专家论证-高层住宅楼悬挑脚手架专项施工方案
职工高层住宅楼工程
悬挑脚手架专项施工方案
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目 录
一、编制依据 3
二、工程概况 3
三、脚手架设计方案 3
四、脚手架的材质要求 4
五、脚手架的搭设流程及要求 4
(一)、搭设工艺流程 4
(二)、搭设要求 6
六、脚手架搭设劳动力安排 10
七、悬挑架设计验算 10
(一)、参数信息: 10
(二)、小横杆的计算: 12
(三)、大横杆的计算: 13
(四)、扣件抗滑力的计算: 15
(五)、脚手架立杆荷载的计算: 15
(六)、立杆的稳定性计算: 16
(七)、连墙件的计算: 17
(八)、悬挑梁的受力计算: 18
(九)、悬挑梁的整体稳定性计算: 20
(十)、拉绳的受力计算: 20
(十一)、拉绳的强度计算: 21
(十二)、锚固段与楼板连接的计算: 21
(十三)、脚手架配件数量换算: 22
八、脚手架的检查与验收 23
九、脚手架搭设安全技术措施 24
十、脚手架拆除安全技术措施 25
普通悬挑脚手架专项施工方案
一、编制依据
1、《建筑施工计算手册》江正荣著 中国建筑工业出版社;
2、《建筑施工手册》第四版 中国建筑工业出版社、《钢结构设计规范》GB50017-2003 中国建筑工业出版社;
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社;
4、《建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)》中国建筑工业出版社;
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001 中国建筑工业出版社;
6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社;
7、本工程施工设计图纸及现场实际情况。
二、工程概况
本工程高层楼位于校区、主体结构为剪力墙结构,两栋楼地下室人防连通,总建筑面积为39395m2,地下1层,地上31层,建筑总高度103.530米,除地下一层层高4.00米,地上一层3.8米外,标准层层高均为3.0米。
本工程由某**建设,某设计研究院设计,某有色勘察设计研究院勘探,某建筑科学研究院工程建设监理公司,某建设集团有限公司组织施工。
三、脚手架设计方案
本工程采用?48×3.5钢管搭设的双排扣件式悬挑脚手架,底部设置在工字钢上,悬挑架从二层楼面(即3.8m层)开始搭设,分①②③④⑤五段挑,第①段高度为18m(从二层3.8m~八层21.800m),第②段高度为18m(从八层21.800m~十四层39.800m),第③段高度为18m(从十四层47.070m~二十层57.800m),第④段高度为18m(从二十层57.800m~二十六层75.800m),第⑤段高度为19.9m(从二十六层75.800m~95.70m)。工字钢的间距为1.5m,立杆纵距la=1.5m,立杆横距lb=0.8m;步距h=1.8m;内立杆距离外墙b=0.25m;连墙杆横距lw=4.5m(三跨)、竖距实际取hw=3.0m(即层高适合与楼面连接,而计算时取两步3.6 m),剪刀撑双向连续设置;采用竹脚手板,自顶层操作层以下每隔三层均要满铺脚手板,脚手架高出建筑物檐口上皮1.8 m。外脚手架外表面满挂防水性能好,韧性好的密网,自重0.01 KN/m2。型钢水平悬挑杆采用16号工字钢,斜拉钢丝绳采用6×19双股φ20钢丝绳。悬挑梁预埋螺杆的直径为18.0 mm。钢丝绳预埋螺栓直径为18.0 mm。
四、脚手架的材质要求
l、钢管悬挑架脚手架,选用外径48mm,壁厚 3.50mm,钢材强度等级Q235-A,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,新用的钢管要有出厂合格证。脚手架施工前必须将入场钢管取样,送有相关国家资质的试验单位,进行钢管抗弯、抗拉等力学试验,试验结果满足设计要求后,方可在施工中使用。
2、本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件,应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求,由有扣件生产许可证的生产厂家提供,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,扣件的规格应与钢管相匹配,贴和面应干整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。如使用旧扣件时,扣件必须取样送有相关国家资质的试验单位,进行扣件抗滑力等试验,试验结果满足设计要求后方可在施工中使用。
3、搭设架子前应进行保养,除锈并统一涂色,颜色力求环境美观。脚手架立杆、防护栏杆、踢脚杆统一漆黄色,剪力撑统一漆桔红色。底排立杆、扫地杆均漆红白相间色。
4、脚手板、脚手片采用符合有关要求。
5、安全网采用密目式安全网,网目应满足2000目/100cm2,做耐贯穿试验不穿透,1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上,颜色应满足环境效果要求,选用绿色。要求阻燃,使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证,以及由南宁市建筑安全监督管理部门发放的准用证。
6、连墙件采用钢管,其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》(GB/T 700)中Q235A钢的要求。
五、脚手架的搭设流程及要求(一)、搭设工艺流程
1、悬挑脚手架搭设的工艺流程为:水平悬挑→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(搁栅)→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
