栈桥脚手架DOC
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山煤集团蒲县300万吨选煤厂受煤坑至原煤储煤场栈桥
脚手架工程施工方案
一、编制依据
1.1施工图纸
1.2《工程施工组织设计》、有关设计规范、规程及施工验收规范。
1.3其它未尽事宜应按国家现行有关其它设计规范、规程及施工验收规范。
二、工程概况
本工程山煤集团蒲县300万吨选煤厂受煤坑至原煤储煤场栈桥,主体结构为钢桁架和钢筋砼框架结构,绝对标高1187.400m作为设计相对标高±0.00m,由钢筋砼地道、钢筋砼栈桥(轻钢门架围护)和钢桁架栈桥三部分组成,全长237.21m(水平),宽度均为3.5m,其中钢桁架栈桥长103.409m,高3.6 m,由两榀钢桁架和一个四柱支架组成,四柱支架楼面建筑标高18.8m,钢筋砼栈桥长62.4m,高2.5 m,坡度为8.9度, 为钢筋混凝土框架结构,有6个固定支架,楼板建筑标高为0.833m-11.213m。
钢筋砼地道长71.41m,高2.5 m,坡度为8.9度、4.45度。
栈桥共有7个固定支架,固定支架均为钢筋砼框架结构,基础均为钢筋砼独立基础,坐落于第三层黄土状粉土层(fak=150Mpa)和3-1卵石层fak=190kpah。
三、施工部署
3.1安全防护领导小组:
安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件,是达到无重大伤亡事故的必然保障,也是我项目部创建“文明现场、样板工地”的根本要求,为此项目部成立专门脚手架搭设小组,施工过程中由安全员监督操作。
3.2、脚手架设计总体思路
本工程钢筋砼框架结构施工时搭设满堂脚手架,供结构施工用,同时兼作模板支撑架和安全防护,搭设高度最高为27.1m,16.5m~6.73m,立杆纵距1.1m, 立杆横距1.1m,水平杆最大步距1.2m.为保证满堂架的整体稳定性,支架内应按规范要求设置剪刀撑。
满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置;其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
地道工程均在地面以下,为剪力墙结构,基础为筏板基础,结构施工时沿剪力墙外侧搭设落地式、全高全封闭的扣件式双排单立杆钢管脚手架同时兼作安全防护。
脚手架采用φ48*3.5钢架管,扣件连接。
整个脚手架步高为1500mm,立杆纵距为1500mm,小横杆间距1500mm,排距为1200mm,里排架离结构完成侧面净距离为200mm,小横杆外露长度为150mm。
立杆顶端高出结构上皮1.2m,共计高度4.7m,从基槽底开始搭设。
结构作业时,只有一个作业层,作业层上满铺脚手板,同时设两道防护栏和挡脚板。
脚手架基底为粉土层或卵石层,要求平整夯实,上铺垫板,立杆坐在垫板上。
内架:地道顶板支模及装修时,支设满堂红脚手架。
立杆纵距1.2m,立杆横距0.9m,大横杆步距1.2m,立杆底部设水平扫地杆。
每4排立杆设置一道剪刀撑;以保证架子的稳定性。
采用花铺脚手板,探头板要相互排紧密实,板的探头控制在20cm,超出此范围的要用铅丝绑牢。
板下满挂水平网防护。
四、构造要求及技术措施
4.1 扣件式钢管脚手架的构造要求及技术措施
4.1.1 地基处理
基槽回填土按照设计要求分层夯实,压实系数不小于0.94,基础上、底座下设置通长脚手板垫板,长度不少于两跨,厚度不小于50mm,布设必须平稳,不得悬空。
4.1.2 立杆
全部采用单立杆,立杆顶端高出结构上皮至少1.5m。
立杆接头除顶层顶步外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直角扣件连接。
接头交错布置,两个相邻立柱接头避免出现在同步同跨内,并且在高度方向至少错开50cm;各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3(本工程取60cm)。
立杆在顶部搭接时,搭接长度不小于1m,必须等间距 3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不小于100mm。
4.1.3 大横杆
大横杆置于小横杆之下,立柱的内侧,用直角扣件与立杆扣紧,采用至少6m 且同一步大横杆四周要交圈。
