目录
一.编制依据------------------------------------------------------------------1 二.工程概况------------------------------------------------------------------1 1、本工程的基本情况----------------------------------------------------------1 2、卸料平台结构设计一览表----------------------------------------------------1 三.落地式、悬挑式卸料平台技术特点--------------------------------------------2 四.施工部署------------------------------------------------------------------2 五.搭设卸料平台--------------------------------------------------------------2 (一)、施工准备--------------------------------------------------------------2 (二)搭设顺序---------------------------------------------------------------3 A、落地式钢管双排人货电梯卸料平台--------------------------------------------3 1、落地式钢管双排人货电梯卸料平台的基础--------------------------------------3 2、落地式钢管双排人货电梯卸料平台的搭设顺序----------------------------------3 B、悬挑式钢管双排人货电梯卸料平台--------------------------------------------3 1、悬挑梁的设置--------------------------------------------------------------3 2、悬挑梁的预埋--------------------------------------------------------------3 3、搭设工字钢悬挑梁----------------------------------------------------------3 4、悬挑式钢管双排人货电梯卸料平台的搭设顺序----------------------------------4 5、悬挑架脚的吊拉卸荷--------------------------------------------------------4 C、扫地杆的搭设--------------------------------------------------------------4 D、立杆接头的做法------------------------------------------------------------4 E、连墙件设置----------------------------------------------------------------4 F、搭设卸料平台的其它要求----------------------------------------------------4 六.人货电梯卸料平台荷载的控制------------------------------------------------4 七.卸料平台验收--------------------------------------------------------------4 八.卸料平台拆除--------------------------------------------------------------4 九.安全保障措施--------------------------------------------------------------4 十.人货电梯卸料平台施工图----------------------------------------------------5 十一、落地式人货电梯落地式扣件钢管卸料平台计算书-----------------------------12 十二、悬挑式扣件钢管人货梯计算书---------------------------------------------17
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一、编制依据
本人货梯卸料平台专项施工方案主要参考以下规范和标准:
1.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ130-2011)中国建筑工业出版社; 2.《直缝电焊钢管》(GB/T13793)、 3.《低压流体输送甲焊接钢管》(GB/T3092) 4.《碳素结构钢》(GB/T700) 5.《钢管脚手架扣件》(GB/5831-2006)
6.《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) 中国建筑工业出版社; 7.《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001) 中国建筑工业出版社; 8.《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 中国建筑工业出版社; 9.《建筑施工安全检查标准》 (JGJ59-2011) 中国建筑工业出版社; 10. 《福建省建筑施工安全文明标准示范图集》 11、本工程的施工图纸 12、本工程的施工组织设计 二、工程概况
1、本工程的基本情况: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工程名称 工程地址 建设单位 设计单位 施工单位 监理单位 建筑面积 建筑层数 建筑高度 龙岩市第一医院门诊综合楼 龙岩市九一路 龙岩市第一医院 厦门陆原建筑设计院有限公司 福建省同源建设工程有限公司 厦门杏林建发工程监理有限公司 61498.98 m 地下2层 地上25层 104.20米 2本工程人货电梯卸料平台搭设落地式、悬挑式扣件钢管卸料平台。 2、卸料平台结构设计一览表
表1—落地式、悬挑式卸料平台结构设计一览表 卸料平台搭设类型 落地式、悬挑式扣件钢管人货电梯卸料平台 1、44.90m(12层板)以下搭设落地式人货电梯卸料平台,搭设高度44.90m。 2、44.90m(12层板)以上搭设3挑悬挑式人货电梯卸料平台: 1)、第一挑:12层板-17层板,搭设高度18.00m, 2)、第二挑:17层板-22层板,搭设高度18.00m, 3)、第三挑:22层板-屋面层板,搭设高度18.30m。 1、 第一层搭设3步架,每层步距1.50m 2、 2层-8层搭设3步架,第一层步距1.80m,第二层、第三层步距1.20m 3、 标准层搭设2步架,第一层步距1.80m,第二层步距1.80m 1.05 搭设高度(m) 步距(m) 立杆横距(m) 1
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立杆纵距(m) 连墙件设置(m) 悬挑梁型号规格 锚固钢筋 吊环钢筋 吊拉钢丝绳 脚手板 1.5 每层一跨 16#工字钢 16mm圆钢 20mm圆钢 6×19-14 18mm胶合板,每层铺设 三、落地式、悬挑式卸料平台技术特点: (一)、落地式、悬挑式卸料平台技术特点:
1、卸料平台节点由于采用扣件连接而具有半刚性。在荷载作用下,扣件节点具有一定的抗转动刚度与扣件的质量和拧紧程度密切相关。
2、卸料平台的横向尺寸较其纵向尺寸和高度小的多,它在垂直于主体结构表面方向和刚度远小于其纵向刚度,因而卸料平台必须依靠与主体结构的可靠连接才能承受其自重、施工荷载和风荷载的作用。 (二)、卸料平台的组成基本要求:
1、落地式、悬挑式卸料平台由立杆、大横杆、小横杆、扫地杆、横向斜撑组成,形成一闭合空间框架。
2、扣件螺栓拧紧力矩应在40N.m~65N.m之间,以保证“空间框架结构”的节点具有足够的刚性与传递荷载的能力。
3、卸料平台与建筑物之间必须设置足够数量、分布均匀的连墙件,以便在卸料平台的侧向提供约束,防止卸料平台横向失稳或倾覆,并可靠传递风荷载。 4、设置横向支撑保证架体的横向刚度。 四、施工部署:
施工人员由项目技术负责人、架子工等人员组成。架子搭设的全过程由技术人员安排、部署,并负责架子安装质量的监控与验收。 五、搭设卸料平台: (一)、施工准备:
1、卸料平台搭设前必须编制施工组织设计,工程负责人必须逐级向架子工与施工人员进行书面安全技术交底。 2、架料进场:
根据卸料平台备料清单,预先准备足够的钢管、扣件用于搭设脚手架。 3、钢管、扣件的质量要求与检查要求: A、钢管质量要求与检查要求: 表2—钢管的几何尺寸: 钢管类别 外径 壁厚 最大长度 低压流体输送用焊接钢管(YB234-63) 表3—钢管的质量检验要求 项目 检查项目 1 产品质量合格证 2 钢材质量检验报告 新管 3 表面质量 4 外径与壁厚 48.3mm 3.6mm(计算时按3.0mm) 6000mm 必须具备 表面应平直,不应有裂纹、分层、压痕、划道与硬弯 外径允许偏差±0.50mm,壁厚允许偏差±0.36mm 2
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5 端面 应平整,两端端面切斜偏差不得超过1.70mm 6 防锈处理 必须进行防锈处理:镀锌或涂防锈漆 1 钢管锈蚀程度应每年检查一次 钢管锈蚀深度小于0.50mm 旧管 2 其他项目见新管3.4.5 同新管项次3.4.5 B、扣件质量要求与检查标准: (1)扣件的质量要求:
a、扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作;
b、铸件不得有裂纹、气孔:不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸造缺陷:并应将影响外观质量的粘砂、浇帽口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净;
c、 扣件与钢管结合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好; d、 扣件活动应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm; e、 扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不应小于5mm; f、 扣件表面应进行防锈处理。 (2)扣件质量检验要求: 表4—扣件质量的检查标准: 项次 项目 要求 1 产品质量合格证、生产许可证,专业检测单位测试报告 必须具备 新扣件 2 表面质量 应符合技术要求b~f条的要求 3 螺栓 不得滑丝 旧扣件 4 同新扣件2、3项次 扣件螺栓的拧紧扭力矩达到70n.m时,可锻铸铁扣件不得破坏 (二)搭设顺序: A、落地式钢管双排人货电梯卸料平台:
1、落地式钢管双排人货电梯卸料平台的基础: 本落地式人货电梯卸料平台搭设在回填土上,回填土应平整、夯实,浇捣150mm厚、C15、1500mm宽砼,立杆下应放12#槽钢垫板。
2、落地式钢管双排人货电梯卸料平台的搭设顺序;
放线→放垫板(12#槽钢,仰铺)→竖立杆→搭设纵向水平管→搭设横向水平管→搭设抛撑→纵横向扫地杆→搭设第二步纵向水平杆→搭设第二步横向水平管 B、悬挑式钢管双排人货电梯卸料平台: 1、悬挑梁的设置:
根据本工程的实际需要,在12层板、17层板、17层板设置16#工字钢梁,作为人货电梯卸料平台起步的基础。 悬挑梁的设计:
悬挑梁采用16#工字钢制作,悬挑梁的强度、抗弯性能必须经过设计计算。 2、悬挑梁的预埋:
工字钢悬挑梁锚固钢筋的预埋: 在正对脚手架立杆处设置三道预埋,一道设置在离外墙面0.1m处,第二道设置在离外墙面1.25m处,第三道设置在离外墙面1.45m处。预埋材料采用直径为16mm的圆钢预埋箍。 3、搭设工字钢悬挑梁:
工字钢悬挑梁设置在建筑物楼板上,悬挑梁深入楼层的长度不得少于悬挑长度的1.25倍。悬挑梁在楼层内设置三道锚固,一道设置在离外墙面0.1m处,第二道设置在离外墙面1.25m处,。第三道设置在离外墙面1.45m处,工字钢悬挑梁与锚固钢筋周边的间隙用硬木楔塞紧,工字钢应焊接100mm高、直径40mm的钢管,作为立杆的定位。 4、悬挑式钢管双排人货电梯卸料平台的搭设顺序:
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放线→安装工字钢→竖立杆→搭设纵向水平管→搭设横向水平管→纵横向扫地杆→搭设第二步纵向水平杆→搭设第二步横向水平管→搭剪刀撑→挂密目网,脚手架排底的时候,首先必须在转角和门窗,开口处设置立杆并依次向其它展开。 5、 悬挑架脚的吊拉卸荷:
在每根悬挑工字钢的上一层预埋20mm圆钢做卸载钢丝绳的吊环,吊环应埋入梁内主筋上,吊拉钢丝绳的直径为14mm,并用法兰螺栓调紧,使吊拉钢丝绳处于绷紧状态。 C、扫地杆的搭设:
(1)脚手架必须设置纵横向扫地杆。 (2)扫地杆设置在悬挑梁上皮200mm处。 D、立杆接头的做法:
立杆的对接扣件应交错布置,两个相邻立柱节点不应设置在同步同跨内,两相邻柱接头在高度方向错开的距离不应小于500㎜,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3,立杆的接头严禁搭接。 E、连墙件设置:
预埋短钢管与架体刚性拉结,每层一跨,靠墙一侧的立杆均应设置连墙件,(每层4个连墙件)。连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直,连墙杆与架体连接可稍下斜,绝对不允许上翘。 F、搭设卸料平台的其它要求:
1、卸料平台两侧设置双栏杆,两道栏杆的高度分别为1.2m、0.6m。
2、在卸料平台两侧各设置一横向支撑,横向斜撑由底至上成之字型连接布置。
3、卸料卸料平台采用18mm厚胶合板,应满铺,铺稳、铺牢,平台板用铁钉与架体上的木方钉牢。卸料平台板应铺里低外高,外侧比内侧高50mm。
4、卸料平台安装安全门,安全门高1.8m,宽1.2m,安全门应向内开。 5、卸料平台应悬挂限载牌,(限载800公斤)。
6、防雷接地:在卸料平台的2个角用14毫米圆钢与大楼基础焊接.接地电阻小于30欧 六、人货电梯卸料平台荷载的控制:
施工荷载必须严格控制,同时作业的施工步数不得超过一层,每层作业荷载不得大于3KN/㎡。 七、卸料平台验收:
1、每段卸料平台搭设完毕进行过程验收。
2、过程验收包含钢管、扣件的检查,脚手架搭设是否符合规范,安全设施承挂情况。 3、脚手架经过阶段验收后,已验收部分可投入使用。 八、卸料平台拆除:
(一)拆除前的准备工作:
1、全面检查卸料平台扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求; 2、编写拆除卸料平台安全技术措施、方案并对作业人员进行技术交底; 3、清除卸料平台上的杂物。 (二)卸料平台拆除的一般顺序:
1、拆除顺序应逐层由上而下进行,严禁上下同时作业(按安装时的逆顺序进行):; 2、所有连墙件应随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除脚手架; 3、当卸料平台拆除至最后一根立杆位置时,应先设置抛撑,再拆除连墙件; 4、拆除卸料平台时严禁作业人员向下、向外抛丢物品,钢管须传至地面垂直输送设备运至地面;扣件用麻袋装袋再传至地面。 (三)架料退场:
1、各构配件必须及时分段集中送至地面,严禁抛扔。 2、架子应及时保养,防止钢管、扣件锈蚀。 九、安全保障措施:
1、操作人员必须持有特种作业操作证方可上岗。
2、人货电梯卸料平台在搭设(拆除)过程要做到文明作业,不得从平台上掉落工具、物品;同
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时必须保证自身安全,高空作业需穿防滑鞋,佩带安全帽、安全带,未佩带安全防护用品不得上架子。
3、在平台上施工的各工种作业人员应注意自身安全,不得随意向下、向外抛、掉物品,不得随意拆除安全防护装置。
4、雨、雪及六级大风以上天气严禁进行平台搭设、拆除工作。 5、应由专人负责对平台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6级大风和大雨后。 b 、停用超过一个月,复工前。 (2)检查保修项目
a 、各主节点处各杆件的安装、构造是否符合本施工专项方案的要求。 b 、扣件螺丝是否松动。
c、连墙件、横向支撑、扫地杆的设置与维护情况; d 、安全防护措施是否符合要求。
6、在平台进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看护。 7、平台临街面必须有防止坠物伤人的防护措施。
8、搭拆平台期间,地面应设置围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。
十、人货电梯卸料平台施工图:
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0龙岩市第一医院门诊综合楼 人货电梯卸料平台搭设方案 0801024预埋钢管连墙件0081002100横向斜撑210024008栏杆1预埋钢管连墙件满铺18mm胶合板0021横向斜撑002100240栏杆08预埋钢管连墙件1满铺18mm胶合板0051横向斜撑000501740051毛石回填,浇捣C20砼0300020010502
图1: 落地式人货梯斜料平台横向立面图
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预埋钢管连墙件满铺18mm胶合板龙岩市第一医院门诊综合楼 人货电梯卸料平台搭设方案 0051横向斜撑000501740051仰铺12#槽钢(通长)毛石回填,浇捣C20砼0300020010502
图2: 落地式人货梯斜料平台基础做法大样图
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龙岩市第一医院门诊综合楼 人货电梯卸料平台搭设方案 180000630081预埋钢管连墙件0横向斜撑08100630栏杆081预埋钢管连墙件满铺胶合板0081横向斜撑0063008栏杆1预埋钢管连墙件满铺胶合板20mm圆钢锚入主筋0441横向斜撑14mm钢丝绳吊拉,法兰螺栓旋紧00630栏杆0816mm圆钢锚入主筋,间隙用硬木楔塞紧1200200满铺胶合板,密目网兜底10000216a工字钢105016501350图3: 悬挑式人货梯斜料平台横向立面图
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人货梯0010作业层铺70*100木枋,上满铺18mm胶合板501建筑物边线钢管连墙件钢管连墙件钢管连墙件钢管连墙件15008001500
图4:人货梯斜料平台平面布置图
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空隙用硬木楔塞紧16#工字钢100-15016mm圆钢门型箍160-200钢筋水平段锚固长度300mm结构底板受力钢筋
图5:门型箍预埋大样图
立杆定位钢筋直径16mm,采用脚焊缝方法焊接在悬挑工字钢面上,要求四周满焊,且焊缝高度不小于9mm。
图6: 立杆定位大样图
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010016mm圆钢82300
图7:悬挑梁预埋箍示意图
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楼板预埋钢管300扣件 脚手架200连墙杆钢管外脚手架采用预埋钢管与钢管扣件连接连墙件详图
图8:预埋钢管连墙件示意图
十一、落地式扣件钢管人货梯卸料平台计算书
双排人货梯卸料平台的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。 计算参数:
双排人货梯卸料平台,搭设高度44.9米,立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.80米。 钢管类型为48×3.0,连墙件采用每层1跨,竖向间距4.20米,水平间距1.50米。 施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑1层施工。
脚手板采用18mm厚胶合板,荷载为0.35kN/m2,按照铺设11层计算。 栏杆采用钢管,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0000kN/m2。 脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加两根大横杆。 基本风压0.20kN/m2,高度变化系数0.8400,体型系数0.1152。 a、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
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按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯 1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050/3=0.122kN/m 活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m
静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.193+0.10×1.470)×1.5002=0.366kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.193+0.117×1.470)×1.5002=-0.430kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: =0.430×106/4491.0=95.841N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用 计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.122=0.161kN/m 活荷载标准值q2=1.050kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.161+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.619mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求! b、小横杆的计