2、定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙的距离,并做好标记;用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。
3、在搭设脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时,宜先立外排,后立内排。
4、工艺要求
4.1、本工程均采用16号工字钢外挑架。楼面预埋18螺杆和16号工字钢(详见图1),在挑梁的上一层预埋吊环(详见图2)。预埋螺杆和吊环由专人负责,安全员检查验收。
4.2、安放挑梁
工字钢挑梁应平稳安放在楼面上,不平整之处应用硬木板垫平,并将挑梁紧固于预埋螺杆内在顶面用楔木塞稳。型钢挑梁面应安装平整,并且所有挑梁须安装在同一水平面(详见图1)。
5、待挑梁的上一楼层完成,应及时拉结钢丝绳。
钢丝绳的拉结按图4进行。
(二)、搭设要求
1、立杆间距
(1)脚手架立杆纵距1.5m,横距0.8m,转角部位为1.8m,步距1.8m;连墙杆间距竖直3.0m,水平4.5m:里立杆距建筑物0.25m。
(2)脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开500mm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。
(3) 立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。
2、大横杆、小横杆设置
(1)大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m,以便立网挂设,大横杆置于立杆里面,每侧外伸长度为150mm。接长宜使用对接。对接扣件应交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不宜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应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。接长如采用搭接,搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定(以上构造如下图所示)。
(2)外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆,采用直角扣件两端固定在立杆,以形成空间结构整体受力。作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2。
横向水平杆不靠墙一端外伸长度不小于300mm,以满足铺一块脚手板及装修的要求。靠墙一端离外墙装饰面距离不大于100mm
(3)符合JGJ130-2001中6.2.3 脚手板的设置应符合下列规定:
1) 作业层脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm;
2) 冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等,应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆支承,但应将脚手板两端与其可靠固定,严防倾翻。此三种脚手板的铺设可采用对接平铺,亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时,接头处必须设两根横向水平杆,脚手板外伸长应取130~150mm,两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm(图6.2.3a);脚手板搭接铺设时,接头必须支在横向水平杆上,搭接长度应大于200mm,其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm(图6.2.3b)。
3) 竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺,四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。
4) 作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定。
(a)脚手板对接; (b)脚手板搭接
图6.2.3 脚手板对接、搭接构造
(4)符合 7.3.6 横向水平杆搭设应符合下列规定:
1) 搭设横向水平杆应符合本规范第6.2.2条的构造规定;
2) 双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm;
3) 单排脚手架的横向水平杆不应设置在下列部位:
a) 设计上不允许留脚手眼的部位;
b) 过梁上与过梁两端成60°角的三角形范围内及过梁净跨度1/2的高度范围内;
c) 宽度小于1m的窗间墙;
d) 梁或梁垫下及其两侧各500mm的范围内;
e) 砖砌体的门窗洞口两侧200mm和转角处450mm的范围内;其它砌体的门窗洞口两侧300mm和转角处600mm的范围内;
f) 独立或附墙砖柱。
3、剪刀撑
脚手架外测立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;斜杆与地面的倾角按45°控制。每道剪刀撑宽度不应小于4跨。中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。
4、脚手板、脚手片的铺设要求
(1)脚手架里排立杆与结构层之间均应铺设木板:板宽为200mm,里外立杆应满铺脚手板,无探头板。
(2)满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设,应设置在三根横向水平杆上。满铺到位,不留空位,不能满铺处必须采取有效的防护措施。
