4.6立杆稳定计算:
根据规范,立杆稳定计算应按下列公式;
立杆长度
则:
:
h取值为
层高,为1.367米;
由λ=126.6查得轴心受压构件的稳定系数为:
不组合风荷载时:
N=7.83KN
组合风荷载时:
N=10.34KN
由风荷载设计值产生的立杆弯矩值:
综上所述立杆稳定满足要求。
(7)、连墙件计算:
由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值,按规范5.4.2式计算:
Nlw=1.4×wk×Aw=1.4×0.574×1.45×5.433=6.33KN
Nl=Nlw+N0=6.33+5=11.33KN
本脚手架的连墙杆采用螺纹16丝杆,用三形卡和螺栓固定在预埋件上,预埋钢筋直径14mm,另一端则套在脚手架水平杆上,其抗拉、压强度设计值为43.2KN大于风荷载产生的轴向力11.33KN,也满足连墙件设计值大于扣件抗滑承载能力设计值Rc的规范要求.综上连墙件强度满足要求。
(8)、立杆地基承载能力验算:
由于本脚手架是直接放置在已浇筑完的楼板上,所以验算地基强度只需验算悬挑楼板的强度,悬臂板长度有35cm、40cm、50cm、80cm,这里计算悬臂长度取80cm。
立杆中心距悬臂根部65cm;
在立杆下面支设一个10cm×10cm的垫板,立杆中心距悬臂根部的距离为65cm,悬臂板的有效工作宽度为b1=b+2l0=10+2×65=140cm,根据结构设计图纸,在140cm宽度内,分布筋为9.33根,取9根进行验算;
荷载对悬臂根部产生的内力为:
Mg1=7.83×0.65=5.09KN.M
结构自重产生的内力为:
作用在悬臂板根部的内力值为:
Mmax=5.09+2.8=7.89KN.M
取此时混凝土受压区高度为
此时混凝土受压强度为Ra,则有:
即混凝土受压区强度只要能达到0.47MPa就可以了!
本结构楼板采用C40混凝土,根据《建筑材料》(第四版,中国建筑工业出版社)普通水泥强度增长情况,强度-时间曲线图,常温下混凝土从0-7天的强度近似为线性增长,7天强度能达到22MPa,一天强度能达到3MPa,实际上此时楼板的模板并未拆除,对楼板还有一定的支承作用,悬挑楼板的强度能够满足要求.
(9)脚手架能承载的荷载控制值;
由以上计算可知,脚手架承重控制荷载是支座处的旋转扣件,当旋转扣件达到最大承载能力8KN时,由前述公式反推回去得竖向力为15.135KN,单个三角架承力为15.135KN,一品架子有5个三角架,总承载能力为75.675KN(均布荷载,不是集中荷载).除去脚手架自重17.13KN,一品架还可承受58.55KN,约5.866吨.
(10)、脚手架起吊重量计算;
本脚手架,将采用在地面组装,用塔吊起吊后固定在结构上的方法,因此需计算每一品架的重量以确保塔吊是否能起吊;每品架由4节组成,每品架有15根6米的大横杆,6×5=30根小横杆,10根4.5米的斜杆,5根6米长立杆,5根8.5米长立杆,4根6米长杆做剪刀撑,34×5+8=178个旋转扣件,即每品架的重量为:
(15×6+30×1.2+10×4.5+30+42.5+24)×0.0384+178×0.0146=12.87KN
在部分架上还要设置马道,因此还要加上马道的重量,马道采取1:
1.5的坡度,长度为7.27米,每米长斜道采用4根1米的斜杆,1根1.0米横杆,木脚手板1.4×1m2,挡脚板1×0.18m2,安全防护网4×1m2旋转扣件2个,总重量为:
(4+1.0)×0.0384+1.4×0.35+0.18×0.15+2×0.0145=0.739KN
由于中间还有对接扣件两端还有立杆,最后总重为:
5.37KN
带马道的外挂架重为:
12.87+5.37=18.24KN
不带马道的脚手架若还要增加一排脚手板和一排挡脚板其重量为:
0.35×1.0×6+0.15×0.18×6×2=4.26KN
即不带马道的一品架自重为:
12.87+4.26=17.13KN
从电梯到操作层还有一品外挂架,但该外挂架无脚手板肯定比有脚手板的轻,所以无需再作验算;
塔吊起吊脚手架时,将钢绳绑在扣件结点处,以避免钢管的中点处受弯挠度过大影响使用,在这种情况下用4根钢丝绳起吊脚手架,最重的脚手架,每根钢丝绳受力为4.56KN,此时一个扣件受力约为4.56KN小于旋转扣件的抗滑承载能力8KN,连结件强度能够满足要求不会出现问题。
3、安全通道的搭设:
在建筑物南侧搭设安全通道入口,防护棚长6米,宽于通道口两侧各1米,上面满铺5cm厚脚手板,通道两侧密封密目安全网,见下图:
4、预应力张拉用脚手架:
由于预应力张拉时,外挂架已经提升,所以单独搭设一品脚手架,在张拉时,使用搭吊将脚手架吊装到张拉楼层,与内脚手架上固定在一起,由于张拉用脚手架主要承受施工人员重量及脚手架自身重量,受力较小,不需验算脚手架受力。
脚手架形式见图:
5、施工马道脚手架:
由于建筑物层高较高,建筑物竖向交通采用施工马道和外用电梯结合使用,施工马道搭设在3轴/D~E轴、14轴/D~E轴处,外用电梯搭设在建筑物东西两侧。