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
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用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN
荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.184+1.4×1.575=2.495kN
小横杆计算简图 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.495×1.050/3=0.879kN.m =0.879×106/4491.0=195.829N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.03mm 集中荷载标准值P=0.058+0.184+1.575=1.816kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1816.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×107780.0)=3.361mm 最大挠度和
V=V1+V2=3.389mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求! c、扣件抗滑力的计算:
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
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其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 1.荷载值计算
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=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN
荷载的计算值 R=1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×2.362=3.687kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 d、脚手架荷载标准值:
作用于人货梯卸料平台的荷载包括静荷载、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0.1072 NG1 = 0.107×44.900=4.815kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用木脚手板,标准值为0.35
NG2 = 0.350×11×1.500×(1.050+0.300)/2=3.898kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用钢管栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.17
NG3 = 0.170×1.500×11/2=1.403kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 10.116kN。
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 = 3.000×1×1.500×1.050/2=2.362kN 风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用:W0 = 0.200
Uz —— 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用:Uz = 0.840
Us —— 风荷载体型系数:Us = 0.115
经计算得到,风荷载标准值Wk = 0.200×0.840×0.115 = 0.019kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×10.116+0.9×1.4×2.362=15.116kN 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
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×10.116+1.4×2.362=15.447kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.9×1.4Wklah2/10 其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2); la —— 立杆的纵距 (m); h —— 立杆的步距 (m)。
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经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×1.4×0.019×1.500×1.800×1.800/10=0.012kN.m
e、立杆的稳定性计算:
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=15.447kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;
A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =15447/(0.19×424)=192.236N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=15.116kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;
A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.012kN.m;
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =15116/(0.19×424)+12000/4491=190.759N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! f、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的人货梯卸料平台可搭设高度按照下式计算:
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其中 NG2K —— 构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K = 5.301kN; NQ —— 活荷载标准值,NQ = 2.362kN;
gk —— 每米立杆承受的结构自重标准值,gk = 0.107kN/m;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度 [H] = 52.869米。 考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的人货梯卸料平台可搭设高度按照下式计算:
其中 NG2K —— 构配件自重标准值产生的轴向力,NG2K = 5.301kN; NQ —— 活荷载标准值,NQ = 2.362kN;
gk —— 每米立杆承受的结构自重标准值,gk = 0.107kN/m;
Mwk —— 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk = 0.009kN.m; 经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度 [H] = 53.792米。 g、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算 Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 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
wk —— 风荷载标准值,wk = 0.019kN/m2;
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内人货梯卸料平台外侧的迎风面积,Aw = 4.20×1.50 = 6.300m2;
No —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No = 3.000 经计算得到 Nlw = 0.168kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 3.168kN 根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值 Nf1 = 0.85Ac[f] 根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值 Nf2 = 0.85A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=30.00/1.60的结果查表得到=0.95;
净截面面积 Ac = 4.24cm2;毛截面面积 A = 18.10cm2;[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf1 = 73.865kN
Nf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求! 经过计算得到 Nf2 = 300.110kN
Nf2>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求! 连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 3.168kN小于扣件的抗滑力8.0kN,满足要求! 十二、悬挑式扣件钢管人货梯卸料平台计算书
双排悬挑式扣件钢管人货梯卸料平台的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。 计算参数:
双排人货梯卸料平台,搭设高度18.3米,立杆采用单立管。
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立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.05米,内排架距离结构0.20米,立杆的步距1.80米。 采用的钢管类型为48×3.0,
连墙件采用每层1跨,竖向间距3.90米,水平间距1.50米。 施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑1层施工。
脚手板采用18mm胶合板,荷载为0.35kN/m2,按照铺设5层计算。 栏杆采用钢管,荷载为0.17kN/m。
脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加两根大横杆。 基本风压0.20kN/m2,高度变化系数1.2700,体型系数0.2064。
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.35米,建筑物内锚固段长度1.65米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,钢丝绳与建筑物的吊拉没有参与计算,作为安全储备和锚固楼板不足120mm的补强措施。 a、大横杆的计算
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050/3=0.122kN/m 活荷载标准值 Q=3.000×1.050/3=1.050kN/m
静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.122=0.193kN/m 活荷载的计算值 q2=1.4×1.050=1.470kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×0.193+0.10×1.470)×1.5002=0.366kN.m 支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×0.193+0.117×1.470)×1.5002=-0.430kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
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=0.430×106/4491.0=95.841N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.122=0.161kN/m 活荷载标准值q2=1.050kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.161+0.990×1.050)×1500.04/(100×2.06×105×107780.0)=2.619mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求! b、小横杆的计算 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。 用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值 P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN
荷载的计算值 P=1.2×0.058+1.2×0.184+1.4×1.575=2.495kN
小横杆计算简图 2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.0502/8+2.495×1.050/3=0.879kN.m =0.879×106/4491.0=195.829N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
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小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1050.004/(384×2.060×105×107780.000)=0.03mm 集中荷载标准值P=0.058+0.184+1.575=1.816kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1816.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.06×105×