(3)脚手片须用16#扎丝双股并联绑扎,不少于4点,要求绑扎牢固,交接处平整,铺设时要选用完好无损的脚手片,发现有破损的要及时更换。
5、防护栏杆
(1)脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。
(2)选用尼龙绳张挂安全网,要求严密、平整。
(3)脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.9m和1.3m。
(4)脚手架内侧形成临边的(如遇大开间门窗洞等),在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和30cm高踢脚杆。
6、刚性连墙件
(1)脚手架与建筑物按水平方向4.5m,垂直方向3.0m,设一拉结点。
(2)拉结点在转角范围内和顶部处加密,即在转角l米以内范围按垂直方向每3.0米设一拉结点。
(3)拉结点应保证牢固,防止其移动变形,且尽量设置在外架大小横杆接点处。
(4)外墙装饰阶段拉结点,也须满足上述要求,确因施工需要除去原拉结点时,必须重新补设可靠,有效的临时拉结,以确保外架安全可靠。
刚性连墙件示意图
7、架体内封闭
(1)脚手架的架体里立杆距墙体净距为300mm,如因结构设计的限制大于300mm的必须铺设站人片,站人片设置平整牢固。
(2)脚手架施工层里应采用脚手片或木板进行封闭。
(3)施工层以下外架每隔3层以及底部层用脚手片进行封闭。支承结构型钢的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同,立杆直接支承在悬挑的支承结构上。上部脚手架立杆与支承结构应有可靠的定位连接措施,以确保上部架体的稳定。通常采用在挑梁或纵向钢梁上焊接150-200mm、外径φ40mm的钢管,立杆套座其外,并同时在立杆下部设置扫地杆。
8、架体与施工电梯部位做法示意图
9、安全通道口做法示意图
六、脚手架搭设劳动力安排
1、为确保工程进度的需要,同时根据本工程的结构特征和外脚手架的工程量,确定本工程外脚手架搭设人员需要25~30人,维修阶段共需8名架子工,均有上岗作业证书。
2、建立由项目经理、施工员、安全员、搭设技术员组成的管理机构,搭设负责人负有指挥、调配、检查的直接责任。
3、外脚手架的搭设和拆除,均应有项目技术负责人的认可,方可进行施工作业,并必须配备有足够的辅助人员和必要的工具。
七、悬挑架设计验算(外伸1.15米)
(一)、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 18 米,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.5米,立杆的横距为0.8米,立杆的步距为1.8 米;
内排架距离墙长度为0.25米;
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根;
脚手架沿墙纵向长度为 35 米;
采用的钢管类型为 Φ48×3.5;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 0.80;
连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 米,水平间距4.5 米,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件连接;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;
同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处广西省南宁市,查荷载规范基本风压为0.350,风荷载高度变化系数μz为0.740,风荷载体型系数μs为0.645;
计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150;
安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:10 层;
脚手板类别:竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.15米,建筑物内锚固段长度 2.35 米。
与楼板连接的螺栓直径(mm):18.00;
楼板混凝土标号:C25;
6.拉绳与支杆参数
支撑数量为:1;
钢丝绳安全系数为:8.000;
钢丝绳与墙距离为(m):3.000;
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物 1.05 m。
(二)、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×1.5/3=0.15 kN/m ;
活荷载标准值: Q=2×1.5/3=1 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.15+1.4×1 = 1.626 kN/m;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,
计算公式如下:
最大弯矩 Mqmax =1.626×0.82/8 = 0.13 kN.m;
最大应力计算值 σ = Mqmax/W =25.608 N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力 σ =25.608 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.15+1 = 1.188 kN/m ;
最大挠度 V = 5.0×1.188×8004/(384×2.06×105×121900)=0.252 mm;
小横杆的最大挠度 0.252 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 / 150=5.333 与10 mm,满足要求!
