1、落地脚手架一、工程概况 齐齐哈尔市公安局技术业务用房,位于齐齐哈尔市卜奎南大街西侧,黑龙江路南侧。工程由办公楼主楼及两侧辅楼组成。主楼高12层、两侧辅楼高5层、地下车库一层,总建筑面积60000m2,主楼高度52.20米(含机房女儿墙)、副楼高度为21.60米(女儿墙),自然地面为-2.00米左右。东、西两侧辅楼采用落地式双排扣件钢管脚手架,搭设高度为2+21.6+1.2=24.8米。主楼采用型钢悬挑双排扣件钢管脚手架,分三次悬挑:第一次,2层5层(4.5+3.83+1.2=17.1米);第二次,6层9层(3.84+1.2=16.4米);第三次,10层屋面层(3.82+4.2+4+1.2=17
2、米)。三、脚手架搭设方案1、根据该工程现场实际情况及结构特点,按常规搭设落地式双排扣件钢管脚手架,搭设高度为24m。双排脚手架采用直径48壁厚3.2mm的钢管搭设,考虑到市场供应钢管质量参差不齐,在承载力计算过程中,钢管的截面指标按照壁厚3.2mm进行计算。2、脚手架搭设尺寸选择2.1步距h=1.8m,立杆纵距la=1.5m,立杆横距lb=1.05m,外立杆至墙距ld=1.40m,内立杆至墙距lc=0.35m。2.2沿建筑物外围布置架体(详见附图),遇挑出阳台、外墙凸出物使得架体与建筑物距离过大时,在架体内侧增设立杆,保证架体与建筑物可靠拉结,并确保施工作业安全。2.3连墙件布置采用两步三跨,
3、竖向间距3.6m,水平间距4.5m;3、纵向水平杆、横向水平杆搭设方法3.1纵向水平杆设置在立杆的内侧,长度不小于3跨;纵向水平杆的连接扣件交错布置,两根相邻的纵向水平杆的接头避免设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm ,具体操作为:第一跨纵向水平杆选用5.4m、3.6m、1.8m三种长度的钢管,从始端往末端依次排列,重复组合,其余均用6m钢管接长,杆件搭接长度不小于1m,等间距设置3个旋转扣件固定;双排脚手架内外水平杆错开一根长管。各接头中心至最近的主结点的距离不大于纵距的1/3;主节点处设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除;3.2脚手架的
4、横向水平杆两段均采用直角扣件固定在纵向水平杆上。4、立杆搭设方法4.1立杆接长除顶层顶步外,其余各层各步接头均采用对接扣件连接;4.2立杆上的对接扣件交错布置:两根相邻立杆的接头避免设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm;各接头中心至主要点的距离不大于步距的1/3;具体操作为:第一节立杆选用6m、4.5m、3m三种长度的钢管,从始端往末端依次排列,重复组合,上部均用6m钢管接长,对接扣件连接,双排脚手架内外立杆错开一根长管。4.3脚手架根部设置纵、横向扫地杆;纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上皮不大于200mm处的立杆上;横向扫地杆亦采用直角扣件固
5、定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上;七、设计计算1、计算项目1.1纵向、横向水平杆受弯构件的强度计算;1.2立杆的稳定性计算;1.3连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;1.4立杆地基承载力计算2、钢管截面特性外径壁厚t截面积A(cm2)惯性矩I(cm4)截面模量W(cm3)回转半径i(cm)每米长质量Kg/m(mm)483.24.5011.354.731.593.84483.54.8912.195.081.583.8448.33.65.0612.715.261.593.97在脚手架计算过程中,从安全角度出发,钢管截面特性取值按照壁厚3.2mm考虑。3、荷载取值3.1永久荷载标准值每米立杆承受的结
6、构自重标准值gk=0.1295kN/m(见脚手架规范表A.0.1)木脚手板自重标准值 0.35kN/m2栏杆、挡脚板自重标准值 0.17kN/m吊挂的安全设施荷载及安全网 0.01kN/m23.2可变荷载标准值施工荷载标准值(装修脚手架) 2.0kN/m2风荷载标准值 k =z.s.o 其中: o基本风压,齐齐哈尔地区取值0.35kN/m2(10年一遇) z风压高度变化系数,查建筑结构荷载规范(GBJ9):B类地区,脚手架最高处24m,查表得:z=1.42;s脚手架风荷载体形系数,按规范表A.0.5 规定采用,查表计算得:敞开式脚手架的挡风面积为An=1.51.80.09=0.243m2,密目
7、网的挡风系数取0.8(规范4.2.7),则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后,脚手架综合挡风面积为:(1.51.8-0.243)0.8+0.243=2.2m2其综合挡风系数为=2.2/(1.51.8)=0.815根据规范查表4.2.6,背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风荷载体型系数为1.3,即:s =1.30.815=1.06 k =z.s.o=1.421.060.35=0.527KN/4、荷载传递路线5、纵向、横向水平杆的抗弯强度计算荷载路径:脚手板横向水平杆纵向水平杆立杆 M/Wf M弯矩设计值 W截面模量 4.73cm3 f抗弯强度设计值205N/mm2 弹性模量E=2.06105N/mm2
8、纵向、横向水平杆弯矩设计值: M=1.2MGK+1.4MQK MGK脚手板自重标准值产生的弯矩 MQK施工荷载标准值产生的弯矩5.1横向水平杆弯矩设计值计算计算简图: 脚手板自重作用在横向水平杆上的线荷载标准值gk=0.35kN/m21.5m=0.525kN/m施工作用在横向水平杆上的线荷载标准值qK=2.0kN/m21.5m=3.0kN/m作用横向水平杆线荷载设计值q=1.20.525+1.43.0=4.83 kN/m最大弯距:Mmax=qL2/8=4.831.051.058=0.666 kN.m或(跨中弯矩M=1.2MGK+1.4MQK=1.20.1250.5251.052+ 1.40.1
