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荆门市东方雅苑A栋住宅楼工程脚手架施工方案横杆的自重标准值:P1=0.038×1.050=0.040kN;
脚手板的荷载标准值:P2=0.300×1.050×1.500/2=0.236kN;
活荷载标准值:Q=3.000×1.050×1.500/2=2.363kN;
荷载的计算值:R=1.2×(0.040+0.236)+1.4×2.363=3.639kN;
GB/T 36552-2018标准下载R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(五)脚手架荷载标准值:
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(kN/m);本例为0.1248
NG1=0.125×18.000=2.246kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹笆片脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×4×1.500×(1.050+0.3)/2=1.215kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆木,标准值为0.11
NG3=0.140×4×1.500/2=0.420kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.500×18.000=0.135kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.016kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2
经计算得到,活荷载标准值
NQ=3.000×1.050×1.500×2/2=4.725kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算
Wo=0.300kN/m2;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.300×0.740×0.649=0.101kN/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=1.2×4.016+1.4×4.725=11.435kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.016+0.85×1.4×4.725=10.442kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.101×1.500×
1.8002/10=0.058kN.m;
(六)立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴心压力设计值:N=11.435kN;
计算立杆的截面回转半径:i=1.58cm;
计算长度附加系数:K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
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=0.186;
立杆净截面面积:A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205.000N/mm2;
σ=11435.000/(0.186×489.000)=125.719N/mm2;
立杆稳定性计算σ=125.719小于[f]=205.000N/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=10.442kN;
计算立杆的截面回转半径:i=1.58cm;
计算长度附加系数:K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
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=0.186
立杆净截面面积:A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205.000N/mm2;
σ=10442.430/(0.186×489.000)+58328.249/5080.000=126.292N/mm2;
立杆稳定性计算σ=126.292小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
风荷载基本风压值Wk=0.101kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.200m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
NLw=1.4×Wk×Aw=2.287kN;
连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=7.287kN;
由长细比l/i=200.000/15.800的结果查表得到0.966;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
Nl=7.287 连墙件采用焊接方式与墙体连接,对接焊缝强度计算公式如下 其中N为连墙件的轴向拉力,N=7.287kN; lw为连墙件的周长,取Lw=pi×d=150.796mm; t为连墙件的周长,t=3.500mm; ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185.0N/mm2; 经过焊缝抗拉强度σ=7287.382/(150.796×3.500)=13.807N/mm2; 经过焊缝抗拉强度σ=13.807 (八)悬挑梁的受力计算: 悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。 悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。 本工程中,脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体200mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm, 水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4,截面抵抗矩W=141.00cm3,截面积A=26.10cm2。 受脚手架集中荷载N=1.2×4.016+1.4×4.725=11.435kN; 水平钢梁自重荷载q=1.2×26.100×0.0001×78.500=0.246kN/m; 三、卸料平台的设计及构造 为方便楼层间的材料转运,我单位拟在主楼搭设转料平台,示意图如下: 悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。 由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。 脚手板类别:木脚手板,脚手板自重标准值(kN/m2):0.35; 栏杆、挡杆类别:栏杆木,栏杆、挡板脚手板自重标准值(kN/m2):0.14; 施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):20.00。 内侧钢绳与墙的距离(m):2.50,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):1.00; 上部拉绳点与墙支点的距离(m):3.00; 钢丝绳安全系数K:6.00,计算条件:铰支; 预埋件的直径(mm):20.00。 主梁槽钢型号:18a号槽钢槽口水平[; 次梁槽钢型号:14a号槽钢槽口水平[; 次梁槽钢距(m):0.40,最近次梁与墙的最大允许距离(m):0.20。 水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):4.00,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):2.00; 计算宽度(m):3.00。 次梁选择14a号槽钢槽口水平[,间距0.40m,其截面特性为: 面积A=18.51cm2,惯性距Ix=563.70cm4,转动惯量Wx=80.50cm3,回转半径ix=5.52cm, 截面尺寸:b=58.0mm,h=140.0mm,t=9.5mm。 (1)脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2; Q1=0.35×0.40=0.14kN/m; (2)最大的材料器具堆放荷载为20.00kN,转化为线荷载: Q2=20.00/4.00/3.00×0.40=0.67kN/m; (3)槽钢自重荷载Q3=0.14kN/m; 经计算得到,静荷载计算值q=1.2×(Q1+Q2+Q3)=1.2×(0.14+0.67+0.14)=1.14kN; 经计算得到,活荷载计算值P=1.4×2.00×0.40×3.00=3.36kN。 内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下: 最大弯矩M的计算公式为: 经计算得到,活荷载计算值M=1.14×3.002/8+3.36×3.00/4=3.80kN.m。 经过计算得到强度σ=3.80×103/(1.05×80.50)=44.97N/mm2; 次梁槽钢的抗弯强度计算σ<[f],满足要求! 经过计算得到φb=570×9.50×58.00×235/(3.00×140.00×235.0)=0.75; 由于φb大于0.6,按照下面公式计算: 得到φb=0.693; 经过计算得到强度σ=3.80×103/(0.693×80.500)=68.15N/mm2; 次梁槽钢的稳定性计算σ<[f],满足要求! 根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。 主梁选择18a号槽钢槽口水平[,其截面特性为: 面积A=25.69cm2,惯性距Ix=1272.70cm4,转动惯量Wx=141.40cm3,回转半径ix=7.04cm; 截面尺寸,b=68.00mm,h=180.00mm,t=10.5mm; (1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆木,标准值为0.14kN/m; Q1=0.14kN/m; (2)槽钢自重荷载Q2=0.20kN/m 经计算得到,静荷载计算值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.20)=0.41kN/m 经计算得到,次梁集中荷载取次梁支座力P=(1.14×3.00+3.36)/2=3.39kN 卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。 悬挑卸料平台水平钢梁计算简图 经过连续梁的计算得到: 悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN) 悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm) R[1]=22.224kN; R[2]=16.668kN。 最大支座反力为Rmax=22.224kN.m; 最大弯矩Mmax=12.597kN.m; 最大挠度V=5.672mm。 经过计算得到强度σ=1.26×107/1.05/141400.0+2.59×104/2569.000=94.939N/mm2; 主梁的抗弯计算强度94.939小于[f]=205.00,满足要求! 经过计算得到φb=570×10.5×68.0×235/(4000.0×180.0×235.0)=0.565; 计算得到φb=0.565; 经过计算得到强度σ=1.26×107/(0.565×141400.00)=157.61N/mm2; 主梁槽钢的稳定性计算σ=157.61<[f]=205.00,满足要求! (四)钢丝拉绳的内力计算: 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算, 其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力:RCi=RUisinθi; 根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为: RU1=34.15kN; (五)钢丝拉绳的强度计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算,为34.15kN; 如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算: 计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm); 计算中[Fg]取34.149kN,α=0.820,K=6.000,得到:d=22.4mm。 钢丝绳最小直径必须大于23.000mm才能满足要求! (六)钢丝拉绳吊环的强度计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N为: 厂房、办公楼、车间工程施工组织设计N=RU=34149.381N。 钢板处吊环强度计算公式为: 其中,[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8, 在物件的自重标准值作用下,每个吊环按2个截面计算的。吊环的应力不应大于50N/mm2, [f]=50.0N/mm2; 某隧道施工组织设计.doc所需要的吊环最小直径D=[34149.4×4/(3.142×50.00×2)]1/2=29.5mm。 (七)卸料平台安全要求: 1.卸料平台的上部位结点,必须位于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上;