1、一、 工程概況XXX棟住宅樓工程,屬于框架結構,地上17層,地下1層,建筑高度:57.3m,五至十七層為塔樓高度為42.3m,首層至四層為群樓高度為13.95m,總建筑面積:21590平方米。本工程的群樓腳手架搭設(2/10-1/18軸交F軸和C-F交1/18軸),從室外地面開搭設,搭設高度為15.8米。塔樓部份腳手架(11-18軸交E軸及中間光井部份)從五層樓板(+13.95)開始搭設, 搭設高度為45.15米。南面2/10-1/18軸交A軸和東面A-C軸交1/18軸, 從地下室頂板開搭設。搭設高度為59.1米。二、編制依據建筑地基基礎設計規范GB50007-2002建筑結構荷載規范GB50
2、009-2001(2006年版)混凝土結構設計規范GB50010-2002鋼結構設計規范GB50017-2003建筑施工安全檢查標準JGJ59-99建筑施工高處作業安全技術規范JGJ80-91建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ130-2001(2002年版)和相關施工設計圖紙等。三、腳手架設計(一)、材料與設備計劃1、搭設腳手架的鋼管應采用現行國家標準直縫電焊鋼管GB/T13793或低壓流體輸送用焊接鋼管GB/T3092中規定的3號普通鋼管,其質量符合現行國家標準碳素結構鋼GB/T700中Q235A鋼的規定,每根鋼管的最大質量不應大于25kg。新用的鋼管表面應平直光滑,沒有裂縫、結疤、
3、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃道,鋼管有產品質量合格證、質量檢驗報告,鋼管材質檢驗方法符合現行國家標準金屬拉伸試驗方法GB/T228的有關規定,質量和鋼管外徑、壁厚、端面等的偏差符合建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ130-2001的有關規定,必須涂有防銹漆。舊鋼管表面銹蝕深度、和鋼管的彎曲變形符合建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范JGJ130-2001的有關規定。銹蝕檢查應每年一次。檢查時,應在銹蝕嚴重的鋼管中抽取3根,在每根銹蝕嚴重部位橫向截斷取樣檢查,當銹蝕深度超過規定值時不得使用。鋼管上嚴禁打孔。2、扣件為可鍛鑄造扣件,符合建設部鋼管腳手扣件標準GB15831的要求,由
4、有扣件生產許可證的生產廠家提供,無裂紋、氣孔、縮松、砂眼等鍛造缺陷,扣件的規格與鋼管相匹配,貼和面平整,活動部位靈活,夾緊鋼管時開口處最小距離不小于5mm。鋼管螺栓擰緊扭力矩達65Nm時無破壞。舊扣件在使用前進行質量檢查,有裂縫、變形的嚴禁使用,出現滑絲的螺栓必須更換。新、舊扣件均進行防銹處理。3、搭設架子前進行保養,除銹并統一涂色,力求環保美觀。4、腳手板、腳手片采用符合有關要求的。5、安全網采用密目式安全網,網目滿足2000目/100cm2,做耐貫穿試驗不穿透,1.61.8m的單張網重量在3kg以上,顏色滿足環境效果要求,選用綠色。要求阻燃,使用的安全網有產品生產許可證和質量合格證,以及由
5、相關建筑安全監督管理部門發放的準用證。6、連墻件材料采用鋼管,其材質符合現行國家標準碳素鋼結構GB 700-88中Q235-A鋼的要求。7、水平加固桿、封口桿、掃地桿、剪刀撐及腳手架轉角處的連接桿等采用483.5mm焊接鋼管,其材質在保證可焊性的條件下符合現行國家標準碳素結構鋼GB/T700中Q235A鋼的規定。主要材料參數表【鋼管落地腳手架59.1】鋼管48 3.5扣件配套腳手板竹串片腳手板安全網密目安全網【鋼管落地腳手架45.15】鋼管48 3.5扣件配套腳手板竹笆片腳手板安全網密目安全網【鋼管落地腳手架15.8】鋼管48 3.5扣件配套腳手板竹笆片腳手板安全網密目安全網(二)、施工工藝技
6、術一、技術參數【鋼管落地腳手架59.1】腳手架排數雙排大小橫桿布置大橫桿在上搭設高度(m)59.1立桿型號48 3.5立桿縱距(m)1.8立桿橫距(m)0.8立桿步距(m)1.8連墻件布置方式二步二跨施工均布荷載(kN/m2)3同時施工層數2腳手板鋪設層數16地區陽江基本風壓(kN/m2)0.62【鋼管落地腳手架45.15】腳手架排數雙排大小橫桿布置大橫桿在上搭設高度(m)45.15立桿型號48 3.5立桿縱距(m)1.8立桿橫距(m)0.8立桿步距(m)1.8連墻件布置方式二步三跨施工均布荷載(kN/m2)3同時施工層數2腳手板鋪設層數12地區陽江基本風壓(kN/m2)0.62【鋼管落地腳手
7、架15.8】腳手架排數雙排大小橫桿布置大橫桿在上搭設高度(m)15.8立桿型號48 3.5立桿縱距(m)1.8立桿橫距(m)0.8立桿步距(m)1.8連墻件布置方式二步三跨施工均布荷載(kN/m2)3同時施工層數2腳手板鋪設層數8地區陽江基本風壓(kN/m2)0.62(三)、工藝流程1、鋼管落地腳手架場地平整、夯實澆200厚C20砼墊層(支承五層樓面部份,樓面按設計要求增加加強鋼筋)材料配備定位設置通長腳手板、底座縱向掃地桿立桿橫向掃地桿小橫桿大橫桿(擱柵)剪刀撐連墻件鋪腳手板扎防護欄桿扎安全網。(四)、鋼管外墻腳手架搭設要求本工程屬全鋼管腳手架,基本要求應做到:橫平堅直、整齊清晰、圖形一致、
8、平堅通順、連接牢固、受荷安全、有安全操作空間、不變形、不搖晃。在排柵外設置供行人上落的施工梯。1、立桿 立桿材料均采用鋼管48mm,立桿縱向間距(跨度)1.8m,橫向間距0.8m,立桿距離墻邊0.15m。腳手架設置縱向、橫桿掃地桿,縱向掃地桿采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上,橫向掃地桿亦采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。立桿接長除頂步可用搭設外,其余各層各步接頭采用對接扣件連接。立桿上的對接扣件交錯布置;同步內隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離為500mm;立桿頂端宜高出檐口上皮1.6m。2、縱向水平桿(大橫桿) 間距0.8m,中間間2條鋼管。縱向水