大横杆采用对接扣件连接,其接头交错布置,不在同步同跨内;相邻接头水平距离不小于50cm,各接头距立柱距离不大于纵距的1/3(本工程不大于50cm),大横杆在同一步架内纵向水平高差不超过全长的1/300(本工程不超过50cm),局部高差不超过5cm。
4.1.4 小横杆
每一立杆与大横杆相交处(主节点)都必须设置一根小横杆,并采用直角扣件扣紧在大横杆上,该杆轴线偏离主节点不大于15cm。
小横杆间距与立杆纵距相同,且根据作业层脚手板搭设的需要,在两立柱之间等距离设置1 根小横杆,最大间距不超过75cm。
小横杆伸出外排大横杆边缘距离不小于10 cm,伸出里排大横杆距离结构外边缘15 cm。
上下层小横杆在立杆处错开布置,同层的相邻小横杆在立杆处相向布置。
4.1.5 纵、横向扫地杆
纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上皮20cm 的立柱上,横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。
对于立杆存在较大高低差时,扫地杆错开,高处的纵向扫地杆向底处延长两跨与立柱固定。
4.1.6 剪刀撑
剪刀撑沿架高连续布置,随立杆、纵横向水平杆同步搭设,剪刀撑在立面的两端各设置一道,中间各道剪刀撑之间的净距不大于15m,每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应少于6m,斜杆与地面的夹角在45°~60°之间,斜杆相交点处于同一条直线上,并沿架高连续布置。
剪力撑的一根斜杆扣在立柱上,另一根斜杆扣在小横杆伸出的端头上,两端分别用旋转扣件固定,在其中间增加2~4个扣接点。
所有固定点距主节点距离不大于15cm。
最下部的斜杆与立杆的连接距地面的高度控制在30cm内。
剪刀撑的杆件连接采用搭接,其搭接长度≥100cm,并用不少于3个旋转扣件固定。
砼栈桥满堂脚手架由于较长,每四跨设一道横向剪刀撑。
4.1.7 脚手板
采用竹串片脚手板,脚手板与脚手板之间以及脚手板与脚手架之间用8#铅丝拧紧,应
同时保持有两个楼层的操作面,随结构施工上移。
脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120-150mm。
靠墙一侧的脚手板离墙的距离不应大于15cm。
拐角处两个方向的脚手板应重叠放置,避免出现探头及空档现象。
脚手板设置在三根横向水平杆上,并在两端8cm处用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。
当脚手板长度小于2m时,可采用两根小横杆,并将板两端与其可靠固定,以防倾翻。
脚手板对接平铺时,接头处必须设两根横向水平杆,脚手板外伸长度应取130-150mm,两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm。
4.1.8 连墙件
连墙杆采用Φ48×3.5的钢管,与脚手架、建筑物的连接采用直角扣件,逢柱必设。
按每两步三跨设置,其水平、垂直间距均不得大于4m,连墙件按二步三跨设置时,其最大间距:
①竖向间距2h=3×1.5=3 m
②水平间距3La=3×1.5=4.5m(本工程框架柱中间可设抛撑)
地道脚手架不能设置连墙件时可搭设抛撑,抛撑采用通长杆与脚手架可靠连接,与地面成45°~60°夹角,中间每隔2跨设置一道。
本工程满堂脚手架架体要用架管与所有柱子四周锁紧,垂直间距为两步架。
与柱拉接方式采用单杆箍柱式,连墙杆伸出扣件的距离应大于10cm。
在脚手架的转角处,与框架柱上双向设置箍柱式拉杆。
在建筑物的首层设置两道连墙杆。
底部第一根大横杆就开始布置连墙杆,靠近框架柱的小横杆可直接作连墙杆用。
连墙件设置应符合以下规定:
①宜靠近主节点设置,其偏离主节点的距离不应大于300mm;
②应从低层第一步纵向水平杆处开始设置,当有困难时,应采用其他可
靠措施固定;
③优先采用菱形布置,亦可采用矩形布置;
④脚手架两端必须设置连墙件。
⑤连墙件布置的最大间距要符合下表规定
4.1.9 防护设施
脚手架满挂全封闭密目安全网,密目网采用1.5m×6.0m 规格,用网绳绑扎在大横杆外立杆内侧。
