第一部分腳手架設計
一、荷載組合
搭設寬度取12m,高度取24m,長度取85m。立桿縱橫向間距1.2m,步距1.5m。
1、靜荷載標準值包括以下內容:
(1)腳手架的自重(kn):
n g1 = 0.129×24 = 3.098 kn;
(2)欄杆的自重(kn):
ng2 = 0.15×1.2 = 0.18 kn;
(3)腳手板自重(kn):
ng3 = 0.3×1.2×1.2 = 0.432 kn;
(4)堆放荷載(kn):
ng4 = 2.6×1.2×1.2 = 3.744 kn;
經計算得到,靜荷載標準值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 7.454 kn;
2、活荷載為施工荷載標準值產生的荷載
經計算得到,活荷載標準值 nq = 1×1.2×1.2 = 1.44 kn;
3.風荷載:
本工程地處河南周口市,基本風壓0.32 kn/m2;風荷載高度變化係數μz,取0.92,風荷載體型係數μs 為0.
214;風荷載標準值按照以下公式計算 wk=0.7μz·μs·ω0
其中 ω0 -- 基本風壓(kn/m2),按照《建築結構荷載規範》(gb50009-2001)的規定採用:ω0 = 0.32 kn/m2;
經計算得到,風荷載標準值為:
wk = 0.7 ×0.32×0.92×0.214 =0.044 kn/m2;
二、構件的抗彎計算
縱向支撐鋼管計算:
縱向鋼管按照均布荷載下連續梁計算,截面幾何引數為
截面抵抗矩 w = 5.08 cm3;
截面慣性矩 i = 12.19cm4;
縱向鋼管計算簡圖
1.荷載的計算:
(1)腳手板與欄杆自重(kn/m):
q11 = 0.15 + 0.3×0.3 = 0.24 kn/m;
(2)堆放材料的自重線荷載(kn/m):
q12 = 2.6×0.3 = 0.78 kn/m;
(3)活荷載為施工荷載標準值(kn/m):
p1 = 1×0.3 = 0.3 kn/m
2.強度驗算:
依照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001)5.2.4規定,縱向支撐鋼管按三跨連續梁計算。
最大彎矩考慮為靜荷載與活荷載的計算值最不利分配的彎矩和;
最大彎矩計算公式如下:m = 0.1q1l2+0.117q2l2
最大支座力計算公式如下: n = 1.1q1l + 1.2q2l
均布荷載:q1 = 1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.24+1.2×0.78=1.224 kn/m;
均布活載:q2 = 1.4×0.3 = 0.42 kn/m;
最大彎距mmax =0.1×1.224×1.22+0.117×0.42×1.22=0.247 kn·m ;
最大支座力 n = 1.1×1.224×1.2 + 1.2×0.42×1.2 = 2.22 kn;
最大應力 σ = mmax / w = 0.247×106 / (5080) = 48.626 n/mm2;
縱向鋼管的抗壓強度設計值 [f]=205 n/mm2;
縱向鋼管的計算應力 48.626 n/mm2 小於縱向鋼管的抗壓設計強度 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: ν = 5ql4/384ei
均布恆載: q = q11 + q12 = 1.02 kn/m;
均布活載: p = 0.3 kn/m;
ν=(0.677×1.02+0.990×0.3)×12004/(100×2.06×105×121900)=0.815 mm;
縱向鋼管的最大撓度為 0.815 mm 小於縱向鋼管的最大容許撓度 1200/150與10 mm,滿足要求!
三、橫向支撐鋼管計算:
支撐鋼管按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算;
集中荷載p取板底縱向支撐鋼管傳遞力,p =2.22 kn;
支撐鋼管計算簡圖
支撐鋼管計算彎矩圖(kn·m)
支撐鋼管計算變形圖(mm)
支撐鋼管計算剪力圖(kn)
最大彎矩 mmax = 0.999 kn·m ;
最大變形 νmax = 4.038 mm ;
最大支座力 qmax = 9.715 kn ;
最大應力 σ= 196.722 n/mm2 ;
橫向鋼管的計算應力 196.722 n/mm2 小於橫向鋼管的抗壓強度設計值 205 n/mm2,滿足要求!
支撐鋼管的最大撓度為 4.038 mm 小於支撐鋼管的最大容許撓度 1200/150與10 mm,滿足要求!