9、平桿與立桿用直角扣扣接牢固,在腳手架外側每兩度縱向水平桿之間設置護欄。縱向水平桿接頭交錯布置,相鄰接頭不在同步跨內,并套上駁芯和對接扣扣緊牢固。3、橫向水平桿(小橫桿) 主節點處設置一根橫向水平桿,用直角扣件扣接且嚴禁拆除,主節點處兩個直角扣件的中心距為150mm.在雙排腳手架中。作業層上的非主節點處的橫向水平桿,根據支承腳手板的需要等間距設置,最大間距不大于縱距的1/2。4、剪刀撐 腳手架的外側面必須設剪刀撐,剪刀撐斜桿的接長采用搭設,搭接長度為1m,采用3個旋轉扣件固定,端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離為100mm,剪刀撐與立桿連接采用扣件扣緊牢固。剪刀撐斜桿與地面傾角在450至600之間。在
10、外側立面整個長度和高度上連續設置剪刀撐。5、其它構造要求腳手架頂部安裝防雷裝置與建筑物防雷筋連接。其接地電阻不得大于4歐姆。本腳手架搭設用密目式安全網,安全網符合安全規定標準。安全網掛設在腳手架外側,將腳手架封閉形成一個安全空間。四、鋼管腳手架的驗收與保養1、腳手架的驗收: 腳手架是隨著結構進度分階搭設,應進行分階驗收。在分階腳手架搭設完畢后進行驗收,填寫驗收單,符合安全要求及規范規定建筑施工安全檢查評分標準(JGJ59-99),并簽字后才能正式使用。 2、腳手架的保養: 腳手架驗收合格投入使用后,必須進行日常的和定期的全部檢查和修整,才能保證其安全使用。檢查的內容有:表均勻的下沉,局部的垂直
11、偏差扣件的緊固,腳手板的松動,與建筑物的連接性、外包安全網、出入口等,并要逐日清除腳手板上的垃圾。設置專職的保養工,負責日常檢查。五、安全技術措施1、施工前對施工作業人員進行安全技術方案交底并作好簽訂記錄。2、施工作業人員必須持證上崗,要佩戴安全帶,安全帶必須高掛低用,安全帶的掛點必須穩固。3、做好防滑措施,嚴禁赤腳、穿拖鞋、硬底鞋進行施工作業。4、嚴禁酒后進行施工作業。5、嚴禁上下交叉作業。6、施工作業人員必須是身體健康。7、施工作業前檢查作業環境是否安全,安全保護設施是否齊備有效,如發現情況馬上找專業人員處理,確認無誤后方可作業。8、遇六級以上大風、雨天、雷電、濃霧及夜間禁止施工作業。9、
12、施工時注意:各種構件嚴禁亂扔,防止墜物傷人,嚴禁從高處拋擲物體。用人力傳遞構件時特別要小心,雙方的交接穩固可靠,嚴禁高空擲物。施工途中或工作期間歇時,構件嚴禁浮擱在平橋及物料提升機上。嚴禁上下同時交叉施工作業。施工作業期間,在安全影響范圍內的地面要實行封閉,并設置安全警示標志,派專人看守及指揮施工作業人員進入。安全保護設施(平檔板等)應提早安裝。10、禁止使用前嚴重銹蝕、彎曲壓扁或有裂縫的鋼管,有脆裂變形的扣件。木板厚度符合要求。鐵件之間的接駁嚴禁使用膠笏。11、各構件的螺栓必須擰緊牢固。螺栓應符合孔徑要求,嚴禁開孔的擴孔,不得漏裝螺栓或用鋁線代替。12、腳手架在大風雨后必須檢查,如遇下沉、變
13、形應立即停止使用。13、腳手架的使用應按規范,不得任意拆改,不得任意拆改,不得堆放較重的設備(電焊機等)嚴禁將板支撐、纜風繩固定在腳手架上。14、腳手架必須經質安有關部門驗收合格后才能使用。六、腳手架拆除1、施工前準備工作施工前,全部封閉腳手架拆除范圍內的通道,非腳手架拆除作業人員(現場調派配合作業瓦工、焊工除外)不得入內并設置警示標志,在腳手架四周邊緣25米范圍內(如現場場地有限,范圍可適當減少)用鋼管及篙竹圍成警示區,設置警示標志,并派專人在地面值班監視,嚴禁非作業人員進入。在拆除附近的主要道路入口處設置警示標志,提醒行人和司機注意安全。2、施工前檢查并完善的工作建筑物與腳手架之間的拉頂是
14、否牢固或被拆除,以保證腳手架的穩定;如有因腳手架拆除后會影響其他部位的穩定與安全的要事先進行加固;腳手架自身的是否牢固;拆除腳手架內及拆除影響范圍內的電線、水管或其它影響安全的物體,確保施工安全。如發現情況馬上找專業人員處理,確認無誤后方可作業。全面清除手腳架上雜物,并運輸到地面分類堆放。由項目部組織檢查外墻裝飾質量,符合驗收標準后做好工序間的交接工作。3、施工方法(拆除順序)拆腳手架從最上一層平橋開始逐層向下拆除。先拆下安全網,然后拆除攔桿,接著全部搬拆除平板或鋼管(包括立桿、縱向水平桿、橫向水平桿、剪刀撐)、拉頂夾。在拆除期間,瓦工及焊工要在安全的情況下用時進行修復建筑物裝飾面配合好拆除施
15、工進度。腳手架的雜碎件包括:安全網、短鋼管等利用鋼井架垂直運輸到地面分類堆放,而木板、長鋼管利用人力傳遞到地面分類放。4、拆除安全技術措施(1)、施工前向有關作業人員逐級進行安全拆除方案交底,并作好記錄。(2)、施工作業人員持證上崗,要佩戴安全帽及安全帶,安全帶必須高掛低用,安全帶的掛點必須穩固。施工作業前檢查作業環境是否安全,安全保護設置是否齊備有效,如發現情況馬上找專業人員處理,確認無誤后方可作業。拆除施工設有經驗的人員指揮。(3)、施工時注意:嚴禁提前拆除腳手架的拉頂夾荷載裝置。被拆除構件,嚴禁亂扔,防止墜物傷人,嚴禁從高處向下拋擲物體。施工人員施工時必須攜帶工具袋,把拆下的螺栓及不使用
16、的工具等放置袋中,以防小構件墜落傷人。用人力傳遞構件時必須特別小心,雙方的交接必須穩固可靠。施工途中或工作間歇時,構件嚴禁浮擱在腳手架與物料提升機上。(4)、做好防滑措施,嚴禁穿拖鞋、赤腳、硬底鞋進行施工作業。(5)、嚴禁酒后作業。(6)、嚴禁上下交叉作業。(7)、遇六級以上大風,雨天、雷電、濃霧及夜間禁止施工作業。(8)、做好拆除過程的臨時保護措施。(9)、必須焊割工作的,按現場動火作業要求做好申報,監焊、檢查等有關規定。七、腳手架計算:鋼管落地腳手架59.1米計算書一、參數信息1.腳手架參數雙排腳手架搭設高度為 59.1 m,立桿采用單立桿;搭設尺寸為:橫距Lb為 0.8m,縱距La為1.