作业层安全网应高于平台1.2m,并在作业层下部挂一道水平兜网,在架内高度3.0m 左右设首层平网,往上每隔6步设隔层平网,施工层随层设网。
作业层脚手架立杆于0.6m 和1.2m 处设两道防护栏杆,底部侧面设18cm 高的挡脚板。
4.1.10出入口脚手架的构造
出入口设在砼栈桥的中间部位,挑空两根立杆、跨越三步三跨,大小为4.5m×6m(宽×高)。
出入口处再搭设6.0m×4.5m×6.5m(长×宽×高)的防护棚,上铺5cm厚的双层脚手板。
在出入口两侧的内、外排单立杆处分别增设一根辅立杆,并高于门洞口1~2步,立柱用短管斜撑相互联系。
上方悬空立柱处增加两根斜杆,斜杆与个主节点相交处用扣件固定。
洞口上方增设两道横向支撑,应伸出斜腹杆的端部,以保证立柱悬空处的整体性。
门洞两侧分别增加两根斜腹杆,并用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离在15cm内。
当斜腹杆在1跨内跨越2个步距时,应在相交的大横杆处增设一根小横杆,将斜腹杆固定在其伸出端上;斜腹杆宜采用通长杆件,必须接长时用对接扣件连接。
4.1.11马道搭设
•在建筑周围搭设马道,供施工人员上下使用,脚手架采用之字型斜道.马道与脚手架连接牢固,宽1.5m,坡度1:1.2。
四周满挂安全网,设一道踢脚板。
斜道脚手板构造应符合下列规定:
•脚手板横铺时应在横向水平杆下增设纵向支托杆
•纵向支托杆间距不应大于500
•脚手板顺铺时接头宜采用搭接,下面的板头应压住上面的板头, 板头的凸棱处宜采用三角木填顺
•斜道的脚手板上应每隔250到300毫米设置一根防滑木条
•木条厚度宜为20㎜到30㎜
•拐弯处应设置平台, 其宽度不应小于斜道宽度
•斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板
4.2 安全防护措施
4.2.1结构临边防护措施
在结构四周边线内50cm 处设置全封闭式护身栏,使用材料均采用φ48×3.5 钢管。
其高度不低于1.2m、立杆间距不大于2.5m、竖向每隔0.6m 设一道通长大横杆、每隔一根立杆设一道三脚架,沿钢管长度方向刷红白间隔的油漆、挂醒目标志牌;护身栏杆四周满挂密目安全网、白天设警示牌、夜间设红色标志灯;临边四周1m范围内不准堆料、停放机具。
4.2.2防雷避电措施
1、防雷接地装置可隔50米长设一处,并使最高点到接地装置和脚手架上的过渡电阻值不超过10欧姆,如达不到要求,要增加接地装置,
2、接地装置可采用长度1.5米,壁厚不小于2.5毫米的角钢,将一端打尘垂直打入地下,顶端离地面50厘米,接地线使用e6钢筋,其与接地体的焊接长度40毫米双面焊。
3、接地线(e6钢筋)与脚手架钢管连接用两道螺拴卡箍,与钢管接触面不小于10平方厘米,连接时应该将接触表面所有防雷措施必须经过遥测合格后才能使用,遥测每年至少一次。
4.3.1 落地式钢管脚手架搭设施工工艺
4.3.1.1搭设顺序
落地式脚手架的搭设顺序为:场地平整、夯实→定位设置通长脚手板、钢底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(栅格)→剪刀撑→连墙杆→铺脚手板→搭
防护栏杆→绑扎安全网⋯
4.3.1.2 施工工艺
定位定距:根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆距墙距离,并做好标记。
用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用白灰点出立杆标记,垫板准确放在定位线上,垫板必须铺放平稳,不得悬空。
在搭设首层脚手架的过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉结后方可拆除。
当脚手架操作层高出连墙件两步时,应采取临时稳定措施,直至连墙件搭设完毕后方可拆除。
双排架宜先立里排立杆,后立外排立杆。
每排立杆宜先立两头,再立中间的一根,互相看齐后再立中间部分各立杆。
双排架内、外排两立杆的连线要与墙面垂直。
立杆接长时,应先立外排,后立内排。
其余组件的搭设要求详见构造要求。
4.3.2 脚手架的拆除施工工艺
拆除作业应按确定的程序进行拆除:安全网→挡脚板及脚手板→防护栏杆→剪刀撑→斜撑杆→小横杆→大横杆→立杆。
不准分立面拆除或在上下两步同时拆除,做到一步一清,一杆一清。
拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣件。
拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣件。
所有连墙杆必须随脚手架拆除同步下降,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两步,如高差大于两步,应增设连墙件加固。
拆除后架体的稳定性不被破坏,如附墙杆被拆除前,应加设临时支撑防止变形,拆除各标准节时,应防止失稳。
当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度时,应先在适当位置搭临时抛撑加固,后拆除连墙件。
五、脚手架计算
1双排脚手架计算
(1.)工程参数
(2)横向水平杆(小横杆)验算
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》规定:
“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时,纵向水平杆应作为横向水平杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。
”施工荷载的传递路线是:脚手板→横向水平杆→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆,如图:
横向水平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。
(一)抗弯强度计算
1、作用横向水平杆线荷载标准值:
q k =(Q K +Q P1)×S=(2+0.35)×1.5=3.53 kN/m 2、作用横向水平杆线荷载设计值:
q=1.4×Q K ×S+1.2×Q P1×S=1.4×2×1.5+1.2×0.35×1.5=4.83 kN/m
3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置(验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载,但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载),最大弯矩:
M max =
ql b 2 =
4.83×1.22
= 0.869kN ·m
8
8
4、钢管载面模量W=4.49cm 3
5、Q235钢抗弯强度设计值,f=205N/mm 2
6、计算抗弯强度 σ=
M max =
0.869×106 = 193.54N/mm 2
〈 205N/mm 2
W
4.49×103
7、结论:满足要求 (二)变形计算
1、钢材弹性模量E =2.06×105N/mm 2
2、钢管惯性矩I =10.78cm 4
3、容许挠度 [ν]=l/150与10mm
4、验算挠度
5、结论:满足要求
(3)纵向水平杆(大横杆)验算
双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算,如下图:
ν= 5q k l b 4 =
5×3.53×12004
= 4.3mm 〈
1200 =8与10mm
384EI
384×2.06×105
×10.78×104
150
不需要计算抗弯强度和挠度。
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值:
F= 0.5ql
b (1+
a
1
)2=0.5×4.83×1.2(1+
0.15
)2 =3.67kN l
b
1.2
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值
Fk=0.5q
k l
b
(1+
a
1
)2=0.5×3.53×1.2(1+
0.15
)2 =2.68kN l
b
1.2
(4)扣件抗滑承载力验算
水平杆与立杆连接方式采用单扣件,抗滑承载力R
c
= 8kN。
纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值=3.67kN〈R
c
=8kN 结论:扣件抗滑承载力满足要求
(5)立杆的稳定性计算
