2、扣件:
1)扣件采用一字扣、十字扣、环形扣等三种,扣件材质应符合国标《钢管脚手架扣件》(GB15831-1995)的规定,一个十字扣、环形扣件抗滑承载力应达到8.0kN。
2)扣件严禁有变形,裂缝,应做防锈处理,滑丝的螺栓应更换。
扣件螺栓拧紧力矩应≥40N.m,≤65N.m。
3、安全网、密目网:
1)安全网采用密目式安全网,网目应满足2000目/100cm2,做耐贯穿试验不穿透,颜色应符合环境效果要求,选用绿色,要求阻燃。
使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证。
2)围护的安全网、密目网进场必须具备出厂合格证,应能承受一定的冲击荷载。
霉烂,破损不得使用。
4、脚手片采用木板,选择按受力垂直于纵向水平杆方向铺设的木板,尺寸为1.2×1.0m。
5、踢脚板选择18厚胶合板,高为180mm,外用黄色调和漆罩面。
第五章、脚手架外观要求:
1、搭设脚手架前应将钢管进行清理、除锈,并统一涂刷油漆二度,颜色力求均匀,外形美观。
脚手架立杆、防护栏杆、扫地杆、踢脚杆统一为黄色表面,剪力撑统一为红白相间油漆罩面。
2、踢脚板表面采用红黑相间油漆罩面。
第六章、脚手架搭设:
1、脚手架搭设技术参数:
1)立杆纵距La:
1.50m;
2)立杆横距Lb:
1.05m;
3)水平杆步距Lb:
1.80m;(如步距模数有差异时,步距应<1.8m)
4)小横杆两端伸出立杆外为100~150mm,内立杆距建筑物为200mm。
5)脚手架搭设高度以挡土墙高度加1.8m为计算高度:
6)脚手板为木板1.2×1.0m,隔层满铺。
2、外脚手架搭设顺序:
1)搭设原则:
应是从下到上、分步分层搭设、分步分层固定、分步分层校正、支撑、拦杆、防护网同步搭设、分段验收的原则。
2)搭设步骤:
落地脚手架搭设步骤:
熟悉方案和图纸→现场放线→铺设木板→立内排立杆、纵向水平杆和扫地杆(3跨)→设置抛撑→立外排立杆、纵横向水平杆和扫地杆(3跨)→向两侧延伸→及时校正垂直度→同步安装栏杆和安全网→每增搭高10-13m时分段检验→达设计高度后检验。
3、脚手架搭设技术要求:
1)纵向水平杆:
(1)纵向水平杆应设置在立杆的内侧,其长度不宜小于3跨。
(2)纵向水平杆对接时,对接扣件应交错布置.两相邻纵向水平杆不宜设置在同步同跨内。
(3)纵向水平杆在不同步或不同跨内两个相邻的接头,在水平方向错开距离不应<500mm。
(4)各接头中心至最近主节点距离不宜>500mm。
(5)搭接长度不应<1m,应等距设置3个旋转扣件固定。
(6)因使用木板脚手板,所以纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上,两根填芯杆两根水平杆应等距离设置。
2)横向水平杆:
(1)双排脚手架中靠墙端外伸长度A应<0.4Lb,且应≤500mm,若超过此范围,应采取加固措施,并增加填芯杆,架体每超过3步以上时,需在架内张设安全平网。
(2)、作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,间距不应>Lb/2,即750mm。
使用木板脚手板时,横向水平杆的两端应用直角扣件固定立杆上,且位于纵向水平杆的下方。
3)脚手片铺设:
木板脚手板应按其垂直于纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺。
4)立杆搭设;
(1)落地脚手架,底部应设置垫板。
(2)应设置纵横向扫地杆,扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不>200mm处的立杆上。
(3)横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立杆上。
(4)当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处扫地杆向低处延长两跨,与立杆固定高低差应≤1m,靠边坡上方的立杆轴线到边坡距离应≥500mm,高低扫地杆可重叠一跨。
(5)脚手架底层步距应≤1.8m。
立杆接长必须采用对接扣件连接,顶层顶步可以采用搭接。
(6)对接和搭接,应交错布置,两相邻立杆接头不应设置在同步内。
同步内隔一根立杆的两个接头,在高度方向错开距离不宜<500mm。
(7)接头至主节点距离不宜>h/3,即不宜>600mm。
接头搭接长度不应<1m,应采用不少于2个旋转扣件固定。
(8)外侧立杆顶端高出挡墙1.8m,内侧立杆高与挡墙齐平。
双立杆中的副立杆,高度不应低于3步,L≥6m。
5)防护栏杆:
(1)脚手架外侧使用建设主管部门认证合格的绿色密目式安网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。
(2)选用18#铅丝双股张挂安全网,要求严密、平整。
(3)脚手架外立杆内侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.9m和1.3m。
6)剪刀撑和横向斜撑:
(1)剪刀撑跨越立杆数为5—7根,与地面倾角45º—60º之间,不少于4跨,且>6m。
(2)本工程根据规范要求脚手架可以在外侧整个立面上搭设一道自下而上的连续的剪刀撑。
剪刀撑搭接长度应>1m。
(3)剪刀撑应用旋转扣件将之固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上。
(4)在开口处双排脚手架端口,除设置栏杆外,还必须设置横向斜撑。
(5)、横向斜撑在同一节间,由下至上,呈之字形连续布置。
7)脚手架搭设注意事项:
(1)、配合进度:
必须配合施工进度进行搭设,确保至少超出施工作业面一步,且一次搭设不应超过相邻连墙件以上2步。
(2)、及时校正:
每搭完一步脚手架后,应按规范规定及时校正步距、纵距、横距、及立杆垂直度,以避免积重难返。
(3)、位置要正确:
底座底板应准确放在定位线上,放线要按施工方案进行,变更要有记录。
(4)、开始搭设:
此时搭设立杆应每隔6跨设置一根抛撑,直至稳固后方可椐情况拆除。
(5)、主节点:
此处必须设置纵、横向水平杆各一根,用直角扣件固定立杆上,在脚手架使用期间,主节点的纵、横向水平杆和纵、横向扫地杆严禁拆除。
(6)、稳定措施:
当架体施工作业层超过2步时,应采取临时稳定措施。
(7)、同步搭设:
剪刀撑、斜撑均应随立杆纵横向水平杆同步搭设。
(8)、加强安全管理,确保人身安全.