17、8m,大小橫桿的步距為1.8 m;內排架距離墻長度為0.15m;大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數為 2 根;采用的鋼管類型為 483.5; 橫桿與立桿連接方式為單扣件;連墻件采用兩步兩跨,豎向間距 3.6 m,水平間距3.6 m,采用扣件連接;連墻件連接方式為雙扣件;2.活荷載參數施工均布活荷載標準值:3.000 kN/m2;腳手架用途:結構腳手架;同時施工層數:2 層;3.風荷載參數本工程地處廣東陽江,基本風壓0.62 kN/m2;風荷載高度變化系數z,計算連墻件強度時取0.922,計算立桿穩定性時取0.62,風荷載體型系數s 為1.126;4.靜荷載參數每米立桿承受的結構自重標準值(
18、kN/m):0.1337;腳手板自重標準值(kN/m2):0.350;欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140;安全設施與安全網(kN/m2):0.005;腳手板類別:竹串片腳手板;欄桿擋板類別:木腳手板擋板;每米腳手架鋼管自重標準值(kN/m):0.038;腳手板鋪設總層數:16;5.承重混凝土板參數板類型:單向板;板單元計算跨度度Lo(m):2.85m;計算跨數:5跨;板厚度h(mm):200;混凝土成型齡期TB(天):28;混凝土強度等級:XB=C30;混凝土強度實測值fck(MPa):14.3;鋼筋位置 配筋量及等級 每米寬鋼筋面積(mm2)板底正筋 HRB33512200 ASY
19、=565.5板頂負筋 HRB33512200 ASY=565.5 二、大橫桿的計算按照扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)第條規定,大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038 kN/m ;腳手板的自重標準值:P2=0.350.8/(2+1)=0.093 kN/m ;活荷載標準值: Q=30.8/(2+1)=0.8 kN/m;靜荷載的設計值: q1=1.20.038+1.20.093=0.158 kN/m;活荷載的設計值: q2=
20、1.40.8=1.12 kN/m; 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.080.1581.82+0.101.121.82 =0.404 kNm;支座最大彎距計算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.100.1581.82-0.1171.121.82 =-0.476 kNm;選擇支座彎矩和跨中彎矩的
21、最大值進行強度驗算: =Max(0.404106,0.476106)/5080=93.701 N/mm2;大橫桿的最大彎曲應力為 = 93.701 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強度設計值 f=205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下: max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中:靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.038+0.093=0.132 kN/m; 活荷載標準值: q2= Q =0.8 kN/m; 最大撓度計算值為: = 0.6770.13218004/(1002.06105121900)
22、+0.9900.818004/(1002.06105121900) = 3.684 mm;大橫桿的最大撓度 3.684 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1800/150 mm與10 mm,滿足要求!三、小橫桿的計算根據JGJ130-2001第條規定,小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值:p1= 0.0381.8 = 0.069 kN;腳手板的自重標準值:P2=0.350.81.8/(2+1)=0.168 kN;活荷載標準值:Q=30.81.8/(
23、2+1) =1.440 kN;集中荷載的設計值: P=1.2(0.069+0.168)+1.4 1.44 = 2.301 kN; 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和;均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0380.82/8 = 0.004 kNm;集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.3010.8/3 = 0.613 kNm ;最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.617 kNm;最大應力計算值 = M / W = 0.617106/
24、5080=121.489 N/mm2 ;小橫桿的最大彎曲應力 =121.489 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強度設計值 205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和;小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.0388004/(3842.06105121900) = 0.008 mm ;大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.069+0.168+1.44 = 1.677 kN;集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2
25、 - 4l2/9)/72EIpmax = 1677.12800(38002-48002/9 ) /(722.06105121900) = 1.214 mm;最大撓度和 = qmax + pmax = 0.008+1.214 = 1.222 mm;小橫桿的最大撓度為 1.222 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 800/150=5.333與10 mm,滿足要求!四、扣件抗滑力的計算按規范表,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN,該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范): R Rc 其中
26、Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN;R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;大橫桿的自重標準值: P1 = 0.0381.82/2=0.069 kN;小橫桿的自重標準值: P2 = 0.0380.8/2=0.015 kN;腳手板的自重標準值: P3 = 0.350.81.8/2=0.252 kN;活荷載標準值: Q = 30.81.8 /2 = 2.16 kN;荷載的設計值: R=1.2(0.069+0.015+0.252)+1.42.16=3.428 kN;R 8.00 kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、
27、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容:(1)每米立桿承受的結構自重標準值,為0.1337kN/m NG1 = 0.1337+(1.802/2)0.038/1.8059.10 = 10.171kN;(2)腳手板的自重標準值;采用竹串片腳手板,標準值為0.35kN/m2 NG2= 0.35161.8(0.8+0.1)/2 = 4.788 kN;(3)欄桿與擋腳手板自重標準值;采用木腳手板擋板,標準值為0.14kN/m NG3 = 0.14161.8/2 = 2.016 kN;(4)吊掛的安全設施荷載,包括安全網:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.859.1 = 0.532 kN
28、;經計算得到,靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 17.507 kN;活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和,立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到,活荷載標準值 NQ = 30.81.82/2 = 4.32 kN;考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.217.507+ 0.851.44.32= 26.149 kN;不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N=1.2NG+1.4NQ=1.217.507+1.44.32=27.056kN;六、鋼絲繩卸荷計算(因此內容在規范以外,故僅供參考): 鋼絲繩卸荷按照完全