(三)、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,小横杆在大横杆的上面。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×0.8=0.031 kN;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×0.8×1.5/3=0.12 kN;
活荷载标准值: Q= 2×0.8×1.5/3=0.8 kN;
荷载的设计值: P=(1.2×0.031+1.2×0.12+1.4×0.8)/2=0.65 kN;
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.65×1.5= 0.26 kN.m;
M = M1max + M2max = 0.007+0.26=0.267 kN.m
最大应力计算值 σ = 0.267×106/5080=52.64 N/mm2;
大横杆的最大应力计算值 σ = 52.64 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm
均布荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
Vmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载 P=(0.031+0.12+0.8)/2=0.475kN
V= 1.883×0.475×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 1.203 mm;
最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+1.203=1.255 mm;
大横杆的最大挠度 1.255 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10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
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
小横杆的自重标准值: P1 = 0.038×0.8×2/2=0.031 kN;
大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.5=0.058 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.8×1.5/2=0.18 kN;
活荷载标准值: Q = 2×0.8×1.5 /2 = 1.2 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.031+0.058+0.18)+1.4×1.2=2.002 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+(0.80×2/2)×0.038/1.80]×18.00 = 2.554;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板,标准值为0.3
NG2= 0.3×10×1.5×(0.8+0.2)/2 = 2.362 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 = 0.15×10×1.5/2 = 1.125 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.005×1.5×18 = 0.135 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.176 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= 2×0.8×1.5×2/2 = 2.4 kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo = 0.35 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz= 0.74 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.645;
经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.645 = 0.117 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= 1.2×6.176+ 1.4×2.4= 10.771 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 = 1.2×6.176+ 0.85×1.4×2.4= 10.267 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 ×1.4×0.117×1.5×
1.82/10 = 0.068 kN.m;
(六)、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值 :N = 10.771 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 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m;
长细比 Lo/i = 197 ;
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 N/mm2;
σ = 10771/(0.186×489)=118.426 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 118.426 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 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 = 10.267 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 = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m;
长细比: L0/i = 197 ;
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 N/mm2;
σ = 10267.32/(0.186×489)+67630.212/5080 = 126.198 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 126.198 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 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 = 0.117 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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 = 2.652 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.652 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l0/i = 250/15.8的结果查表得到 φ=0.958,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×4.89×10-4×205×103 = 96.035 kN;
Nl = 7.652 < Nf = 96.035,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 = 7.652小于双扣件的抗滑力 12.8 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800mm,内排脚手架距离墙体250mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1050mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4,截面抵抗矩W = 141 cm3,截面积A = 26.1 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×6.176 +1.4×2.4 = 10.771 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m;
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R[1] = 12.837 kN;
R[2] = 9.568 kN;
R[3] = -0.003 kN。
最大弯矩 Mmax= 1.553 kN.m;
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 1.553×106 /( 1.05 ×141000 )+
0×103 / 2610 = 10.493 N/mm2;
水平支撑梁的最大应力计算值 10.493 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
(九)、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φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
φb = 570 ×9.9×88× 235 /( 1050×160×235) = 2.96
由于φb大于0.6,查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0.975。
经过计算得到最大应力 σ = 1.553×106 /( 0.975×141000 )= 11.305 N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算 σ = 11.305 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
(十)、拉绳的受力计算:
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
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=13.601 kN;
(十一)、拉绳的强度计算:
钢丝拉绳(支杆)的内力计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为
RU=13.601 kN
如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),
计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8;
K -- 钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取13.601kN,α=0.82,K=8,得到:
经计算,钢丝绳最小直径必须大于17mm才能满足要求!
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
N=RU=13.601kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
其中 [f] 为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f] = 125N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(1360.081×4/3.142×125) 1/2 =12mm;
(十二)、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=0.003 kN;
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,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[2.925×4/(3.142×50×2)]1/2 =0.193 mm;
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 = 0.003kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 18mm;
[fb] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.27N/mm2;
[f]-- 钢材强度设计值,取215N/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
2.925/(3.142×18×1.27)=0.041mm。
螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4×3.14×182×215×10-3=54.68kN
螺栓的轴向拉力N=0.003kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=54.683kN,满足要求!
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压力,N = 9.568kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 18mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=90mm;
fcc -- 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=11.9N/mm2;
经过计算得到公式右边等于93.36 kN,大于锚固力 N=9.57 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!
