 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定, l0= kuh =1.155×1.5×1.8=3.119m=3119.000mm; i ──立杆的截面回转半径,i=15.8 mm; k ── 计算长度附加系数,取1.155; u ── 计算长度系数,查表确定,u=1.50; A ── 立杆净截面面积,A=489 mm2; W ── 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5080mm3 Mw ── 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,Mw=270.000 N.m; f ── 钢管立杆抗压强度设计值,f = 205.00N/mm2; 立杆的稳定性计算: 16795.000/(0.186×489)+270000.000/5080=202.1300< f 考虑风荷载时,立杆的稳定性符合要求。 六)、连墙件的计算: 连墙件的强度稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ8)、《钢结构设计规范》(GBJ17)、《混凝土结构设计规范》(GBJ10)等的规定计算。 连墙件的轴向力计算值应按下式计算: Nl = Nlw + N0 式中 Nl ── 连墙件轴向力计算值(kN); 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 =1.4×0.466×10.800=7.046 Wk ── 风荷载基本风压值,Wk =0.466 kN/m2; Aw ── 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw =3.6×3.0=10.800 m2; N0 ── 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0 =5 ;(单排取3,双排取5) 经计算得: Nlw =7.046 kN,连墙件轴向力计算值 Nl = Nlw + N0 =12.046 kN 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=450.00/15.8=28.48,查表得到=0.924; A =489 mm2;[f] = 205.00N/mm2。 经计算得: Nf =92.63 kN Nf>Nl,连墙件稳定性满足要求。 连墙件采用普通螺栓连接,普通螺栓计算参见《施工计算手册》钢结构部分。 连墙件普通螺栓连接示意图 七)、悬挑梁的受力计算: 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。 脚手架横距为800mm,内侧脚手架距离墙体450mm,支拉斜杆的支点距离墙体 = 1200mm, 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130cm4,截面抵抗矩W = 141cm3,截面积A =26.163 cm2。 受脚手架集中荷载 P=1.2×10.426+1.4×3.600=17.551kN 水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.163×0.0001×7.85×10=0.246kN/m 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到: 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=23.67kN,R2=12.91kN,R3=-0.81kN 最大弯矩 Mmax=1.18kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=1.18×1000000/(1.05×141000)=8.0N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 八)、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 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=570×9.9×88×235/(1200.0×160×235)=2.59 由于大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B,其值用应为:0.952 经过计算得: =1.180×1000000/(0.952×141000)=8.79N/mm2; 水平钢梁的稳定强度8.79<[f]=235,满足要求。 九)、拉杆的受力计算: 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisini 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1=27.340kN 十)、拉杆的强度计算: 拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算,为RU=27.340kN 1、拉绳的强度计算: 拉杆采用采用6×19钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算: 其中[Fg] —— 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg —— 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); —— 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8; K —— 钢丝绳使用安全系数,取8.0。 选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.0×27.340/0.85=257.318kN。 选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1400MPa,直径15.3mm。 2、钢丝拉绳的吊环强度计算: 钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为 N=RU=27.340kN 钢丝拉绳的吊环强度计算公式为 其中 [f] 为吊环抗拉强度,取[f] = 50N/mm2,每个吊环按照两个截面计算; 所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=[27340×4/(3.1416×50×2)]1/2=18.7mm 十一)、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=1.180kN 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,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8知:[f] = 50N/mm2; 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=4mm 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: 锚固深度计算公式 其中 N —— 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 1.180kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm; [fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2; h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度。 