普通型钢悬挑脚手架发方案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流普通型钢悬挑脚手架发方案.精品文档.长江师范学院李渡校区综合教学楼建设工程普通型钢悬挑脚手架专项方案一、 工程概况建设单位：长江师范学院设计单位：后勤工程学院建筑设计研究院监理单位：重庆恒佳工程技术咨询有限公司施工单位：贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司质量监督单位：涪陵区建设工程质量监督站质量目标：合格工程合同工期：A、B、C栋240天，学生活动中心300天。本工程建设用地面积 40000，包括教学楼和活动中心，其中，教学楼A、B、C栋用连廊相互连通，总建筑面积 39780.66，最大建筑高度35.1M，其中，教学楼为4-5层，建筑高度为

2、15.6-19.5M；钟塔建筑高度35.1M。本工程采用旋挖桩基础，结构形式为框架结构，安全等级为一级，抗震设防烈度为6度，建筑耐火等级为一级，设计合理使用年限为50年。本工程设计范围为土建、给排水、电气、暖通、防雷设计。室内精装修、室外景观设计等不在本次设计范围内。本工程人防为异地人防。 搭设位置在C栋钟楼。二、设计依据型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2010)、钢结构设计规范(GB 50017-2008)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-2011)、建筑施工高处作业安全技术规范(JG

3、J80-91) 以及本工程的施工图纸。三、设计参数信息1.脚手架参数单排脚手架搭设高度为 13 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆与墙中距离为1.05m，立杆的步距为1.8 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步两跨，竖向间距 3.6 m，水平间距3 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处浙江杭州市，基本风压0.45 kN/m2；风荷载高度变化系数z，

4、计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 2.3 m。锚固压点螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6

5、.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。四、大横杆的计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)第5.2.4条规定，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。将大横杆上面的脚手板自重和施工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 ；脚手板的自重标准值:P2=0.31.05/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.05/(2+1)=1.05 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.03

6、8+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.41.05=1.47 kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.1721.52+0.101.471.52 =0.362 kNm；支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.52-0.1

7、171.471.52 =-0.426 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.362106,0.426106)/5080=83.858 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 83.858 N/mm2 小于 大横杆的抗弯强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.05 kN/m； 最大挠度计算值为：

8、= 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9901.0515004/(1002.06105121900) = 2.291 mm；大横杆的最大挠度 2.291 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！五、小横杆的计算根据JGJ130-2011第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.

9、31.051.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=31.051.5/(2+1) =1.575 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.575 = 2.463 kN； 小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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 = ql2/8Mqmax = 1.20.0381.052/8 = 0.006 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.4631.05/3 = 0.862 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax +

10、 Mpmax = 0.868 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.868106/5080=170.953 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =170.953 N/mm2 小于 小横杆的抗弯强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.03810504/(3842.06105121900) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.575 =

11、1.79 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:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1790.11050(310502-410502/9 ) /(722.06105121900) = 2.929 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.024+2.929 = 2.953 mm；小横杆的最大挠度为 2.953 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求！六、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，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。纵向或横向水平杆

12、与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.05/2=0.02 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.31.051.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 31.051.5 /2 = 2.362 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.058+0.02+0.236)+1.42.362=3.684

13、kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 七、脚手架立杆荷载的计算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，为0.136kN/m NG1 = 0.1360+(1.502/2)0.038/1.8013.00 = 2.184kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.341.51.05 /2 = 0.945 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.1541.5/2 = 0.45 kN；(4)吊挂的安全设施

14、荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.513 = 0.098 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 3.677 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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 = 31.051.52/2 = 4.725 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.677+ 0.851.44.725= 10.035 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.23.677+1.44.7

15、25=11.027kN；八、立杆的稳定性计算风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2010)的规定采用：0 = 0.45 kN/m2； z - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2010)的规定采用：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 0.450.740.214 = 0.05 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.051.51.8

16、2/10 = 0.029 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.035 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 11.027kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)表5.3.3得 ： = 1.8 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0

17、 = 3.742 m；长细比: L0/i = 237 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.13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 N/mm2；考虑风荷载时 = 10034.55/(0.13489)+28849.566/5080 = 163.529 N/mm2；立杆稳定性计算 = 163.529 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 11026.8/(0.13489)=173.459 N/mm2；立

18、杆稳定性计算 = 173.459 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！九、连墙件的计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.45，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.45 = 0.062 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.8 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 3.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向

19、力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 0.938 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 3.938 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 0/15.8的结果查表得到 =1 A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 14.8910-4205103 = 100.245 kN；Nl = 3.938 Ru10.136KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力

20、N，为N=RU=10.136kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为 = N/A f其中 f 为拉环钢筋抗拉强度，按混凝土结构设计规范10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(101364/(3.142502) 1/2 =11.4mm；实际拉环选用直径D=12mm 的HPB235的钢筋制作即可。十四、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螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下螺栓未受拉力，无须计算，节点按构造做法即可。2.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:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N = 2.215kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 20mm； b - 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm； fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=16.7N/mm2；(b2-d2/4)fcc=(1002-3.142202/4)16.7/1000=161.754kNN=2.215kN经过计算得到公式右边等于161.75 kN，大于锚固力 N=2.22 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司2012年9月5日