(十三)、脚手架配件数量匡算:
扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要,
因此按匡算方式来计算;根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算:
L --长杆总长度(m); N1 --小横杆数(根);
N2 --直角扣件数(个); N3 --对接扣件数(个);
N4 --旋转扣件数(个); S --脚手板面积(m2);
n --立杆总数(根) n=24; H --搭设高度(m) H=18;
h --步距(m) h=1.8; la--立杆纵距(m) la=1.5;
lb --立杆横距(m) lb=0.8;
长杆总长度(m) L =1.1 ×18.00 ×(24 + 1.50 ×24/1.80 - 2 ×1.50/1.80)=838.20;
小横杆数(根) N1 =1.1 ×(18.00 /1.80 ×1/2 + 1) ×24 = 159;
直角扣件数(个) N2 =2.2 ×(18.00 / 1.80 + 1) ×24 = 581;
对接扣件数(个) N3 =838.20 / 6.00 = 140;
旋转扣件数(个) N4 =0.3 ×838.20 / 6.00 = 42;
脚手板面积(m2) S = 1.1 × ( 24-2) × 1.50 / 0.80=45.38。
根据以上公式计算得长杆总长838.20m;小横杆159根;直角扣件581个;对接扣件140个;旋转扣件42个;脚手板45.38m2。
八、悬挑架设计验算(阳台部位外伸2.25米)
(一)、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为 18 米,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.5米,立杆的横距为0.8米,立杆的步距为1.8 米;
内排架距离墙长度为0.25米;
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根;
采用的钢管类型为 Φ48×3.5;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 0.80;
连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 米,水平间距4.5 米,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件连接;
2.活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;
同时施工层数:2 层;
3.风荷载参数
本工程地处广西省南宁市,查荷载规范基本风压为0.350,风荷载高度变化系数μz为0.740,风荷载体型系数μs为0.645;
计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150;
安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:10 层;
脚手板类别:竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度2.55米,建筑物内锚固段长度 3.45 米。
与楼板连接的螺栓直径(mm):18.00;
楼板混凝土标号:C25;
6.拉绳与支杆参数
支撑数量为:1;
钢丝绳安全系数为:8.000;
钢丝绳与墙距离为(m):3.000;
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.05 m。
(二)、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×1.5/3=0.15 kN/m ;
活荷载标准值: Q=2×1.5/3=1 kN/m;
荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.15+1.4×1 = 1.626 kN/m;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,
计算公式如下:
最大弯矩 Mqmax =1.626×0.82/8 = 0.13 kN.m;
最大应力计算值 σ = Mqmax/W =25.608 N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力 σ =25.608 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.15+1 = 1.188 kN/m ;
最大挠度 V = 5.0×1.188×8004/(384×2.06×105×121900)=0.252 mm;
小横杆的最大挠度 0.252 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 / 150=5.333 与10 mm,满足要求!
(三)、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,小横杆在大横杆的上面。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值: P1= 0.038×0.8=0.031 kN;
脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×0.8×1.5/3=0.12 kN;
活荷载标准值: Q= 2×0.8×1.5/3=0.8 kN;
荷载的设计值: P=(1.2×0.031+1.2×0.12+1.4×0.8)/2=0.65 kN;
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007 kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.65×1.5= 0.26 kN.m;
M = M1max + M2max = 0.007+0.26=0.267 kN.m
最大应力计算值 σ = 0.267×106/5080=52.64 N/mm2;
大横杆的最大应力计算值 σ = 52.64 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm
均布荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
Vmax= 0.677×0.038×15004 /(100×2.06×105×121900) = 0.052 mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载 P=(0.031+0.12+0.8)/2=0.475kN
V= 1.883×0.475×15003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 1.203 mm;
最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.052+1.203=1.255 mm;
大横杆的最大挠度 1.255 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10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
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN;
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
小横杆的自重标准值: P1 = 0.038×0.8×2/2=0.031 kN;
大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.5=0.058 kN;
脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×0.8×1.5/2=0.18 kN;
活荷载标准值: Q = 2×0.8×1.5 /2 = 1.2 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.031+0.058+0.18)+1.4×1.2=2.002 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+(0.80×2/2)×0.038/1.80]×18.00 = 2.554;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹笆片脚手板,标准值为0.3
NG2= 0.3×10×1.5×(0.8+0.2)/2 = 2.362 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 = 0.15×10×1.5/2 = 1.125 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4 = 0.005×1.5×18 = 0.135 kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.176 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= 2×0.8×1.5×2/2 = 2.4 kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
其中 Wo -- 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo = 0.35 kN/m2;
Uz -- 风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz= 0.74 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为0.645;
经计算得到,风荷载标准值
Wk = 0.7 ×0.35×0.74×0.645 = 0.117 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= 1.2×6.176+ 1.4×2.4= 10.771 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 = 1.2×6.176+ 0.85×1.4×2.4= 10.267 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 ×1.4×0.117×1.5×
1.82/10 = 0.068 kN.m;
(六)、立杆的稳定性计算:
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值 :N = 10.771 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 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m;
长细比 Lo/i = 197 ;
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 N/mm2;
σ = 10771/(0.186×489)=118.426 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 118.426 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 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 = 10.267 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 = 1.5 ;
计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3.118 m;
长细比: L0/i = 197 ;
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 N/mm2;
σ = 10267.32/(0.186×489)+67630.212/5080 = 126.198 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 126.198 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 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 = 0.117 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 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 = 2.652 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.652 kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比 l0/i = 250/15.8的结果查表得到 φ=0.958,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×4.89×10-4×205×103 = 96.035 kN;
Nl = 7.652 < Nf = 96.035,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 = 7.652小于双扣件的抗滑力 12.8 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800mm,内排脚手架距离墙体250mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1050mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130 cm4,截面抵抗矩W = 141 cm3,截面积A = 26.1 cm2。
受脚手架集中荷载 N=1.2×6.176 +1.4×2.4 = 10.771 kN;
水平钢梁自重荷载 q=1.2×26.1×0.0001×78.5 = 0.246 kN/m;
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R[1] = 13.452 kN;
R[2] = 9.338 kN;
R[3] = 0.228 kN。
最大弯矩 Mmax= 1.494 kN.m;
最大应力 σ =M/1.05W+N/A= 1.494×106 /( 1.05 ×141000 )+
0×103 / 2610 = 10.091 N/mm2;
水平支撑梁的最大应力计算值 10.091 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求!