经计算得: h 要大于1.180×1000/(3.1416×16×1.5)=15.7mm。 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: 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 其中 N —— 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 1.180kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm; b —— 楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=80mm; fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=9.12N/mm2; 经过计算得到公式右边等于56.534kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求。 六、脚手架搭设 根据本工程实际情况,在三层结构施工期间,安装挑出钢梁,作为立杆底座,搭设悬挑双排脚手架,外架每四层用竹笆封底部,下兜平网;立面用密目式绿网全封闭。临街外墙架子外立面全挂竹笆,封闭严密。 1、 脚手架搭设顺序如下 按脚手架柱距、排距要求放线定位、安装悬挑钢梁---立柱(下端要搭设一致高)---第一步横向水平杆---第一步纵向水平杆---第二步横向水平杆---第二步纵向水平杆---连墙拉杆---第三步横向水平杆…… 2、 开始搭设立柱时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除。 3、 双排脚手架纵向水平杆靠墙一端至墙装饰面距离不应小于100mm。 4、 扣件螺栓拧紧扭力矩不小于40N.m,并不大于65N.m。 5、 对接扣件的开口应朝内。 6、 各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。 7、 铺设脚手板的注意事项: 1) 应铺满、铺稳、靠墙一侧距墙面距离不应大于150mm。 2) 脚手板的端头应采用直径3.2(10#)的镀锌铁丝固定在支撑杆上。 3) 在拐角处的脚手板,应与纵向水平杆可靠连接,以防止滑动。 七、脚手架搭设质量的检查与验收 1) 搭设的技术要求、允许偏差与检验方法见表2。 脚手架搭设的技术要求与允许偏差 表2 项次 项 目 技术要求 容许偏差(mm) 示意图 检查方法与工具 1 地基基础 表面 坚实平整 仅限一、二层施工使用 观 察 排水 不积水 垫板 不晃动 底坐 不滑动 降沉 10 2 立杆垂直度 最后验收垂直偏差 Hmax=20m Hmax=40m Hmax=60m H/200 H/400 H/600 ±100 用经纬仪或吊线锤和卷尺 搭设中检查垂直度偏差的高度(n) 不同设计高度H时的允许偏差△(mm) 80m 60m 40m 20m H=2 H=10 H=20 H=30 H=40 H=50 ±7 ±17 ±34 ±50 ±67 ±7 ±25 ±50 ±100 ±7 ±50 ±100 3 间距 步距偏差 柱距偏差 排距偏差 ±20 ±50 ±20 钢 卷 尺 4 纵向平杆 高差 一根杆的两端 ±20 水平仪和水平尺 同跨内、外纵向水平杆高差 ±10 5 双排脚手架横向平杆外伸长偏差 外伸500mm ≤50 钢卷尺 6 扣件安装 主节点处各扣件距主节点的距离 a≤150mm 钢卷尺 同步立柱两个相邻对接扣件的高差 ≤500mm 立柱上的对接扣件距主节点的距离 ≤h/3 纵向水平杆上的对接扣件距主节点的距离 ≤L/3 7 扣件螺栓柠紧扭力矩 10-65N·m 扭力扳手 8 剪力撑斜杆与地面的倾角 45°-60° 角尺 9 脚手架外伸长度(mm) 对接 100<a≤150 2a≤300 卷尺 搭接 a≥100 卷尺 注:1、中间档次用插入法 2、 杆件编号说明:1-立杆;2-纵向水平杆;3-横向水平杆。 3、 扣件连接质量检查 扣件紧固质量用扭力扳手检查,抽样按随时机均布原则确定,检查数量与质量判定标准见表3的规定,不合格者必须重新拧紧并达到紧固要求。 扣件拧紧质量、抽样数目及判定标准 表3 项次 检查项目 安装扣件数量(个) 抽检数量(n) 合格判定数(AO) 不合格判定数(RO) 1 连接立杆与纵(横)向平杆或剪刀撑的扣件;接长立杆、纵向平杆或剪刀撑的扣件 51-90 91-150 151-280 281-500 501-1200 1201-3200 5 8 13 20 32 50 0 1 1 2 3 5 1 2 2 3 4 6 2 连接横向平杆与纵向平杆的扣件 51-90 91-150 151-280 281-500 501-1200 1201-3200 5 5 13 20 32 50 1 2 3 5 7 10 2 3 4 6 8 11 注:本表项次1、2均为一般检查水平。本表项次1的合格质量水平(AQL)为4,项次2的为10。合格判定数(AO)系指允许不合格数。 八、脚手架的使用规定 脚手架的使用应遵守以下规定: 1、 作业层每1m2架面上实用的施工荷载(人员、材料和机具重量)不得超过施工荷载(作业层上人员、器具、材料的重量)的标准值,装修脚手架取2KN/m2; 2、 砂浆和容器总重不得大于1.5KN;施工设备单重不得大于1KN,使用人在架上搬运和安装的构件的自重不得大于2KN。 3、 在架面上设置的材料应码放整齐稳固,不影响施工操作和人员通行。严禁上架人员在架面上奔跑、退行。 4、 作业人员在架上的最大作业高度应以可进行正常操作为度,禁止在架板上垫器物或单块脚手板以增加操作高度。 5、 在作业中,禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后,及时予以恢复。 6、 工人在架上作业中,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上戏闹和坐在栏杆上等不安全处休息。 7、 人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通(梯)道,严禁攀援脚手架上下。 8、 每班工人上架作业时,应先行检查有无- 配套讲稿:
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