(11)脚手架的架体内立杆距墙体净距大于300mm,必须铺设站人木板,站人木板设置平整牢固。
第七章、落地脚手架计算
扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等编制。
一、参数信息:
1.脚手架参数
脚手架搭设高度为6.00m,立杆采用单立管;
搭设尺寸为:
立杆的横距为1.05m,立杆的纵距为1.5m,大小横杆的步距为1.8m;
内排架距离墙为0.30m;
采用的钢管类型为Φ48×3.25;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为0.80。
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
3.000kN/m2;脚手架用途:
结构脚手架;
3.风荷载参数
本工程地处深圳市,基本风压0.35kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为0.81,风荷载体型系数μs为1.13;
脚手架计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(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):
0.140;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;
脚手板类别:
木板脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆、木脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):
0.036;
5.地基参数
地基土类型:
混凝土地面;
立杆基础底面面积(m2):
0.20;地基承载力调整系数:
1.00。
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。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.036kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m;
活荷载标准值:
Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m;
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.036+1.2×0.105=0.169kN/m;
活荷载的设计值:
q2=1.4×1.05=1.47kN/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:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.169×1.52+0.10×1.47×1.52=0.361kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.169×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.425kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.361×106,0.425×106)/4790=88.727N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为σ=88.727N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/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:
其中:
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.036+0.105=0.141kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=1.05kN/m;
最大挠度计算值为:
ν=0.677×0.141×15004/(100×2.06×105×115000)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×115000)=2.425mm;
大横杆的最大挠度2.425mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,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=0.036×1.5=0.054kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN;
活荷载标准值:
Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN;
集中荷载的设计值:
P=1.2×(0.054+0.158)+1.4×1.575=2.459kN;
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=1.2×0.036×1.052/8=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=2.459×1.05/3=0.861kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.866kN.m;
最大应力计算值σ=M/W=0.866×106/4790=180.888N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=180.888N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/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:
νqmax=5×0.036×10504/(384×2.06×105×115000)=0.024mm;
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.054+0.158+1.575=1.786kN;
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:
νpmax=1786.35×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×115000)=3.098mm;
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+3.098=3.122mm;
小横杆的最大挠度为3.122mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求!
四、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,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;
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=0.036×1.5×2/2=0.054kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.036×1.05/2=0.019kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN;
活荷载标准值:
Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.054+0.019+0.236)+1.4×2.362=3.678kN;
R<6.40kN,单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0.1248kN/m
NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.036/1.80]×18.50=2.862kN;
(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=0.3×10×1.5×(1.05+0.2)/2=2.812kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m
NG3=0.14×10×1.5/2=1.05kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×18.5=0.139kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.864kN;
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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo=0.35kN/m2;
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=0.81;
Us--风荷载体型系数:
取值为1.128;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.35×0.81×1.128=0.224kN/m2;
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=1.2×6.864+1.4×4.725=14.851kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.864+0.85×1.4×4.725=13.859kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.224×1.5×
1.82/10=0.129kN.m;
六、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值:
N=14.851kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.5;
计算长度,由公式lo=k×μ×h确定:
l0=3.118m;
长细比Lo/i=196;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:
φ=0.188;
立杆净截面面积:
A=4.57cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.79cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=14851/(0.188×457)=172.857N/mm2;
立杆稳定性计算σ=172.857N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=13.859kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.5;
计算长度,由公式l0=kuh确定:
l0=3.118m;
长细比:
L0/i=196;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.188
立杆净截面面积:
A=4.57cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.79cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=13858.96/(0.188×457)+129462.334/4790=188.336N/mm2;
立杆稳定性计算σ=188.336N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
七、最大搭设高度的计算:
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=4.001kN;
活荷载标准值:
NQ=4.725kN;
米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
Hs=[0.188×4.57×10-4×205×103-(1.2×4.001
+1.4×4.725)]/(1.2×0.125)=41.375m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=41.375/(1+0.001×41.375)=39.731m;
[H]=39.731和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=39.731m。
脚手架单立杆搭设高度为18.5m,小于[H],满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=4.001kN;
活荷载标准值:
NQ=4.725kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.129/(1.4×0.85)=0.109kN.m;
Hs=(0.188×4.57×10-4×205×103-(1.2×4.001+0.85×1.4×(4.725+0.188×4.57×100×0.109/4.79)))/(1.2×0.125)=32.495m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=32.495/(1+0.001×32.495)=31.472m;
[H]=31.472和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=31.472m。
脚手架单立杆搭设高度为18.4m,小于[H],满足要求!
九、立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=74.256kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设