1、分析立杆稳定性计算部位
组合风荷载时,由下式计算立杆稳定性
N
+ Mw
≤f
ϕA W
N——计算立杆段的轴向力设计值;A——立杆的截面面积;
ϕ——轴心受压构件的稳定系数, W——截面模量;f——钢管的抗压强度设计值;
Mw——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;
Mw=0.9×1.4Mwk= 0.9×1.4ω
k
l
a
h2
10
其中,风荷载标准值ω
k =0.7µ
z
·µ
s
·ω
,
将N=1.2(N
G1k +N
G2k
)+0.9×1.4∑N
Qk
代入上式化简为:
1.2Hg
k
+ 0.9×1.4×0.7µ
z
·µ
s
·ω
l
a
h2
+
1.2N
G2k
+
0.9×1.4∑N
Qk
≤f
ϕA 10W ϕA ϕA
H——脚手架高度;g
k ——每米立杆承受的结构自重标准值;l
a
——立杆纵距;h——
步距;
µz ——风压高度变化系数;µ
s
——风荷载体型系数;
ω0——基本风压,取山西临汾市50年一遇值,ω0=0.4kN/m2 N
G1k
——脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的轴向力;
N G2k ——构配件自重标准值产生的轴向力;∑N
Qk
——施工荷载标准值产生的轴向力总
和;
脚手架结构自重产生的轴压应力
σg= 1.2H
s
g
k ϕA
风荷载产生的弯曲压应力:
σw= 0.9×1.4×0.7µ
z
µ
s
ω
l
a
h2
10W
构配件(安全网除外,但其自重不大)自重荷载、施工荷载作用位置相对不变,其值不随高度变化而变化。
风荷载随脚手架高度增大而增大,脚手架结构自重随脚手架高度降低
而增加(计算中应考虑的架高范围增大),因此,取σ=σ
g +σ
W
最大时作用部位验算立杆稳
定性。
2、计算风荷载产生的弯曲压应力σ
w
风荷载体型系数µ
s
=1φ=1×0.8=0.800
σw= 0.9×1.4×0.7µ
z
×0.800×0.4×1.5×1.52×106
=21.2µ
z
10×4.49×103
地面粗糙度B类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
3、计算脚手架结构自重产生的轴压应力σ
g 首先计算长细比λ:
λ= l 0
i
l 0——计算长度,l
=kµh;i——截面回转半径;k——计算长度附加系数,其值取1.155;
µ——考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,应按规范表5.2.8采用; h—步距;
立杆横距l
b
=1.2m,连墙件布置二步三跨,查规范表5.2.8得µ=1.55,h=1.5m
λ= kµh
=
1.155×1.55×150.0
=169 i 1.59
根据λ的值,查规范得轴心受压构件的稳定系数ϕ=0.248。
立杆纵距l
a =1.5m,查规范附录A表A-1得g
k
=0.1211kN/m
σg = 1.2H
s
g
k
=
1.2H
s
×0.1211×103
=1.38H
s
N/mm2ϕA 0.248×424.00
4、求σ=σ
w +σ
g
列表如下:
分析说明:脚手架顶端风荷载产生弯曲压应力相对底部较大,但此处脚手架结构自重
产生的轴压应力很小,σ
w +σ
g
相对较小,脚手架底部风荷载产生的弯曲压应力虽较小,
但脚手架自重产生的轴压应力接近最大σ=σ
w +σ
g
最大,因此脚手架立杆稳定性验算部位
取底部。
5、验算长细比
由规范5.2.8式,且K=1,得
λ= l
=
kμh
=
1.55×150
=146 <210 i i 1.59
结论:满足要求!。
6、计算立杆段轴向力设计值N
脚手架结构自重标准值产生的轴向力
N G1K =H
s
g
k
=5×0.1211=0.61kN
构配件自重标准值产生的轴向力
N G2K =0.5(l
b
+a
1
)l
a
∑Q
p1
+Q
p2
l
a
+l
a
HQ
p3
=0.5×(1.2+0.15)×1.5×1×0.35+0.17×1.5×
1+1.5×5×0.01=0.684kN
l b ——立杆横距;a
1
——小横杆外伸长度;l
a
——立杆纵距;Q
p1
——脚手板自重标准值;