107780.0)=3.361mm 最大挠度和
V=V1+V2=3.389mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求! c、扣件抗滑力的计算
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
其中 Rc —— 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 1.荷载值计算
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=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN 活荷载标准值 Q=3.000×1.050×1.500/2=2.362kN
荷载的计算值 R=1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×2.362=3.687kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN; d、脚手架荷载标准值
作用于人货梯卸料平台的荷载包括静荷载、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0.1072 NG1 = 0.107×18.300=1.963kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用18mm胶合板脚手板,标准值为0.35 NG2 = 0.350×5×1.500×(1.050+0.200)/2=1.641kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用钢管栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.17
NG3 = 0.170×1.500×5/2=0.638kN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.241kN。
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 = 3.000×1×1.500×1.050/2=2.362kN 风荷载标准值应按照以下公式计算
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用:W0 = 0.200
Uz —— 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)附录
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表7.2.1的规定采用:Uz = 1.270
Us —— 风荷载体型系数:Us = 0.206
经计算得到,风荷载标准值Wk = 0.200×1.270×0.206 = 0.052kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.9×1.4NQ
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.241+0.9×1.4×2.362=8.066kN 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
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.241+1.4×2.362=8.396kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.9×1.4Wklah2/10
其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2); la —— 立杆的纵距 (m); h —— 立杆的步距 (m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×1.4×0.052×1.500×1.800×1.800/10=0.032kN.m
e、立杆的稳定性计算
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=8.396kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由人货梯卸料平台的高度确定,u=1.500; l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;
A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =8396/(0.19×424)=104.494N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=8.066kN; i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm; k —— 计算长度附加系数,取1.155;
u —— 计算长度系数,由人货梯卸料平台的高度确定,u=1.500; l0 —— 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定,l0=1.155×1.500×1.800=3.118m;
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A —— 立杆净截面面积,A=4.239cm2; W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3; —— 由长细比,为3118/16=196;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.190; MW —— 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.032kN.m;
—— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 =8066/(0.19×424)+32000/4491=107.526N/mm2;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2; 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! f、连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: Nl = Nlw + No
其中 Nlw —— 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
wk —— 风荷载标准值,wk = 0.052kN/m2;
Aw —— 每个连墙件的覆盖面积内人货梯卸料平台外侧的迎风面积,Aw = 3.90×1.50 = 5.850m2;
No —— 连墙件约束人货梯卸料平台平面外变形所产生的轴向力(kN);No = 3.000
