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2#楼悬挑脚手架(钢丝绳卸荷)悬挑脚手架是一种广泛应用于高层建筑施工中的临时支撑结构,尤其在高层或超高层建筑中,其作用尤为重要。2#楼采用的悬挑脚手架结合钢丝绳卸荷技术,能够有效减轻架体对建筑主体结构的荷载压力,同时确保施工安全和效率。
该系统主要由工字钢、扣件式钢管脚手架、钢丝绳及锚固装置组成。工字钢作为主要受力构件,一端固定于建筑梁板内,另一端伸出形成悬挑部分。钢丝绳则通过预埋拉环与建筑结构相连,起到分担部分荷载的作用,从而降低工字钢的弯矩,提高整体稳定性。此外,钢丝绳卸荷设计还能减少脚手架对楼层结构的影响,避免因荷载过大导致的安全隐患。
在实际施工中,2#楼的悬挑脚手架严格按照设计方案布置,每段悬挑高度控制在20米以内,层间间距合理分布。脚手架的搭设需遵循相关规范,确保立杆、横杆、剪刀撑等构件连接牢固,并设置防护网和踢脚板,保障工人作业安全。同时,钢丝绳的张紧度需经过精确计算和现场调整,以达到最佳卸荷效果。
总之,2#楼悬挑脚手架(钢丝绳卸荷)的设计和实施,不仅满足了施工需求6238工程北大营和东大营营区消防工程施工组织设计(2017年10月开工),还体现了现代建筑施工技术的安全性、经济性和科学性。
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:
最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.013+1.590 = 1.603 mm;
小横杆的最大挠度和 1.603 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900.000/150=6.000与10 mm,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
大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.500×2/2=0.058 kN;
小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×0.900=0.035 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.300×0.900×1.500/2=0.203 kN;
活荷载标准值: Q = 3.000×0.900×1.500 /2 = 2.025 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.035+0.203)+1.4×2.025=3.119 kN;
R < 6.40 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架立杆荷载的计算:
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(kN),为0.1248
NG1 = [0.1248+(1.50×2/2+1.50×2)×0.038/1.80]×14.40 = 3.180;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板,标准值为0.30
NG2= 0.300×5×1.500×(0.900+0.2)/2 = 1.238 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15
NG3 = 0.150×5×1.500/2 = 0.563 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.010×1.500×14.400 = 0.216 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.196 kN;
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取值。
经计算得到,活荷载标准值
NQ= 3.000×0.900×1.500×2/2 = 4.050 kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
Wo = 0.450 kN/m2;
Uz= 0.740 ;
经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.450×0.740×0.653 = 0.152 kN/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= 1.2×5.196+ 1.4×4.050= 11.905 kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.196+ 0.85×1.4×4.050= 11.054 kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.152×1.500×
1.8002/10 = 0.088 kN.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:
立杆的轴向压力设计值 :N =11.905 kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
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 = 1.500 ;
计算长度 ,由公式 lo = kμh 确定 :l0 = 3.119 m;
长细比 Lo/i = 197.000 ;
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= 0.186 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2;
σ = 11905.000/(0.186×489.000)=130.886 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 130.886 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/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 =11.054 kN;
计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
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 = 1.500 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.119 m;
长细比: L0/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 = 4.89 cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;
钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.000 N/mm2;
σ = 11054.124/(0.186×489.000)+88031.618/5080.000 = 138.864 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 138.864 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
七、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.152 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.200 m2;
按《规范》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= 5.000 kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
Nlw = 1.4×Wk×Aw = 3.452 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.452 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
由长细比 l0/i = 200.000/15.800的结果查表得到 φ=0.966,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205.00 N/mm2;
Nl = 8.452 < Nf = 96.837,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 = 8.452小于双扣件的抗滑力 16.0 kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
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。
悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
本方案中,脚手架排距为900mm,内排脚手架距离墙体200mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1100mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.20 cm4,截面抵抗矩W = 108.30 cm3,截面积A = 21.95 cm2。
db1501/t 0023-2021 园林绿化植物栽植技术规程受脚手架集中荷载 N=1.2×5.196 +1.4×4.050 = 11.905 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×21.950×0.0001×78.500 = 0.207 kN/m;
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
16建筑三维平法结构识图教程(第一、二章柱平法标准构造详图及三维示意图)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R[1] = 13.536 kN;