29、卸荷計算方法。在腳手架全高范圍內卸荷2次;吊點選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點位置;以卸荷吊點分段計算。第1 次卸荷凈高度為21m;第2 次卸荷凈高度為16.8m; 經過計算得到a1=arctg2.000/(0.800+0.150)=64.592度a2=arctg2.000/0.150=85.711度第1次卸荷處立桿軸向力為:P1 = P2 = 1.526.14921/59.1 =13.937 kN;kx為不均勻系數,取1.5 各吊點位置處內力計算為(kN):T1 = P1/sina1 = 13.937/0.903 = 15.430 kNT2 = P2/sina2 = 13.937/0.997
30、 = 13.977 kNG1 = P1/tana1 = 13.937/2.105 = 6.620 kNG2 = P2/tana2 = 13.937/13.333 = 1.045 kN其中T鋼絲繩軸向拉力,G鋼絲繩水平分力。卸荷鋼絲繩的最大軸向拉力為Fg= T1 =15.430 kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計算: Fg = aFg/K其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN); Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN), 計算中可以近似計算Fg=0.5d2,d為鋼絲繩直徑(mm); - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數,取1; K - 鋼絲繩使用安全系數。計算中Fg取 15.43kN,=1,K=7,得到
31、:選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為:d =(215.4307.000/1.000)0.5 = 14.7 mm。吊環強度計算公式為: = N / A f其中 f 為拉環鋼筋抗拉強度,按混凝土結構設計規范 每個拉環按2個截面計算的吊環應力不應大于50N/mm2; N - 吊環上承受的荷載等于Fg; A - 吊環截面積,每個吊環按照兩個截面計算,A=0.5d2;選擇吊環的最小直徑要為:d =(2Fg/f/)1/2 =(215.430103/50/3.142)1/2 = 14.0 mm。第1次卸荷鋼絲繩最小直徑為 14.7 mm,必須拉緊至 15.430 kN,吊環直徑為 16.0 mm。根據各次卸荷高度得
32、:第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為 13.1 mm,必須拉緊至 12.344 kN,吊環直徑為 14.0 mm。七、立桿的穩定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風壓(kN/m2),按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:0 = 0.62 kN/m2; z - 風荷載高度變化系數,按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:z= 0.62; s - 風荷載體型系數:取值為1.126;經計算得到,風荷載標準值為: Wk = 0.7 0.620.621.126 = 0.303 kN/m2;風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW 為: M
33、w = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.3031.81.82/10 = 0.21 kNm;考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設計值 :N = 26.14921.3/59.1 =9.424 kN;不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設計值 :N = 27.05621.3/59.1 =9.751kN;計算立桿的截面回轉半徑 :i = 1.58 cm;計算長度附加系數參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : k = 1.155 ;計算長度系數參照建筑施工扣件
34、式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : = 1.5 ;計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定:l0 = 3.118 m;長細比: L0/i = 197 ;軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 的結果查表得到 := 0.186立桿凈截面面積 : A = 4.89 cm2;立桿凈截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;鋼管立桿抗壓強度設計值 :f =205 N/mm2;考慮風荷載時 = 9424.335/(0.186489)+210273.375/5080 = 145.009 N/mm2;立桿穩定性計算 = 145.009 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計
35、值 f = 205 N/mm2,滿足要求!不考慮風荷載時 = 9751.296/(0.186489)=107.211 N/mm2;立桿穩定性計算 = 107.211 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!八、連墻件的穩定性計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算:Nl = Nlw + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算z0.922,s1.126,00.62,Wk = 0.7zs0=0.7 0.9221.1260.62 = 0.451 kN/m2;每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 12.96 m2;按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技
36、術規范(JGJ130-2001)條連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN;風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN),按照下式計算:Nlw = 1.4WkAw = 8.175 kN;連墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 13.175 kN;連墻件承載力設計值按下式計算:Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩定系數;由長細比 l/i = 150/15.8的結果查表得到 =0.976,l為內排架距離墻的長度; A = 4.89 cm2;f=205 N/mm2;連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.9764.8910-4205103 = 97.83
37、9 kN;Nl = 13.175 Nf = 97.839,連墻件的設計計算滿足要求!連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 13.175小于雙扣件的抗滑力 16 kN,滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖九、混凝土板強度驗算單根立桿傳遞荷載代表值(kN):NL=NG+NQ=17.507+4.32=21.827kN;混凝土板活荷載設計值(kN/m2):QB=1.42NL/(LaLb)(LbLa)/(0.7LaLo)+Qk=1.4221.827/(1.80.8)(0.81.8)/(0.71.82.85)+2=19.819kN/m2;混凝土板恒載設計值:(kN/m2):GB=1.2h0/1
