悬挑钢管外脚手架施工方法Word文档格式.docx
《悬挑钢管外脚手架施工方法Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《悬挑钢管外脚手架施工方法Word文档格式.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(六)注意事项
1、按照规定的构造方案和尺寸进行搭设。
2、及时与结构拉结或采用临时支撑,以确保搭设过程安全。
3、拧紧扣件。
4、有变形的杆件和不合格扣件(有裂纹、尺寸不合适、扣接不稳等)不能使用。
5、搭设工人必须配挂安全带。
随时校正杆件垂直和水平偏差,避免偏差过大。
6、没有完成的外架,在每日收工时,一定要确保架子稳定,以免发生意外。
7、外架的防雷措施,采用常用的镀锌管接地方案。
在雷雨天施工时,一般情况下不允许工人在架子上施工操作。
(七)悬挑外架计算:
1、主要材料及力学参数:
18厚工字钢:
容重24.13kg/m,截面抵抗矩WX=185.4cm3,SX=106.5cm3,抗弯容许应力[б]m=215N/mm2,[б]v=205N/mm2。
Φ48×
3.5mm钢管:
容重3.82kg/m,截面抵抗矩WX=5.08cm3,回转半径i=1.5cm,截面积A=4.89cm2,抗弯容许应力[б]m=205N/mm2。
2、主要技术参数:
悬挑外架高度为:
28.0m。
立杆纵距a=1.5m,立杆横距b=1.05m,步距h=1.80m,内立杆距墙b==0.3m。
外架与建筑主体结构连接点的布置,竖向间距H1=2.8m,水平距离H2=4L=6.0m。
斜拉钢丝绳每隔五层卸载,间距L2=a=1.5m。
脚手架钢脚手板铺设层数为六层。
方案设计中,脚手架上铺设钢筋网板共八层,经验算八层钢筋网板荷载远小于六层钢脚手板荷载,因此,计算取值以六层钢脚手板为准,便于查表计算。
3、荷载计算:
(1)垂直荷载的传递路线:
施工荷载→钢脚手板→小横杆→大横杆→通过扣件抗剪→立杆简易桁架→悬挑工字钢。
(2)荷载取值:
①结构施工用脚手架施工活荷载标准值取为:
qk=3.0KN/m2。
②作用于外架的风荷载标准值:
(见高层建筑施工手册公式4-4-1)
ω=0.75β2μzμstwω0
其中,ω0——基本风压值,取0.50KN/m2
β2——风振系数,取1.0。
μz——风压高度变化系数,取1.72。
μstw——风压体型系数,查表得0.2496。
∴ω=0.75×
1×
1.72×
0.2496×
0.5=0.161(KN/m2)
③恒载
钢脚手板自重245N/m2
钢管自重3.82kg/m
扣件自重9.8N/个
(3)荷载分项系数的选择:
永久荷载的分项系数,采用1.20。
可变荷载的分项系数,采用1.40。
脚手架验算。
①小横杆验算:
小横杆受力按简支梁计算,其上承受施工荷载,钢脚手板荷载,小横杆自重。
同时,由悬挑架设计可知小横杆间距500。
则荷载组合值为:
q=1.2×
(3.82×
9.8×
10-3+0.245×
0.5)+1.4×
3.0×
0.5=2.36KN/m
11
跨中弯矩为:
M=──ql2=──×
2.36×
1.052=0.33KNm
88
M0.33×
106
小横杆受弯应力为:
б=─=────=64.96N/mm2<
[б]=205N/mm2
W5.08×
103
符合要求。
其支座反力为:
N=──ql=──×
1.2=1.42KN
22
②大横杆验算:
大横杆受力按三跨连续梁考虑,其上承受小横杆传来压力及自重。
且大横杆间距为1.5m。
由小横杆传来压力产生的最大弯矩为:
M1=0.311×
N×
1.5=0.311×
1.42×
1.5=0.662KNm
由大横杆自重产生的最大弯矩为:
M2=0.117ql2=0.117×
3.82×
10-3×
1.502=0.001KNm
M1+M2(0.662+0001)×
则:
б=───=─────────=130.52N/mm2<
W5.08×
③立杆验算:
立杆设计由稳定计算控制,脚手架的稳定计算必须计算其结构的整体稳定及单杆的局部稳定。
计算脚手架的整体稳定及单杆局部稳定时,其强度设计值应乘以相应的调整系数KHKA,其中KH为与脚手架的高度有关的调整系数,取
KH=───=────=0.781;
1+H 1+28