Q p2——脚手板挡板自重标准值;Q
p3
——密目式安全立网自重标准值;H——脚手架高
度;
施工荷载标准值产生的轴向力总和
∑N
Qk =0.5(l
b
+a
1
)l
a
Q
k
=0.5×(1.2+0.15)×1.5×2×1=2.03kN
Q
k
——施工均布荷载标准值;组合风荷载时
N=1.2(N
G1K +N
G2K
)+0.9×1.4∑N
Qk
=1.2×(0.61+0.684)+0.9×1.4×2.03=4.11kN
7、组合风荷载时,验算立杆稳定性
按规范公式5.2.6-2验算立杆稳定性,即:
N
+ M
w
=
4.11×103
+21.2×1.0=39.09+21.20=60.29N/mm2 <f=205N/mm2
ϕA W 0.248×424
结论:满足要求!。
8、不组合风荷载时,验算立杆稳定性
N=1.2(N
G1K +N
G2K
)+1.4∑N
Qk
=1.2×(0.61+0.684)+1.4×2.03=4.39kN
按规范公式5.2.6-1验算立杆稳定性:
N
= 4.39×103
=41.75N/mm2 <f=205N/mm2
ϕA 0.248×424
结论:满足要求!。
(6)连墙件计算
(一)脚手架上水平风荷载标准值ω
k
连墙件均匀布置,取脚手架最高处受风荷载最大的连墙件计算,高度按5m,地面粗糙度B类田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
风压高度变化系数µ
z
=1.0
脚手架风荷载体型系数µ
s
=1ϕ=1×0.8=0.80
基本风压取山西临汾市50年一遇值,ω
=0.4kN/m2
ωk=0.7µzµsω0=0.7× 1.0×0.800×0.4=0.22kN/m2
(二)求连墙件轴向力设计值N
每个连墙件作用面积A
w
=2×1.5×3×1.5=13.50m2
N=N
lw +N
=1.4w
k
A
w
+3=1.4×0.22×13.50+3=7.16kN
N
lw
——风荷载产生的连墙件轴向力设计值;
N 0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手架N
=3kN;
(三)连墙件稳定计算
连墙杆采用钢管时,杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上,因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离,即l
H
=0.3m,因此长细比
λ= l
H
=
30.0
=19 <[λ]=150 i 1.59
根据λ值,查规范附录表C,
ϕ=0.949,
N
=
7.16×103
=17.79N/mm2 <205N/mm2ϕA 0.949×424
满足要求!。
抗滑承载力计算
连墙件采用双扣件连接,抗滑承载力取12kN。
N
l
=7.16kN< 12kN
连墙件扣件抗滑承载力满足要求! (7)立杆地基承载力计算
1、立杆段轴力设计值N
N=4.39kN
2、计算基础底面积A
取垫板作用长度1.5m,A=0.3×1.5=0.45m2
3、确定地基承载力设计值f
g
粉土承载力标准值:f
gk =100kP
a
=100kN/m2
取K
c = 0.5,得f
g
=k
c
f
gk
=0.5×100=50kN/m2
4、验算地基承载力
立杆基础底面的平均压力
P= N
=
4.39
=9.76kN/m2 <f
g
=50kN/m2 A 0.45
满足要求!。
2、满堂脚手架计算
(1)工程参数
满堂脚手架搭设参数
荷载参数
(2)横向水平杆验算
横向水平杆间距0.55m,截面抵抗矩 W=4.49cm3;截面惯性矩 I=10.78cm4;(一)抗弯强度验算
1、横向水平杆按三跨连续梁计算,其计算跨度取立杆横距,L=1.1m。
2、荷载计算
均布线荷载设计值为:
q= [1.2×0.35+1.4×2]×0.55=1.771KN/m
3、强度验算
M= 0.1ql2=0.1×1.771×1.12=0.21KN·m
支座力计算1.1ql=1.1×1.771×1.1=2.14KN
钢管抗弯强度设计值f=205N/mm2;
σ= M
=
0.21×106
=46.77N/mm2 < f=205N/mm2 W 4.49×103
横向水平杆抗弯强度满足要求!