38、00025=6kN/m2; 因為計算單元取連續板塊其中之一,故需計算本層折算荷載組合設計值:Fi=GB+QB=6+19.819=25.819kN/m2;按5等跨均布荷載作用:Mmax+=16.336kNm,Mmax-=-22.075kNm;依據工程結構設計原理板的正截面極限計算公式為:Mu=1sfyAsh0Mu=1fcb(h0-/2)+fyAs(h0-s);Mu=fyAs(h0-s)(當2s時,采用此公式);式中Mu -板正截面極限承載彎矩; 1 -截面最大正應力值與混凝土抗壓強度fc的比值,低于C50混凝土1取1.0; s -縱向受壓鋼筋合力點至受壓區邊緣的距離默認取20mm; fc -混凝
39、土抗壓強度標準值,參照上述修正系數修改; fy -受壓區鋼筋抗拉強度標準值; As-受壓區鋼筋總面積; -混凝土受壓區高度,=Asfyh0/(1fcbh0+fyAs) s -截面內力臂系數,s=1-0.5,=Asfy/(1bh0) fy -鋼筋抗拉強度標準值; As-受拉鋼筋總面積; h0 -計算單元截面有效高度,短跨方向取h-20mm,長跨方向取h-30mm,其中h是板厚;Mu+=0.80Mu+=0.801.001-0.5565.500300.00/(1.00100018014.30)300.000565.50180/1000000=23.625kNm;Mu-=0.80Mu-=0.801.0
40、014.300100011.130(180-11.130/2)+300.000565.500(180-20)/1000000=43.926kNm;所以有:Mmax+Mu+,Mmax-Mu-,此混凝土板是滿足承載能力要求。鋼管落地腳手架45.15計算書一、參數信息1.腳手架參數雙排腳手架搭設高度為 45.1 m,立桿采用單立桿;搭設尺寸為:橫距Lb為 0.8m,縱距La為1.8m,大小橫桿的步距為1.8 m;內排架距離墻長度為0.15m;大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數為 2 根;采用的鋼管類型為 483.5; 橫桿與立桿連接方式為單扣件;連墻件采用兩步三跨,豎向間距 3.6 m,水平間距
41、5.4 m,采用扣件連接;連墻件連接方式為雙扣件;2.活荷載參數施工均布活荷載標準值:3.000 kN/m2;腳手架用途:結構腳手架;同時施工層數:2 層;3.風荷載參數本工程地處廣東陽江,基本風壓0.62 kN/m2;風荷載高度變化系數z,計算連墻件強度時取0.775,計算立桿穩定性時取0.62,風荷載體型系數s 為1.126;4.靜荷載參數每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m):0.1337;腳手板自重標準值(kN/m2):0.350;欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140;安全設施與安全網(kN/m2):0.005;腳手板類別:竹笆片腳手板;欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板;每米腳
42、手架鋼管自重標準值(kN/m):0.038;腳手板鋪設總層數:12;5.承重混凝土板參數板類型:單向板;板單元計算跨度度Lo(m):2m;計算跨數:1跨;板厚度h(mm):120;混凝土成型齡期TB(天):28;混凝土強度等級:XB=C30;混凝土強度實測值fck(MPa):14.3;鋼筋位置 配筋量及等級 每米寬鋼筋面積(mm2)板底正筋 HRB33512200 ASY=565.5板頂負筋 HRB33512200 ASY=565.5 二、大橫桿的計算按照扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)第條規定,大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的
43、腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038 kN/m ;腳手板的自重標準值:P2=0.350.8/(2+1)=0.093 kN/m ;活荷載標準值: Q=30.8/(2+1)=0.8 kN/m;靜荷載的設計值: q1=1.20.038+1.20.093=0.158 kN/m;活荷載的設計值: q2=1.40.8=1.12 kN/m; 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計算公式如下: M1m
44、ax = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.080.1581.82+0.101.121.82 =0.404 kNm;支座最大彎距計算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.100.1581.82-0.1171.121.82 =-0.476 kNm;選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算: =Max(0.404106,0.476106)/5080=93.701 N/mm2;大橫桿的最大彎曲應力為 = 93.701 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強度設計值 f=205 N/mm2,滿足要求!3
45、.撓度驗算最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下: max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中:靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.038+0.093=0.132 kN/m; 活荷載標準值: q2= Q =0.8 kN/m; 最大撓度計算值為: = 0.6770.13218004/(1002.06105121900)+0.9900.818004/(1002.06105121900) = 3.684 mm;大橫桿的最大撓度 3.684 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1800/150 mm與10 mm,滿足要求!三、小橫桿的計算根據JGJ
46、130-2001第條規定,小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值:p1= 0.0381.8 = 0.069 kN;腳手板的自重標準值:P2=0.350.81.8/(2+1)=0.168 kN;活荷載標準值:Q=30.81.8/(2+1) =1.440 kN;集中荷載的設計值: P=1.2(0.069+0.168)+1.4 1.44 = 2.301 kN; 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎
47、矩和;均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0380.82/8 = 0.004 kNm;集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.3010.8/3 = 0.613 kNm ;最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.617 kNm;最大應力計算值 = M / W = 0.617106/5080=121.489 N/mm2 ;小橫桿的最大彎曲應力 =121.489 N/mm2 小于 小橫桿的抗彎強度設計值 205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利
48、分配的撓度和;小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.0388004/(3842.06105121900) = 0.008 mm ;大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.069+0.168+1.44 = 1.677 kN;集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1677.12800(38002-48002/9 ) /(722.06105121900) = 1.214 mm;最大撓度和 = qmax + pmax = 0.008+1.214 =
49、 1.222 mm;小橫桿的最大撓度為 1.222 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 800/150=5.333與10 mm,滿足要求!四、扣件抗滑力的計算按規范表,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN,該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN;R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值;大橫桿的自重標準值: P1 = 0.0381.82/2=0.069 kN;小橫桿的自重標準值: P2 = 0.0380.8/