三、立桿強度及穩定性驗算
立桿的穩定性驗算:
立桿的穩定性計算公式:
σ = n/φakh ≤ [f]
其中 n ---- 立桿的軸心壓力設計值(kn) :n = 10.961 kn;
軸心受壓立桿的穩定係數,由長細比 lo/i 查表得到;
i ---- 計算立桿的截面迴轉半徑(cm) :i = 1.58 cm;
a ---- 立桿淨截面面積(cm2):a = 4.89 cm2;
w ---- 立桿淨截面模量(抵抗矩)(cm3):w=5.08 cm3;
鋼管立桿最大應力計算值 (n/mm2);
[f] ---- 鋼管立桿抗壓強度設計值 :[f] =205 n/mm2;
kh ----高度調整係數:kh=1/(1+0.005×(24-4))=0.909;
l0 ---- 計算長度 (m);
參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001),由公式(1)或(2)計算
l0 = k1μh1)
l0 = h+2a2)
k1---- 計算長度附加係數,取值為1.167;
計算長度係數,參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》(jgj130-2001)表5.3.3;μ= 1.
73; a ---- 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點的長度;a = 0.1 m;
公式(1)的計算結果:
立桿計算長度 l0 = k1μh = 1.167×1.73×1.5 = 3.028 m;
l0/i = 3028.365 / 15.8 = 192 ;
由長細比 l0/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定係數φ= 0.195 ;
鋼管立桿受壓應力計算值 σ =10961.28/(0.195×489)= 114.952 n/mm2;
鋼管立桿穩定性驗算 σ = 114.952 n/mm2 小於鋼管立桿抗壓強度設計值 [f] = 205 n/mm2,滿足要求!
公式(2)的計算結果:
l0/i = 1700 / 15.8 = 108 ;
由長細比 l0/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定係數φ= 0.53 ;
鋼管立桿受壓應力計算值;σ =10961.28 /( 0.53×489 )= 42.294 n/mm2;
鋼管立桿穩定性驗算 σ = 42.294 n/mm2 小於鋼管立桿抗壓強度設計值 [f] = 205 n/mm2,滿足要求!
如果考慮到高支撐架的安全因素,適宜由公式(3)計算
l0 = k1k2(h+2a3)
k2 -- 計算長度附加係數,按照表2取值1.068 ;
公式(3)的計算結果:
l0/i = 2118.805 / 15.8 = 134 ;
由長細比 l0/i 的結果查表得到軸心受壓立桿的穩定係數φ= 0.376 ;
鋼管立桿受壓應力計算值σ =10961.28 /( 0.376×489 )= 59.616 n/mm2;
鋼管立桿穩定性驗算 σ = 59.616 n/mm2 小於鋼管立桿抗壓強度設計值 [f] = 205 n/mm2,滿足要求!
四、整體抗傾覆驗算
由於支撐系統沒有牆體可以依靠,因此在上部荷載和水平風荷載的作用下整體上屬乙個懸臂形式的壓彎構架(見圖)
特別在沒有上部活荷載情況下其整體抗傾覆性必須予以驗算,滿足下式要求:
式中 m----由風荷載引起的水平荷載;
mg---構架的抗傾覆力矩;
q----風荷載設計值;
h----支撐的架設高度;
b----最不利幾何方向(取橫向);
b----立桿間距;
g----支撐系統的自重。
m=0.044*22*85*0.5*22=905.08kn m
每公尺立桿承受的結構自重標準值,為0.1248kn/m
ng1 = [0.1248+(1.20×2/2)×0.038/1.50]×24.00 = 3.763kn;
b=85/1.2*3.763*11=2932kn
mg=0.5*2932*6=8796kn m
故滿足抗傾覆要求。
五、節點強度驗算
雙扣件承載力設計值取16.00kn,按照扣件抗滑承載力係數0.80,該工程實際的旋轉雙扣件承載力取值為12.80kn 。r ≤rc
其中 rc -- 扣件抗滑承載力設計值,取12.80 kn;
縱向或橫向水平杆傳給立桿的豎向作用力設計值 r= 9.715 kn;
r < 12.80 kn,所以雙扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!
六、支承地面的承載力複核
地基土型別:素填土;地基承載力標準值(kpa):120.00;
立桿基礎底面面積(m2):0.25;地基承載力調整係數:1.00
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 = fgk×kc = 120 kpa;
其中,地基承載力標準值:fgk= 120 kpa ;
高支撐腳手架施工組織方案
目錄一 編制依據 2 二 工程概況 2 三 模板及支架的選擇 2 四 基礎施工 2 五 掃地杆 立桿 橫桿的搭設 2 六 梁板模板扣件鋼管高支撐架計算 3 一 模板計算荷載 材料及架體構造等引數 3 二 模板支撐方木的計算 3 三 木方支撐鋼管計算 4 四 扣件抗滑移的計算 7 五 模板支架荷載標準...
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腳手架及支撐搭設方案
一 施工概況 一 根據本工程特點,為了保證主體結構和外牆裝修階段的施工安全,腳手架採用結構緊湊 效率高 使用方便 維護簡單的扣件式鋼管腳手架。二 腳手架施工時,樓層周圍的井架要求離外牆邊線不小於2m,以便到位後使腳手架能整圈連通,保持其整體性。二 材料要求 材料採用 48 3.5或 51 3.5焊接...