施工外架体工程专项方案10565.pdf
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1、施工外架体工程专项方案 1 施 工 外 架 体 工 程 专 项方 案 A 工程概况及编制依据 A.1 工程概况 略 结 构:共包括 4 个单体,结构均为框架结构,其中传达室工程和工程为一层,综合教学办公楼为四层,食堂报告厅为三层,以及外网工程。建设地点:天津市北辰区大张庄风电产业园 A 地块教育用地内 建设规模:总建筑面积 9500 m2,其中传达室工程为 22 m2,综合教学办公楼为 7362 m2,食堂报告厅为 1966m2,及外管网工程。要求质量标准:国家验收规范 合格 标准 各子项工程指标如下 子项 地上建筑面积 占地面积 建筑高度 建筑层数 绝对高程 教学办公楼 7362 2096.
2、28 17.47 4 4.4(0.000)食堂及报告厅 1966.12 633.6 12.97 3(地下 1 层)3.95(0.450)传达室 22.47 22.47 4.72 1 3.650(-0.750)A.1.1 架体概况(1)建筑物高度:全高 18.5m 工程概况及编制依据 2(2)架体形式:双排落地钢管扣件脚手架(3)架体概况:搭设参数 钢管落地脚手架 立杆横向间距或排距 lb(m)1 立杆纵向间距或跨距 la(m)1.5 立杆步距 h(m)1.7 架体高度 H(m)计算高度:均按照 24m 高架体计算,实际最大搭设高度:18.5m 内排架距离墙长度 a(m)0.3 剪刀撑 15m
3、间距设置 架体基础 钢筋混凝土条基,150 高,300 宽,铺 5cm 厚木脚手板,放置铁垫 连墙件设置 横向间距四跨,纵向逐层拉结,扣件钢管刚性连接 A.2 编制依据(1)建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 中国建筑工业出版社;(2)建筑施工计算手册江正荣著 中国建筑工业出版社;(3)建筑施工手册第四版 中国建筑工业出版社;(4)建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)中国建筑工业出版社;(5)建筑结构荷载规范GB50009-2001 中国建筑工业出版社;(6)建筑施工安全检查标准JGJ59-99 中国建筑工业出版社;架体设计图 3 B 架体设计图 教学楼 食堂及报告
4、厅 架体设计图 4 架体设计图 5 连墙件 架体基础 架体设计图 6 门洞 架体设计计算 7 C 架体设计计算 C.1 概述 1.本工程脚手架类型为双排单立杆落地式钢管扣件脚手架,架体采用 483.5 钢管。2.架体尺寸:立杆横距 1m、纵距 1.5m、步距 1.7m。3.架体基础:3.1.落地架体:钢筋混凝土条基,150 高,300 宽,铺 5cm 厚木脚手板,放置铁垫。3.2.屋面架体:屋面架体楼板下设置支顶立杆,可利用模板支撑,即主体梁板混凝土浇筑后,该部位模板支撑立杆暂不拆除作为屋顶脚手架楼板支撑。4.立杆、纵向水平杆、横向水平杆:立杆、纵向水平杆接头使用对接扣件,不得搭接。扫地杆距地
5、高度 200。主节点处设置横向水平杆。5.斜道:采用之字形上人斜道,斜道宽度 1m,坡度 13。6.连墙件:主体预埋钢管,刚性连墙件拉接三步三跨。连墙件设置前,首层架体搭设时须加设抛撑。7.剪刀撑:高度在 24m 以下的单、双排脚手架,均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;中间各道剪刀撑之间的净距不应大于 15m。剪刀撑钢管搭接长度 1m,不少于 3 个旋转扣件固定。剪刀撑刷红白间条油漆,间条长度1m。8.脚手板:作业层满铺脚手板,脚手板选用合格 50mm 厚木脚手板,挡脚板高度 180。9.安全网:在施工道路一侧建筑物上设置一道安全防护挑网,每层作业层下均挂大眼平网防
6、止坠落。8 C.2 架体设计计算书 1.脚手架参数 本工程双排脚手架搭设高度小于24m,按24m计算,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:横距Lb为 1.05m,纵距La为1.5m,大小横杆的步距为1.7 m;内排架距离墙长度为0.30m;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双扣件;取扣件抗滑承载力系数为 1.00;连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.4 m,水平间距4.5 m,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;2.活荷载参数 施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2;脚手架用途:装修脚手架;同时施工层数:2 层;3.风荷载参数 基
7、本风压0.4 kN/m2;风荷载高度变化系数z,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0.218;4.静荷载参数 每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1297;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(kN/m2):0.005;脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:木脚手板挡板;每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038;脚手板铺设总层数:13;5.地基参数 地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kPa):120.00;立杆基础底面面积(m2):0.20;地基承载力调整系数:1
8、.00。9 二、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)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。10 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=21.05/(2+1)=0.7 kN/m;静荷载的设计值:q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m;活荷载的设计值:q2=1.40.7=0.98 kN/m;图1 大
9、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+0.100.981.52=0.251 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=-0.100.1721.52-0.1170.981.52=-0.297 kNm;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:=Max(0.251106,0.297106)