────
100100
KA为与立杆截面有关的调整系数,当脚手架内、外排立杆均采用单根钢管时,取KA=0.85。
a.整体稳定验算:
脚手架的整体稳定按轴心受力格构成压杆计算,当考虑风荷载时,需满足如下公式的要求:
NM
──=───≤KAKH[б]
ΨA bA
其中,N——格构式压杆的轴心压力。
由立杆纵距1.5m;
外架步距1.8m,查《高层建筑施工手册》表4—4—4得脚手架自重产生的轴力NGK1=0.442KN。
由立杆横距1.02m;
立杆纵距1.5m;
脚手架铺设层数六层,查《高层建筑施工手册》表4—4—5得脚手架附件及物品重产生的轴力NGK2=4.185KN。
均布施工荷载3.0KN/m2,查《高层建筑施工手册》表4—4—6得一个纵距内的脚手架施工、荷载标准值产生的轴力NQK=6.30×
2=12.60KN。
N=1.2(n1NGK1+NGK2)+1.4NQK
28
=1.2×
〔──×
0.442+4.185〕+1.4×
12.60=30.93KN1.8
M——风荷载作用对格构成压杆产生的弯矩,为:
Qh120.161×
1.82
M=───=─────=0.065KNm
Ψ——格构压杆的整体稳定系数,由换算长细比
λcx=μλx=25×
10.28=257,查《高层建筑施工手册》表4—4—7得
ψ=0.242。
NM30.93×
1030.065×
──+──=────────+────────
ΨAbA0.242×
4.89×
2×
1021050×
102
=130.68+0.0633=130.74N/mm2
<KAKH[б]=0.781×
0.85×
205=136.13N/mm2
b.单杆局部稳定验算:
双排脚手架单杆局部稳定需满足如下公式要求:
N1
──+бM≤KAKH[б]
Ψ1A1 N
其中,N1——单根立杆的轴心压力,取N1=──=15.46KN。
2
Ψ1——立杆稳定系数,由λ1=h/I=180/15=120,查《高层建筑施工手册》表4—4—7得Ψ1=0.452。
бM——操作层处水平杆对立杆偏心传力产生的附加应力。
当施荷载取3000N/m2时,取бM=55N/mm2
N115.46×
──+бM=────────+55
Ψ1A1 0.452×
=124.95N/mm2<KAKH[б]=135.92N/mm2
④连墙点抗风强度验算:
风荷载对每个连墙点产生的拉力或压力
Nt=1.4H1L1ω=1.4×
2.8×
6.0×
0.161=3.79KN
单个扣件连结的抗压或抗拉设计承载力为6KN/个,符合要求。
⑤高度验算:
由悬挑工字钢上的每段脚手架最大搭设高度,按《高层建筑施工手册》公式4—4—11计算:
H
HMAX≤────
1+H
──
100
KAΨAf-1.30(1.2NGK2+1.4NQK)
其中,H=─────────────•h
1.2NGK1
48.491-1.3(1.2×
4.185+1.4×
12.60)
=───────────────────•1.8=39.91
1.2×
0.442
ΨAf由《高层建筑施工手册》表4—4—10查得为ΨAf=48.491。
H39.91
最大允许搭设高度HMAX=───=─────=28.50m>28m
1+H 1+39.91
─────
100100
⑥分段卸荷措施:
分段卸载措施采用斜拉钢丝绳的方法,起步架卸载一次,每隔五层卸载一次,卸载高度为2.8×
5=14.0m,符合搭设高度要求。
下面验算钢丝绳的强度要求。
a.所卸荷载,应考虑架子的全部荷载由卸载点承受,本工程的每个纵距,共有4个斜拉点,每个吊点所承受荷载P1为:
N30.93
P1=──×
KX=───×
1.5=11.60KN
4 4
式中KX为荷载不均匀系数,取为1.5。
b.计算简图确定,钢丝绳内力计算。
计算简图如下图所示
2.82+1.352
TAO=P1×
──────=1.11P1=12.88KN
2.8
1.35
TAB=-P1×
────=-0.48P1=-5.57KN
2.82+0.32
TBO=P1×
──────=1.006P1=11.67KN
0.30
TBC=-〔P1×
───+TAB〕=-6.81KN
c.验算钢丝绳抗拉强度:
由上计算可知,钢丝绳的计算拉力取为:
PX=12.88KN