(九)、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φb -- 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
φb = 570 ×9.9×88× 235 /( 1050×160×235) = 2.96
由于φb大于0.6,查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到 φb值为0.975。
经过计算得到最大应力 σ = 1.494×106 /( 0.975×141000 )= 10.872 N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算 σ = 10.872 小于 [f] = 215 N/mm2 ,满足要求!
(十)、拉绳的受力计算:
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
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
RU1=14.252 kN;
(十一)、拉绳的强度计算:
钢丝拉绳(支杆)的内力计算:
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为
RU=14.252 kN
如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算:
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),
计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8;
K -- 钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取14.252kN,α=0.82,K=8,得到:
经计算,钢丝绳最小直径必须大于17mm才能满足要求!
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
N=RU=14.252kN
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
其中 [f] 为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f] = 125N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(1425.191×4/3.142×125) 1/2 =13mm;
(十二)、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=0.228 kN;
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,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f] = 50N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=[227.644×4/(3.142×50×2)]1/2 =1.702 mm;
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 = 0.228kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 18mm;
[fb] -- 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,计算中取1.27N/mm2;
[f]-- 钢材强度设计值,取215N/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
227.644/(3.142×18×1.27)=3.17mm。
螺栓所能承受的最大拉力 F=1/4×3.14×182×215×10-3=54.68kN
螺栓的轴向拉力N=0.228kN 小于螺栓所能承受的最大拉力 F=54.683kN,满足要求!
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压力,N = 9.338kN;
d -- 楼板螺栓的直径,d = 18mm;
b -- 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=90mm;
fcc -- 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=11.9N/mm2;
经过计算得到公式右边等于93.36 kN,大于锚固力 N=9.34 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!
九、脚手架的检查与验收
1、脚手架必须由持有效上岗证的专业技术人员搭设;
2、进行分段验收和检查,发现有不符合要求的应迅速整改,并追究责任;
3、外脚手架分段验收严格按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001第八节及JGJ59-99中"外脚手架检查评分表",所列项目和施工方案要求的内容进行检查。填写验收记录单,并由搭设人员、安全员、施工员、项目经理签证,方能交付使用。
4、架体内必须做到三层封闭(即进行隔离)。
5、脚手架及其地基基础应在下阶段进行检查与验收:
①基础完工后及脚手架搭设前;
②作业层上施加荷载前;
③每搭设完10~13m高度后;