50、2=0.015 kN;腳手板的自重標準值: P3 = 0.350.81.8/2=0.252 kN;活荷載標準值: Q = 30.81.8 /2 = 2.16 kN;荷載的設計值: R=1.2(0.069+0.015+0.252)+1.42.16=3.428 kN;R 8.00 kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容:(1)每米立桿承受的結構自重標準值,為0.1337kN/m NG1 = 0.1337+(1.802/2)0.038/1.8045.15 = 7.770kN;(2)腳手板的自重標準值;采
51、用竹笆片腳手板,標準值為0.35kN/m2 NG2= 0.35121.8(0.8+0.1)/2 = 3.591 kN;(3)欄桿與擋腳手板自重標準值;采用竹笆片腳手板擋板,標準值為0.14kN/m NG3 = 0.14121.8/2 = 1.512 kN;(4)吊掛的安全設施荷載,包括安全網:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.845.15 = 0.406 kN;經計算得到,靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 13.28 kN;活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和,立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到,活荷載標準值 NQ = 30.81.8
52、2/2 = 4.32 kN;考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.213.28+ 0.851.44.32= 21.076 kN;不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N=1.2NG+1.4NQ=1.213.28+1.44.32=21.984kN;六、鋼絲繩卸荷計算(因此內容在規范以外,故僅供參考): 鋼絲繩卸荷按照完全卸荷計算方法。在腳手架全高范圍內卸荷2次;吊點選擇在立桿、小橫桿、大橫桿的交點位置;以卸荷吊點分段計算。第1 次卸荷凈高度為15m;第2 次卸荷凈高度為13.8m; 經過計算得到a1=arctg2.000/(0.800+0.15
53、0)=64.592度a2=arctg2.000/0.150=85.711度第1次卸荷處立桿軸向力為:P1 = P2 = 1.521.07615/45.15 =10.503 kN;kx為不均勻系數,取1.5 各吊點位置處內力計算為(kN):T1 = P1/sina1 = 10.503/0.903 = 11.628 kNT2 = P2/sina2 = 10.503/0.997 = 10.533 kNG1 = P1/tana1 = 10.503/2.105 = 4.989 kNG2 = P2/tana2 = 10.503/13.333 = 0.788 kN其中T鋼絲繩軸向拉力,G鋼絲繩水平分力。卸荷
54、鋼絲繩的最大軸向拉力為Fg= T1 =11.628 kN。鋼絲繩的容許拉力按照下式計算: Fg = aFg/K其中Fg- 鋼絲繩的容許拉力(kN); Fg - 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kN), 計算中可以近似計算Fg=0.5d2,d為鋼絲繩直徑(mm); - 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數,取1; K - 鋼絲繩使用安全系數。計算中Fg取 11.628kN,=1,K=7,得到:選擇卸荷鋼絲繩的最小直徑為:d =(211.6287.000/1.000)0.5 = 12.8 mm。吊環強度計算公式為: = N / A f其中 f 為拉環鋼筋抗拉強度,按混凝土結構設計規范 每個拉環按2個截面計算的吊環
55、應力不應大于50N/mm2; N - 吊環上承受的荷載等于Fg; A - 吊環截面積,每個吊環按照兩個截面計算,A=0.5d2;選擇吊環的最小直徑要為:d =(2Fg/f/)1/2 =(211.628103/50/3.142)1/2 = 12.2 mm。第1次卸荷鋼絲繩最小直徑為 12.8 mm,必須拉緊至 11.628 kN,吊環直徑為 14.0 mm。根據各次卸荷高度得:第2次卸荷鋼絲繩最小直徑為 12.2 mm,必須拉緊至 10.698 kN,吊環直徑為 12.0 mm。七、立桿的穩定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風壓(kN/m2),按照建筑結構
56、荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:0 = 0.62 kN/m2; z - 風荷載高度變化系數,按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:z= 0.62; s - 風荷載體型系數:取值為1.126;經計算得到,風荷載標準值為: Wk = 0.7 0.620.621.126 = 0.303 kN/m2;風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.3031.81.82/10 = 0.21 kNm;考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設計值 :N = 21.
57、07616.35/45.15 =7.632 kN;不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 = N/(A) f立桿的軸心壓力設計值 :N = 21.98416.35/45.15 =7.961kN;計算立桿的截面回轉半徑 :i = 1.58 cm;計算長度附加系數參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : k = 1.155 ;計算長度系數參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : = 1.5 ;計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定:l0 = 3.118 m;長細比: L0/i = 197 ;軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo
58、/i 的結果查表得到 := 0.186立桿凈截面面積 : A = 4.89 cm2;立桿凈截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;鋼管立桿抗壓強度設計值 :f =205 N/mm2;考慮風荷載時 = 7632.317/(0.186489)+210273.375/5080 = 125.306 N/mm2;立桿穩定性計算 = 125.306 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!不考慮風荷載時 = 7960.838/(0.186489)=87.526 N/mm2;立桿穩定性計算 = 87.526 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205
59、 N/mm2,滿足要求!八、連墻件的穩定性計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算:Nl = Nlw + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算z0.775,s1.126,00.62,Wk = 0.7zs0=0.7 0.7751.1260.62 = 0.379 kN/m2;每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 19.44 m2;按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)條連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN;風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN),按照下式計算:Nlw = 1.4WkAw = 10.308 kN;連
60、墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 15.308 kN;連墻件承載力設計值按下式計算:Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩定系數;由長細比 l/i = 150/15.8的結果查表得到 =0.976,l為內排架距離墻的長度; A = 4.89 cm2;f=205 N/mm2;連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.9764.8910-4205103 = 97.839 kN;Nl = 15.308 Nf = 97.839,連墻件的設計計算滿足要求!連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 15.308小于雙扣件的抗滑力 16 kN,滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖九、