6、电梯井筒平台搭设:
6.1、本工程电梯井筒较多,尤其是四个双井筒结构,为了保证电梯井筒模板施工安全,采用穿墙螺栓固定电梯井筒操作平台,单井筒四根螺栓、双井筒八根螺栓,具体形式见下图:
6.2、穿墙螺栓抗剪力验算:
电梯井井道尺寸 2500×2500mm,墙高4.1M,
每块面积 2.5×4.1=10.25m2
每平米大钢模板重量取:
140Kg10.25×140=1435kg
大模板总重为:
4×1435=5740kg
电梯井中木脚手板重量为:
2.5×2.5×0.35=2.19kN
人自重按规范取800-850KN/人,本设计取5人:
人群荷载总重为:
850×5=4.250KN
计算荷载总重:
57.40+2.19+4.25=63.84KN
结构是对称均匀布置的,支承反力由穿墙螺栓平均分担:
单栓承载能力应满足:
N=63.84÷4=15.96KN;
1.2N=1.2×15.87=19.05
A=П×D2÷4=3.14×322÷4=803.84mm2
τ=19.05×103÷803.84=23.69MPa
根据规范Q235钢的抗剪强度为125MPa,所以承载力远远小于螺栓的抗剪强度,脚手架承载能力符合要求。
7、结构十四层、十七层有绗架结构施工,暂时考虑从首层搭设双排脚手架,等具体施工时,根据现场情况及设计院意见再作调整。
8、根据安全要求,在首层设置6米宽防护棚,上设水平兜网,二层以上每隔三层设3米宽水平兜网。
三角架间距<20米,具体搭设见下图:
9、外挂架提升后,建筑物临边设置围护栏杆,立杆间距1.5米,横杆两道,首道距地0.7米,第二道距地1.2米。
围护栏杆设踢脚板,外挂安全网。
四、脚手架搭设及吊装技术要求:
4.1、地下四层至二层双排外脚手架搭设要求:
4.1.1、脚手架双排立杆下垫5CM厚200MM宽脚手板并加底座。
4.1.2、脚手架的柱距、排距要求进行放线定位,垫板、底座应准确地放在定位线上;垫板必须放平稳,不得悬空。
4.1.3、立柱接头除在顶层可采用搭接外,其余各接头必须采用对接扣件对接,对接或搭接时,接头应交错布置,相邻接头不得在同步、同跨内,错开距离不得小于1500mm;各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3,纵向水平杆设于横向水平杆之下,在立柱内侧采用直角扣件与立柱扣紧。
纵向水平杆采用对接扣件连接,交错布置,接头不应设在同步同跨内避免在跨中,连墙件设置在主节点附近;脚手架外侧立面沿全高和全长设置剪刀撑;剪刀撑角度为45度。
4.2、外挂架在现场搭设完毕经技术、安全管理人员验收后,方可吊装。
每次吊装前,扣件需重新检查、拧紧,并用力矩扳手抽测是否满足要求,有问题的扣件需及时更换。
五、安全管理
5.1、人员要求
5.1.1、脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工。
上岗人员应定期体检,体检合格者方可发上岗证。
5.1.2、搭设脚手架人员必须戴安全帽、安全带,穿防滑鞋等。
5.2、搭设阶段
5.2.1、脚手架的构配件质量必须进行检验,合格后方准使用。
5.3、使用阶段
5.3.1、操作层上的施工荷载应符合设计要求≤180kg/m2,不得超载;不得将模板支撑、揽风绳、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备。
5.3.2、六级及六级以上大风和雾、雨、雪天应停止脚手架作业,雨、雪后上架操作应有防滑措施,应扫除积雪,穿防滑鞋。
5.3.3、应设专人负责对脚手架进行经常检查和保修:
(1)、在下列情况下,必须对脚手架进行检查;
a、在六级大风与大雨后;
b、寒冷地区开冻后;
c、停用超过一个月,复工前。
(2)、检查保修项目:
a、各主节点处诸杆件的安装,连墙件、支撑、门洞等的构造是否符合要求;
b、地基是否积水,底座是否松动、立柱是否悬空;
c、扣件螺栓是否松动;
d、安全防护措施是否符合要求。
5.3、在脚手架使用期间,严禁任意拆除下列杆件:
5.3.1、主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆;连墙件;支撑;
5.3.2、栏杆、挡脚板。
要拆除上述任一杆件均应采取安全措施,并报主管部门批准。
5.4、严禁任意在脚手架基础及其临近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报主管部门批准。
5.5、临街搭设的脚手架外侧应有防护措施,以防坠物伤人。
5.6、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守。
5.7、脚手架外安全网必须铺设严密网片拉紧。
5.8、脚手架要有相应的接地、避雷措施。
5.9、搭设脚手架时地面应设有围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁一切非操作人员入内。
5.10、脚手架搭设应与回填土、防水交叉进行。