④达到设计高度后;
⑤遇有六级大风或大雨后;
⑥停用超过一个月。
6、脚手架使用中,应定期检查下列项目:
①杆件的设置和连接,连墙件、支撑等的构造是否符合要求;
②地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空;
③扣件螺栓是否松动;
④安全防护措施是否符合要求;
⑤是否超载。
十、脚手架搭设安全技术措施
1、钢管架应设置避雷针,分置于主楼外架四角立杆之上,并连通大横杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于30Ω。
2、外脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。
3、定期检查脚手架,发现问题和隐患,在施工作业前及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。
4、外脚手架严禁钢竹、钢木混搭,禁止扣件、绳索、铁丝、竹篾、塑料篾混用。
5、外脚手架搭设人员必须持证上岗,并正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。凡是高血压、心脏病、癫痫病、晕高或视力不够等不适合做高处作业的人员,均不得从事架子作业。
6、严禁脚手板存在探头板,铺设脚手板以及多层作业时,应尽量使施工荷载内、外传递平衡。
7、保证脚手架体的整体性,不得与井架、升降机、卸料平台一并拉结,不得截断架体。
8、结构外脚手架每支搭一层,支搭完毕后,经项目部安全员验收合格后方可使用。任何班组长和个人,未经同意不得任意拆除脚手架部件。
9、严格控制施工荷载,脚手板不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于3kN/m2,确保较大安全储备。
10、结构施工时不允许多层同时作业,装修施工时同时作业层数不超过两层,临时性用的悬挑架的同时作业层数不超过2层。
11、当作业层高出其下连墙件3.6m以上、且其上尚无连墙件时,应采取适当的临时撑拉措施。
12、各作业层之间设置可靠的防护栅栏,防止坠落物体伤人。
13、架子工在高处(距地高度2m以上)作业时,必须佩带安全带。在架子上操作应精力集中,禁止打闹和玩笑,休息时应下架子。严禁酒后作业。
14、遇有恶劣气候(如风力五级以上,高温、雨天气等)影响安全施工时应停止高处作业。
15、递杆、拉杆时,上下左右操作人员应密切配合,协调一致。拉杆人员应注意不碰撞上方人员,下方递杆人员应在上方人员接住杆子后方可松手,并躲离其垂直操作距离3m以外。使用机械吊运,应遵守机械吊装安全操作规程,吊运扣件、钢管等物应绑扎牢固,接料平台外侧不准站人,接料人员应等起重机械停车后再接料、解绑绳。
16、未搭完的一切脚手架,非架子工一律不准上架。架子搭完后由施工人会同架子组长以及使用工种、技术、安全等有关人员共同进行验收,认为合格,办理交接验收手续后方可使用。使用中的架子必须保持完整,禁止随意拆、改脚手架或挪用脚手板;必须拆改时,应经施工负责人批准,由架子工负责操作。
十一、脚手架拆除安全技术措施
(1) 拆除工艺流程:拆护栏→拆脚手板→拆小横杆→拆大横杆→拆剪刀撑→拆立杆→拉杆传递至地面→清除扣件→按规格堆码。
(2) 外架拆除前,全面检查待拆脚手架,根据检查结果,拟订出作业计划,工长要向拆架施工人员进行书面安全交底工作。交底有接受人签字。
(3) 拆除前,班组要学习安全技术操作规程,班组必须对拆架人员进行安全交底,交底要有记录,交底内容要有针对性,拆架子的注意事项必须讲清楚。
(4) 拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。
(5) 架子拆除程序应由上而下,按层按步拆除。先清理架上杂物,如脚手板上的混凝土、砂浆块、U型卡、活动杆子及材料。按拆架原则先拆后搭的杆子。剪刀撑、拉杆不准一次性全部拆除,要求杆拆到哪一层,剪刀撑、拉杆拆到哪一层。拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。
(6)拆杆和放杆时必须由2--3人协同操作,拆大横杆时,应由站在中间的人将杆顺下传递,下方人员接到杆拿稳拿牢后,上方人员才准松手,严禁往下乱扔脚手料具。应遵守由上而下,先搭后拆的原则,即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑,而后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按一步一清原则依次进行。严禁上下同时进行拆架作业。
(7)拆架人员必须系安全带,拆除过程中,应指派一个责任心强、技术水平高的工人担任指挥,负责拆除工作的全部安全作业。
(8)拆架时有管线阻碍不得任意割移,同时要注意扣件崩扣,避免踩在滑动的杆件上操作。
(9)拆架时钢管扣必须从钢管上拆除,不准钢管扣件挂在被拆下的钢管上。
(10)拆架人员应配备工具套,手上拿钢管时,不准同时拿板手,工具用后必须放在工具套内。
(11)拆架休息时不准坐在架子上或不安全的地方,严禁在拆架时嘻戏打闹。
(12)拆架人员要穿戴好个人劳保用品,不准穿胶底易滑鞋上架作业,衣服要轻便。
(13)拆除中途不得换人,如更换人员必须重新进行安全技术交底。
(14)拆下来的脚手杆要随拆、随清、随运,分类、分堆、分规格码放整齐,要有防水措施,以防雨后生锈。扣件要分型号装箱保管。
(15)拆下来的钢管要定期重新外刷一道防锈漆,刷一道调合漆。弯管要调直,扣件要上油润滑。
(16)严禁架子工在夜间进行架子搭拆工作。未尽事宜工长在安全技术交底中做详细的交底
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