61、混凝土板強度驗算 單根立桿傳遞荷載代表值(kN):NL=NG+NQ=13.28+4.32=17.6kN;混凝土板活荷載設計值(kN/m2):QB=1.42NL/(LaLb)(LbLa)/(0.7LaLo)+Qk=1.4217.6/(1.80.8)(0.81.8)/(0.71.82)+2=22.355kN/m2;混凝土板恒載設計值:(kN/m2):GB=1.2h0/100025=3.6kN/m2; 因為計算單元取連續板塊其中之一,故需計算本層折算荷載組合設計值:Fi=GB+QB=3.6+22.355=25.955kN/m2;按1等跨均布荷載作用:Mmax+=12.458kNm,Mmax-=0.0
62、00kNm;依據工程結構設計原理板的正截面極限計算公式為:Mu=1sfyAsh0Mu=1fcb(h0-/2)+fyAs(h0-s);Mu=fyAs(h0-s)(當2s時,采用此公式);式中Mu -板正截面極限承載彎矩; 1 -截面最大正應力值與混凝土抗壓強度fc的比值,低于C50混凝土1取1.0; s -縱向受壓鋼筋合力點至受壓區邊緣的距離默認取20mm; fc -混凝土抗壓強度標準值,參照上述修正系數修改; fy -受壓區鋼筋抗拉強度標準值; As-受壓區鋼筋總面積; -混凝土受壓區高度,=Asfyh0/(1fcbh0+fyAs) s -截面內力臂系數,s=1-0.5,=Asfy/(1bh0
63、) fy -鋼筋抗拉強度標準值; As-受拉鋼筋總面積; h0 -計算單元截面有效高度,短跨方向取h-20mm,長跨方向取h-30mm,其中h是板厚;Mu+=0.80Mu+=0.801.001-0.5565.500300.00/(1.00100010014.30)300.000565.50100/1000000=12.767kNm;Mu-=0.80Mu-=0.801.0014.300100010.605(100-10.605/2)+300.000565.500(100-20)/1000000=22.347kNm;所以有:Mmax+Mu+,Mmax-Mu-,此混凝土板是滿足承載能力要求。鋼管落地
64、腳手架15.8計算書一、參數信息1.腳手架參數雙排腳手架搭設高度為 15.8 m,立桿采用單立桿;搭設尺寸為:橫距Lb為 0.8m,縱距La為1.8m,大小橫桿的步距為1.8 m;內排架距離墻長度為0.15m;大橫桿在上,搭接在小橫桿上的大橫桿根數為 2 根;采用的鋼管類型為 483.5; 橫桿與立桿連接方式為單扣件;連墻件采用兩步三跨,豎向間距 3.6 m,水平間距5.4 m,采用扣件連接;連墻件連接方式為雙扣件;2.活荷載參數施工均布活荷載標準值:3.000 kN/m2;腳手架用途:結構腳手架;同時施工層數:2 層;3.風荷載參數本工程地處廣東陽江,基本風壓0.62 kN/m2;風荷載高度
65、變化系數z,計算連墻件強度時取0.756,計算立桿穩定性時取0.74,風荷載體型系數s 為1.126;4.靜荷載參數每米立桿承受的結構自重標準值(kN/m):0.1337;腳手板自重標準值(kN/m2):0.350;欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.140;安全設施與安全網(kN/m2):0.005;腳手板類別:竹笆片腳手板;欄桿擋板類別:竹笆片腳手板擋板;每米腳手架鋼管自重標準值(kN/m):0.038;腳手板鋪設總層數:8;5.地基參數地基土類型:素填土;地基承載力標準值(kPa):160.00;立桿基礎底面面積(m2):0.20;地基承載力調整系數:1.00。 二、大橫桿的計算按照扣
66、件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)第條規定,大橫桿按照三跨連續梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038 kN/m ;腳手板的自重標準值:P2=0.350.8/(2+1)=0.093 kN/m ;活荷載標準值: Q=30.8/(2+1)=0.8 kN/m;靜荷載的設計值: q1=1.20.038+1.20.093=0.158 kN/m;活荷載的設計值: q2=1.40.8=1.12 kN/m; 圖1 大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大
67、撓度) 圖2 大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合。跨中最大彎距計算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大彎距為 M1max=0.080.1581.82+0.101.121.82 =0.404 kNm;支座最大彎距計算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大彎距為 M2max= -0.100.1581.82-0.1171.121.82 =-0.476 kNm;選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算: =Max(0.404106,0.476106)/5080=93.7
68、01 N/mm2;大橫桿的最大彎曲應力為 = 93.701 N/mm2 小于 大橫桿的抗彎強度設計值 f=205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度考慮為三跨連續梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下: max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中:靜荷載標準值: q1= P1+P2=0.038+0.093=0.132 kN/m; 活荷載標準值: q2= Q =0.8 kN/m; 最大撓度計算值為: = 0.6770.13218004/(1002.06105121900)+0.9900.818004/(1002.06105121900) = 3.684 mm
69、;大橫桿的最大撓度 3.684 mm 小于 大橫桿的最大容許撓度 1800/150 mm與10 mm,滿足要求!三、小橫桿的計算根據JGJ130-2001第條規定,小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算,大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載,在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值:p1= 0.0381.8 = 0.069 kN;腳手板的自重標準值:P2=0.350.81.8/(2+1)=0.168 kN;活荷載標準值:Q=30.81.8/(2+1) =1.440 kN;集中荷載的設計值: P=1.2(0.069+0.168)+
70、1.4 1.44 = 2.301 kN; 小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和;均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0380.82/8 = 0.004 kNm;集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.3010.8/3 = 0.613 kNm ;最大彎矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.617 kNm;最大應力計算值 = M / W = 0.617106/5080=121.489 N/mm2 ;小橫桿的最大彎曲應力 =121.489 N/mm
71、2 小于 小橫桿的抗彎強度設計值 205 N/mm2,滿足要求!3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和;小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.0388004/(3842.06105121900) = 0.008 mm ;大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.069+0.168+1.44 = 1.677 kN;集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1677.12800(38002-48002/