9、253.01.052=0.666kN.m)= M/W = 0.6660106/4730=140.8N/mm2f=205N/mm2 满足要求!变形验算:钢材弹性模量:见规范表5.1.6,E=2.06105N/mm2钢管贯性矩见上表:I=11.35cm4容许挠度:见规范表5.1.8,L/150与10mm验算挠度:=5qkL4/384EI=5(0.525+3)10504/(3842.0610511.35104)=2.39mm1050/150满足要求。5.2纵向水平杆弯矩设计值计算计算简图:按照跨中有一根横向水平杆集中荷载P考虑(最不利情况)P=(1.20.351.051.5/2+1.42.01.05
10、1.5/2)0.5 =1.268KN(设计值)杆件自重可忽略不计。跨中弯矩M=0.251.2681.5 =0.476kN.m= M/W = 0.476106/4730=100.5N/mm2f=205N/mm2满足要求!挠度计算:最大挠度考虑为三跨连续梁集中荷载作用下的挠度max=1.615PL3/(100EI) =1.615126815003/(1002.0610511.35104) =2.96mm=maxl/150=10mm,10mm满足要求!5.3扣件抗滑承载力计算纵向水平杆与立杆连接,其扣件的抗滑承载力应满足 RRC纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R= (1.20.351.51.05
11、+1.20.171.5+1.421.51.05)/2 =2.69 kNRC =8KN 满足要求!6、脚手架立杆荷载计算每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.1295kN/m木脚手板自重标准值 0.35kN/m2栏杆、挡脚板自重标准值 0.17kN/m吊挂的安全设施荷载及安全网 0.01kN/m23.2可变荷载标准值施工荷载标准值(装修脚手架) 2.0kN/m2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0.1295kN/m NG1 = 0.1295+(1.050/2)0.035/1.8024.00 = 3.11kN;(2)脚手板
12、的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3511.5(1.05+0.3)/2 = 0.367 kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹夹板挡板,标准值为0.17kN/m NG3 = 0.1711.5/2 = 0.128 kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.01 kN/m2 NG4 = 0.011.524 = 0.36 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.805 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 = 21.051.51/2
13、 = 1.575kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.91.4NQ = 1.22.805+ 0.91.41.575= 5.35 kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.22.805+1.41.575=5.571kN;7、按照单杆立杆校核立杆稳定性7.1有关参数数值计算a. 风荷载标准值k =0.62KN/b.立杆计算长度lolo=kh=1.1551.501.8=2.772mk-立杆计算长度附加系数(规范5.2.8)-考虑架体整体稳定的单杆计算长度系数( 规范表5.2.8)h=步距c.长细比 =lo/i =2772/15.9
14、=174.34i=回转半径1.59cmd.轴心受压构件根据长细比查表得出=0.232e.计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩MwMw=(0.91.4klah2)/10 =(0.91.40.621.51.82)/10 =0.38KN.m 6.4不组合风荷载时立杆稳定性计算N/(.a)=5.57103/(0.232450) =53.35N/mm2f=205N/mm2a =钢管截面积4.5cm2满足要求!6.5组合风荷载时立杆稳定性计算 N/(.a)+Mw/W =5.35103/(0.232450)+0.38106/(4.73103)=131.6N/mm2205N/mm2满足要求七、连墙件的计算: 连
15、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k =z.s.o=1.671.060.35=0.62KN/每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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力设计值(kN),按照下式计算:Nlw = 1.4kAw = 9.37 kN;连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 12.37kN;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 = 350/15.9的结果查表得到 =0.941(规范表A.0.6),l为内排架距离墙的长度; A = 4.5 cm2;f=205 N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9414.510-4205103 = 86.807 kN;Nl = 12.37 Nf = 86.807,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 12.37小于双扣件的抗滑力 12.8 kN,满足要求!
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