考虑钢丝绳受力不均匀的钢丝破断拉力换算系数,从《高层建筑施工手册》表4—4—13查得,为α=0.85。
取钢丝绳使用的安全系数,查《高层建筑施工手册》表4—4—24得
K=8。
采用6×
19,绳芯1钢丝绳。
KPx8×
12.88
Pg=──=─────=121.22KN
α 0.85
选用Φ15.5,Pg=125.0KN>121.22KN。
选择与钢丝绳配套使用的卡环,号码为2.7号,安全荷重为27KN>12.88KN,符合要求。
d.计算工程结构上的预埋吊环:
根据《砼结构设计规范》规定,吊环采用一级钢制作,吊环埋入深度不应小于30d,并应焊接或绑扎钩住结构主筋,每个吊环可按两个截面计算。
吊环钢筋截面积
2PX12.88×
Ag=───=────×
1000=61.33mm2
210 420
选用3Φ8,Ag=151mm2>61.33mm2。
e.验算吊点处扣件抗滑承载能力:
吊点处水平方向分力最大值TBC=6.81KN,垂直方向分力最值为11.60KN,都只需两个扣件即可满足要求,搭设的外架在吊点处已有两个扣件,符合要求。
5、脚手架承重结构计算:
①由于本工程为剪力墙结构,结构上不允许将工字钢穿设在结构暗柱上,导致工字钢间距不均匀,为了便于调节立杆间距保持外架美观,则采用制作简易钢管桁架落在工字钢上的办法。
(详见方案)
由此,需验算钢管桁架的承受能力。
考虑最不利情况,计算简图如下:
F=15.46KN。
由此计算而得的杆件内力及工字钢反力如下图所示:
由此,需计算压杆的稳定设计荷载。
考虑由于施工原因,对杆件会形成初偏心30mm,形成压弯受力杆,钢管受力按压弯失稳计算。
其设计荷载应满足下列要求:
NβmMX
──+────────≤[б]m
N
ΨA WX〔1-0.8──〕
NEX
两端铰支,l0=──l=──×
0.92+0.752=0.59m,
l0590
则λ=──=──=37.34,
i15.8
查钢结构设计规范得:
Ψ=0.948。
等效弯矩系数取:
βmx=1.0。
截面塑性发展系数数:
γx=1.15。
π2×
2.06×
105×
欧拉临界力:
NEX=π2EA/λ2=───────────=713.60KN。
37.342
则有:
N1.0×
30×
───────+───────────────=205。
0.929×
1021.15×
5.08×
103〔1-0.8×
───〕
713060
解得荷载设计值为:
N=28.11KN
②承重工字钢验算:
计算模型
不考虑工字钢的自重荷载,仅考虑外架传递荷载,简化模型如上图:
仅考虑工字钢的自重荷载,简化模型如下图:
荷载计算
由以上计算可知:
F1=F2=15.46KN
1.2×
24.14×
9.8
工字钢自重荷载q=───────=0.284KN/m
1000
b.内力计算:
A点是弯矩、剪力最不利用点。
不考虑工字钢自重荷载,考虑外加传递荷载。
MA架=F1×
L1+F2×
L2=15.46×
1.36+15.46×
0.3=25.51KNM
QA架=F1+F2=15.46+15.46=30.92KW
仅考虑工字钢自重荷载。
MA工=─ql2=─×
0.284×
1.42=0.278KNm
QA工=ql=0.284×
1.4=0.40KN
综合考虑。
MA=MA架+MA工=25.51+0.278=25.79KNm
Q=QA架+QA工=30.92+0.4=31.32KN
强度验算。
MA25.79×
б=──=─────=139.09N/mm2<[б]m=215N/mm2
WX185.4×
QA•SX31.32×
103×
106.5×
τ=───=─────────=30.75N/mm2<[б]V=125N/mm2
IXtw1669×
104×
6.5
满足要求。
d.锚固抗拔筋验算:
由以上计算可知,F1=F2=15.46KN,q=0.284KN/m,则锚固点的抗拔力为:
1.421.52
F1×
(1.05+0.3)+F2×
0.3+q×
──-q×
──
FB=─────────────────────────=16.88KN
1.5
同时,此抗拔筋按锚固拉环考虑,拉应力不应大于50N/mm2,则抗拔筋截面积为:
FB16.98×
Ag=───=─────=169.80mm2,符合要求。
502×
50
采用Φ25钢筋,Ag=490.9mm2>169.80mm2符合要求。