72、9 ) /(722.06105121900) = 1.214 mm;最大撓度和 = qmax + pmax = 0.008+1.214 = 1.222 mm;小橫桿的最大撓度為 1.222 mm 小于 小橫桿的最大容許撓度 800/150=5.333與10 mm,滿足要求!四、扣件抗滑力的計算按規范表,直角、旋轉單扣件承載力取值為8.00kN,該工程實際的旋轉單扣件承載力取值為8.00kN。縱向或橫向水平桿與立桿連接時,扣件的抗滑承載力按照下式計算(建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設計值,取8.00 kN;R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向
73、作用力設計值;大橫桿的自重標準值: P1 = 0.0381.82/2=0.069 kN;小橫桿的自重標準值: P2 = 0.0380.8/2=0.015 kN;腳手板的自重標準值: P3 = 0.350.81.8/2=0.252 kN;活荷載標準值: Q = 30.81.8 /2 = 2.16 kN;荷載的設計值: R=1.2(0.069+0.015+0.252)+1.42.16=3.428 kN;R 8.00 kN,單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求! 五、腳手架立桿荷載計算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內容:(1)每米立桿承受的結構自重標準值,為0.13
74、37kN/m NG1 = 0.1337+(1.802/2)0.038/1.8015.80 = 2.719kN;(2)腳手板的自重標準值;采用竹笆片腳手板,標準值為0.35kN/m2 NG2= 0.3581.8(0.8+0.1)/2 = 2.394 kN;(3)欄桿與擋腳手板自重標準值;采用竹笆片腳手板擋板,標準值為0.14kN/m NG3 = 0.1481.8/2 = 1.008 kN;(4)吊掛的安全設施荷載,包括安全網:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.815.8 = 0.142 kN;經計算得到,靜荷載標準值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.263 kN
75、;活荷載為施工荷載標準值產生的軸向力總和,立桿按一縱距內施工荷載總和的1/2取值。經計算得到,活荷載標準值 NQ = 30.81.82/2 = 4.32 kN;考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.26.263+ 0.851.44.32= 12.657 kN;不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為 N=1.2NG+1.4NQ=1.26.263+1.44.32=13.564kN;六、立桿的穩定性計算風荷載標準值按照以下公式計算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本風壓(kN/m2),按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:0
76、= 0.62 kN/m2; z - 風荷載高度變化系數,按照建筑結構荷載規范(GB50009-2001)的規定采用:z= 0.74; s - 風荷載體型系數:取值為1.126;經計算得到,風荷載標準值為: Wk = 0.7 0.620.741.126 = 0.362 kN/m2;風荷載設計值產生的立桿段彎矩 MW 為: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.3621.81.82/10 = 0.251 kNm;考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式 = N/(A) + MW/W f立桿的軸心壓力設計值 :N = 12.657 kN;不考慮風荷載時,立桿的穩定性計算公式
77、 = N/(A) f立桿的軸心壓力設計值 :N = N= 13.564kN;計算立桿的截面回轉半徑 :i = 1.58 cm;計算長度附加系數參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : k = 1.155 ;計算長度系數參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)表得 : = 1.5 ;計算長度 ,由公式 l0 = kuh 確定:l0 = 3.118 m;長細比: L0/i = 197 ;軸心受壓立桿的穩定系數,由長細比 lo/i 的結果查表得到 := 0.186立桿凈截面面積 : A = 4.89 cm2;立桿凈截面模量(抵抗矩) :W
78、= 5.08 cm3;鋼管立桿抗壓強度設計值 :f =205 N/mm2;考慮風荷載時 = 12656.856/(0.186489)+250971.448/5080 = 188.561 N/mm2;立桿穩定性計算 = 188.561 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!不考慮風荷載時 = 13564.056/(0.186489)=149.131 N/mm2;立桿穩定性計算 = 149.131 N/mm2 小于 立桿的抗壓強度設計值 f = 205 N/mm2,滿足要求!七、最大搭設高度的計算按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001
79、)條考慮風荷載時,采用單立管的敞開式、全封閉和半封閉的腳手架可搭設高度按照下式計算:Hs = Af - (1.2NG2k + 0.851.4(NQk + MwkA/W)/1.2Gk構配件自重標準值產生的軸向力 NG2K(kN)計算公式為:NG2K = NG2+NG3+NG4 = 3.544 kN;活荷載標準值 :NQ = 4.32 kN;每米立桿承受的結構自重標準值 :Gk = 0.134 kN/m;計算立桿段由風荷載標準值產生的彎矩: Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.251 /(1.4 0.85) = 0.211 kNm;Hs =( 0.1864.8910-4205103-(1
80、.23.544+0.851.4(4.32+0.1864.891000.211/5.08)/(1.20.134)=29.658 m;按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)條腳手架搭設高度 Hs等于或大于26米,按照下式調整且不超過50米:H = Hs /(1+0.001Hs)H = 29.658 /(1+0.00129.658)=28.803 m;H= 28.803 和 50 比較取較小值。經計算得到,腳手架搭設高度限值 H =28.803 m。腳手架單立桿搭設高度為15.8m,小于H,滿足要求!八、連墻件的穩定性計算連墻件的軸向力設計值應按照下式計算:Nl = Nlw
81、 + N0連墻件風荷載標準值按腳手架頂部高度計算z0.756,s1.126,00.62,Wk = 0.7zs0=0.7 0.7561.1260.62 = 0.369 kN/m2;每個連墻件的覆蓋面積內腳手架外側的迎風面積 Aw = 19.44 m2;按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)條連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力(kN), N0= 5.000 kN;風荷載產生的連墻件軸向力設計值(kN),按照下式計算:Nlw = 1.4WkAw = 10.055 kN;連墻件的軸向力設計值 Nl = Nlw + N0= 15.055 kN;連墻件承載力設計值按下式計算
82、:Nf = Af其中 - 軸心受壓立桿的穩定系數;由長細比 l/i = 150/15.8的結果查表得到 =0.976,l為內排架距離墻的長度; A = 4.89 cm2;f=205 N/mm2;連墻件軸向承載力設計值為 Nf = 0.9764.8910-4205103 = 97.839 kN;Nl = 15.055 Nf = 97.839,連墻件的設計計算滿足要求!連墻件采用雙扣件與墻體連接。由以上計算得到 Nl = 15.055小于雙扣件的抗滑力 16 kN,滿足要求! 連墻件扣件連接示意圖九、立桿的地基承載力計算立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求 p fg 地基承載力設計值:fg = fgkkc = 160 kPa; 其中,地基承載力標準值:fgk= 160 kPa ;腳手架地基承載力調整系數:kc = 1 ; 立桿基礎底面的平均壓力:p = N/A =63.284 kPa ;其中,上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值 :N = 12.657 kN;基礎底面面積 :A = 0.2 m2 。p=63.284kPa fg=160 kPa 。地基承載力滿足要求!【附圖】