(二)挠度验算
验算挠度变形时,采用荷载效应的标准组合的设计值,各类荷载分项系数均取1。
q = 0.55×(0.35+2)=1.293KN/m;
横向水平杆最大容许挠度值:1100/150=7.3mm ,且不得大于10mm 钢管弹性模量: E = 206000N/mm 2; ν=
0.632ql 4 =
0.632×1.293×11004 =0.5mm < 7.3mm
100EI
100×206000×10.78×104
满足要求!
(3) 纵向水平杆验算 (一)强度验算
横向水平杆作用在纵向水平杆的集中荷载P=2.14kN ,
11001100
1100
2.14 2.14 2.14 2.14
2.14 2.14 2.14
计算简图(kN)
-0.412
-0.412
弯矩图(kN.m)
最大弯矩 M max =0.412kN.m ; 钢管抗弯强度设计值f=205N/mm 2; σ= M max =
0.412×106 = 91.759N/mm 2 < 205N/mm 2
W 4.49×103
纵向水平杆抗弯强度满足要求!
(二)挠度验算
验算挠度变形时,采用荷载效应的标准组合的设计值,各类荷载分项系数均取1。
横向水平杆作用在纵向水平杆的集中荷载P=1.564kN,
纵向水平杆最大变形V=1.074mm
容许挠度值:1100/150=7.3mm,且不得大于10mm
V
max
=1.074mm < 7.3mm
满足要求!
(4)扣件抗滑移验算
扣件连接方式采用单扣件,扣件抗滑承载力设计值:Rc=8kN
水平杆通过扣件传给立杆的最大荷载设计值:R=4.601kN
R < Rc,扣件抗滑承载力满足要求!
(5)立杆的稳定性验算
(一)风荷载计算
基本风压采用北京10年一遇风压值采用,ω
=0.3kN/m2。
满堂脚手架计算高度H=22m,按地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。
风压高度
变化系数µ
z
=0.74。
计算风荷载体形系数µ
s
将满堂脚手架视为桁架,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》表8.3.1第33项和37
项的规定计算。
满堂脚手架的挡风系数 =1.2×A
n /(l
a
×h)=1.2×0.131/(1.1×1.2)=0.119
式中A
n =(l
a
+h+0.325l
a
h)d=0.131m2
A
n
----一步一跨内钢管的总挡风面积。
l
a
----立杆间距,1.1m,h-----步距,1.2m,d-----钢管外径,0.048m
系数1.2---节点面积增大系数。
系数0.325---满堂脚手架立面每平米内剪刀撑的平均长度。
单排架无遮拦体形系数:µ
st
=1.2ϕ=1.2×0.119=0.14 无遮拦多排满堂脚手架的体形系数:
µs =µ
st
1-ηn
=0.14
1-0.95 3
=0.40 1-η1-0.95
η----风荷载地形地貌修正系数。
n----满堂脚手架相连立杆排数。
风荷载标准值ω
k =µ
z
µ
s
ω
=0.74×0.40×0.3=0.089kN/m2
风荷载产生的弯矩标准值M
w
:
M w =
0.9×1.4ω
k
l
a
h2
=
0.9×1.4×0.089×1.1×1.22
= 0.018kN·m
10 10
(二)计算立杆段轴向力设计值N
立杆稳定性计算部位取底层脚手架。
1、不组合风荷载时立杆轴向力设计值N
N=1.2(N
G1K +N
G2K
)+1.4∑N
Qk
=1.2×(0.156×22+0.35×1.1×1.1)+1.4×2×1.1×
1.1=8.015kN
式中:N G1K——脚手架结构自重标准值产生的轴向力(kN);
N G2K——构配件自重标准值产生的轴向力(kN);
ΣN
QK
——施工荷载标准值产生的轴向力总和(kN),
2、组合风荷载时立杆轴向力设计值N
N=1.2(N
G1K +N
G2K
)+0.9×1.4∑N
Qk
=1.2×(0.156×22+0.35×1.1×1.1)+0.9×1.4×2×
1.1×1.1=7.676kN
(三)立杆的稳定性计算
组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式:
N
+ M
w
≤f
ϕA W
N ---- 轴心压力设计值(kN) :N=7.676kN;
ϕ---- 轴心受压构件的稳定系数,由长细比λ=L o/i 查表得到;
L 0 --- 计算长度(m),L
=kμh=1.155×2.971×1.2=4.12m。
i ---- 钢管截面回转半径(cm) ,i=1.59cm;
A ---- 立杆的截面面积(cm2),A=4.24cm2;
W ---- 立柱截面抵抗矩(cm3):W= 4.49cm3;
f ---- 钢材的抗压强度设计值N/mm2,f= 205N/mm2;
长细比计算:λ=L
o
/i=412/1.59=259。
按照长细比查表得到轴心受压立柱的稳定系数ϕ=0.109;
N
+ M
w
=
7.676×103
+
0.018×106
=166.090+4.009=170.099N/mm2 <f=205N/mm2
ϕA W 0.109×4.24×102 4.49×103立杆稳定性满足要求!