10、/5080=58.465 N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为 =58.465 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!3.挠度验算:11 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=0.7 kN/m;最大挠度计算值为:=0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9900.715004/(1002.06105121900)=1.593 mm;大
11、横杆的最大挠度 1.593 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm,满足要求!三、小横杆的计算:根据JGJ130-2001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=0.31.051.5/(2+1)=0.158 kN;活荷载标准值:Q=21.051.5/(2+1)=1.050 kN;集中荷载的设计值:P=1.2(0.058+0.158)
12、+1.4 1.05=1.728 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;12 均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8 Mqmax=1.20.0381.052/8=0.006 kNm;集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3 Mpmax=1.7281.05/3=0.605 kNm;最大弯矩 M=Mqmax+Mpmax=0.611 kNm;最大应力计算值 =M/W=0.611106/5080=120.313 N/mm2;小横杆的最大弯曲应力 =120.313 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 2
13、05 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=5ql4/384EI qmax=50.03810504/(3842.06105121900)=0.024 mm;大横杆传递荷载 P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.05=1.265 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)/72EI pmax=1265.11050(310502-410502/9)/(722.06105121900)=2.07 mm;最大挠度
14、和 =qmax+pmax=0.024+2.07=2.094 mm;小横杆的最大挠度为 2.094 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150=7与10 mm,满足要求!四、扣件抗滑力的计算:按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取 16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数 1.00,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5):13 R Rc 其中 Rc-扣件抗滑承载力设计值,取16.00 kN;R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖
15、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=21.051.5/2=1.575 kN;荷载的设计值:R=1.2(0.058+0.02+0.236)+1.41.575=2.582 kN;R 16.00 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载计算: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0.1297kN/m NG1
16、=0.1297+(1.502/2)0.038/1.7024.00=3.926kN;(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.3kN/m2 NG2=0.3131.5(1.05+0.3)/2=3.949 kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用木脚手板挡板,标准值为 0.15kN/m NG3=0.15131.5/2=1.462 kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NG4=0.0051.524=0.18 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.517 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
17、的1/2取值。经计算得到,活荷载标准值 NQ=21.051.52/2=3.15 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=1.29.517+0.851.43.15=15.169 kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.29.517+1.43.15=15.831kN;六、立杆的稳定性计算:14 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(GB50009-2001)的规定采用:0=0.4 kN/m2;z-风荷载高度变化系数,按照建筑结构荷载规范(GB50009
18、-2001)的规定采用:z=0.74;s-风荷载体型系数:取值为0.218;经计算得到,风荷载标准值为:Wk=0.7 0.40.740.218=0.045 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 1.40.0451.51.72/10=0.023 kN m;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=15.169 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=15.831kN;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
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