经计算得到 Nlw =0.426kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 3.426kN 根据连墙件杆件强度要求,轴向力设计值 Nf1 = 0.85Ac[f] 根据连墙件杆件稳定性要求,轴向力设计值 Nf2 = 0.85A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=20.00/1.60的结果查表得到=0.97;
净截面面积Ac = 4.24cm2;毛截面面积 A = 26.10cm2;[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf1 = 73.865kN
Nf1>Nl,连墙件的设计计算满足强度设计要求! 经过计算得到 Nf2 = 440.441kN
Nf>Nl,连墙件的设计计算满足稳定性设计要求! 连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到 Nl = 3.426kN小于扣件的抗滑力8.0kN,满足要求! g、悬挑梁的受力计算
悬挑人货梯卸料平台按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。
悬臂单跨梁计算简图 支座反力计算公式
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支座弯矩计算公式
C点最大挠度计算公式
其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。
本工程算例中,m = 1350mm,l = 1650mm,ml = 200mm,m2 = 1250mm;
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4,截面模量(抵抗矩) W = 141.00cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=8.40kN
水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m k=1.35/1.65=0.82 kl=0.20/1.65=0.12 k2=1.25/1.65=0.76 代入公式,经过计算得到 支座反力 RA=24.842kN 支座反力 RB=-7.312kN 最大弯矩 MA=12.399kN.m
抗弯计算强度 f=12.399×106/(1.05×141000.0)=83.747N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 受人货梯卸料平台作用集中计算荷载 N=4.24+2.36=6.60kN 水平钢梁自重计算荷载 q=26.10×0.0001×7.85×10=0.21kN/m 最大挠度 Vmax=5.269mm
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011)表5.1.8规定: 水平支撑梁的最大挠度小于2700.0/250,满足要求! h、悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
其中 b —— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到: b=2.00
由于b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值b'=1.07-0.282/b=0.929
经过计算得到强度 =12.40×106/(0.929×141000.00)=94.66N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
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i、锚固段与楼板连接的计算
1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=7.312kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,每个拉环按照两个截面计算,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8 [f] = 50N/mm2;
压点处采用2个 U 形钢筋拉环连接,承载能力乘以0.85的折减系数;钢筋拉环抗拉强度为85.00N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[7312×4/(3.1416×85.00×2)]1/2=8mm
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下: 锚固深度计算公式
其中 N —— 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 7.31kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm;
[fb] —— 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.5N/mm2; h —— 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到 h 要大于7311.58/(3.1416×16×1.5)=97.0mm。
3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下: 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
其中 N —— 锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N = 7.31kN; d —— 楼板螺栓的直径,d = 16mm;
b —— 楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=80mm;
fcc —— 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=13.59N/mm2; 经过计算得到公式右边等于84.2kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求!
4.水平钢梁与楼板锚固压点部位楼板负弯矩配筋计算如下: 锚固压点处楼板负弯矩数值为 M = 7.31×1.65/2 = 6.03kN.m 根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条
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其中 1──系数,当混凝土强度不超过C50时,1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94,期间按线性内插法确定; fc──混凝土抗压强度设计值; h0──截面有效高度;
fy──钢筋受拉强度设计值。 截面有效高度 h0 = 100-15 = 85mm;
s = 6.03×106/(1.000×14.300×1.5×1000×85.02)=0.0390 = 1-(1-2×0.0390)1/2=0.0400 s = 1-0.0400/2=0.9800 楼板压点负弯矩配筋为
As = 6.03×10^6 / (0.9800×85.0×210.0) = 344.8 mm2
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