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算:
N
= 8.015×103
=173.425N/mm2 <f=205N/mm2
ϕA 0.109×4.24×102
立杆稳定性满足要求!
(6)立杆底地基承载力验算
1、上部立杆传至垫木顶面的轴向力设计值N=8.015kN
2、垫木底面面积A
垫木作用长度1.1m,垫木宽度0.3m,垫木面积A=1.1×0.3=0.33m2 3、地基土为素填土,其承载力设计值f ak= 100kN/m2
立杆垫木地基土承载力折减系数m f= 0.4
4、验算地基承载力
立杆底垫木的底面平均压力
P= N
=
8.015
=24.29kN/m2 < m f f
ak
=100×0.4=40kN/m2 A 0.33
满足要求!。
六、安全施工技术措施
6.1 材质及其使用的安全技术措施
(1)扣件的紧固程度应在40~50N·m,并不大于65N·m,对接扣件的抗拉承载力为3KN。
扣件上螺栓保持适当的拧紧程度。
对接扣件安装时其开口应向内,以防进雨,直角扣件安
装时开口不得向下,以保证安全。
(2)各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm 。
(3)钢管有严重锈蚀、压扁或裂纹的不得使用。
禁止使用有脆裂、变形、滑丝等现象的扣件。
(4)外脚手架严禁钢竹、钢木混搭,禁止扣件、绳索、铁丝、竹蔑、塑料混用。
(5)严禁将外径48mm与51 mm的钢管混合使用。
6.2脚手架搭设的安全技术措施
(1)脚手架的基础必须经过硬化处理满足承载力要求,做到不积水,不沉陷。
(2)搭设过程中划出工作标志区,禁止行人进入,统一指挥,上下呼应、动作协调,严禁在无人指挥下作业。
当解开与另一个人有关的扣件时必须告诉对方,并得到允许,以防坠落伤人。
(3)开始搭设立杆时,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。
(4)脚手架及时与结构拉结或采用临时支撑,以保证搭设过程安全,未完成脚手架在每日收工前,一定要确保架子稳定。
(5)脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不得超过相临连墙件以上两步。
(6)在搭设过程中应由安全员、架子班长等进行检查,验收和签证。
每两步验收一次,达到设计施工要求后挂合格牌一块。
(7)垫板宜采用长度不少于2跨,厚度不小于5㎝的木板,也可采用槽钢,高层脚手架底座应准确放在定位位置上。
(8)脚手架与建筑物拉结一般采用刚性拉接,拉结点之间水平距离不大于6m,垂直距离不大于4 m。
高度超过20 m的脚手架不得使用柔性材料进行拉结。
(9)脚手架运料坡道宽度不得小于1.5 m,坡度以1:6(高:长)为宜。
人行坡道宽度不得小于1 m,坡度不得大于1:3.5。
立杆、纵向水平杆间距应与结构脚手架相适应,单独坡道的立杆、纵向水平杆间距不得超过1.5 m。
横向水平杆间距不得大于1 m,坡道宽度大于2 m时,横向水平杆中间应加吊杆,并每隔1根立在吊杆下加绑拖杆。
坡道及平台必须绑两道护身栏杆和180㎜高的挡脚板。