落地式外脚手架施工方案(广西建工).doc

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落地式外脚手架施工方案(广西建工).doc

σ = 8331.756/(0.188×424)=104.670 N/mm2;

不组合合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=104.670N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

CJJ 92-2016:城镇供水管网漏损控制及评定标准(无水印,带书签)(三)内立杆稳定性计算

1.组合风荷载时,内立杆的稳定性计算

σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]

内立杆的轴心压力设计值 N =1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQk

=1.2×(2.273+0.557)+ 0.9×1.4×2.850= 6.987 kN;

σ = 6986.649/(0.188×424)+134718.700/4490 = 117.776 N/mm2;

组合风荷载时,内立杆实际抗压应力计算值σ=117.776N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

2.不组合风荷载时,内立杆的稳定性计算

σ = N/(φA) ≤ [f]

内立杆的轴心压力设计值 N =1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

=1.2×(2.273+0.557)+ 1.4×2.850= 7.386 kN;

σ = 7385.649/(0.188×424)=92.785 N/mm2;

不组合风荷载时,内立杆实际抗压应力计算值σ=92.785N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

七、连墙件的稳定性计算

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 = 6.026 kN;

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;

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 9.026 kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

Nf = φ·A·[f]

由长细比 l/i = 500/15.9的结果查表得到 φ=0.914;

A = 4.24 cm2;[f]=205 N/mm2;

Nl=9.026kN < Nf=79.415kN,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=9.026kN ≤双扣件的抗滑力16.000kN,满足要求!

(一)板计算单元活荷载设计值P

板的短边计算跨度:l=5m

荷载作用面平行于板跨的计算宽度:bcx=btx+2s+h=(150+2×20+180)/1000=0.370m

荷载作用面垂直于板跨的计算宽度:bcy=bty+2s+h=(149+2×20+180)/1000=0.369m

经比较,bcx≥bcy,bcy≤0.6l,bcx≤l,则b=bcy+0.7l=0.369+0.7×5=3.869m

局部荷载作用在板的非支承边附近:d=0.222m

局部荷载作用在板的非支承边附近,且d<b/2,荷载有效分布宽度应予以折减,b'=b/2+d=3.869/2+0.222=2.157m

相邻两个局部荷载的中心间距:e=1.5m

两个局部荷载相邻,且e<b,荷载有效分布宽度应予以折减,b'=b/2+e/2=3.869/2+1.5/2=2.685m

b'=min{2.157, 2.685}=2.157m

计算最大弯矩:Mmax=8.332kN•m

等效均布活荷载:qe=8Mmax/bl2=8×8.332/2.157/52=1.236kN/m2

楼面均布活荷载:P1=1.236+1.4*1=2.636kN/m2

板的长边计算跨度:l=8m

荷载作用面平行于板跨的计算宽度:bcx=btx+2s+h=(149+2×20+180)/1000=0.369m

荷载作用面垂直于板跨的计算宽度:bcy=bty+2s+h=(150+2×20+180)/1000=0.370m

经经比较,bcx<bcy,bcy≤2.2l,bcx≤l,则b=2bcy/3+0.73l =2×0.370/3+0.73×8=6.087m

局部荷载作用在板的非支承边附近:d=0.250m

局部荷载作用在板的非支承边附近,且d<b/2,荷载有效分布宽度应予以折减,b'=b/2+d=6.087/2+0.250=3.293m

相邻两个局部荷载的中心间距:e=0.75m

两个局部荷载相邻,且e<b,荷载有效分布宽度应予以折减,b'=b/2+e/2=6.087/2+0.75/2=3.418m

b'=min{3.293, 3.418}=3.293m

计算最大弯矩:Mmax=44.089kN•m

等效均布活荷载:qe=8Mmax/bl2=8×44.089/3.293/82=1.673kN/m2

楼面均布活荷载:P2=1.673+1.4*1=3.073kN/m2

板计算单元活荷载设计值:P=max{P1,P2}= max{2.636,3.073}=3.073kN/m2

(二)各层楼板混凝土数据汇总

参数说明:gi——楼板自重设计值(kN/m2);

fcu,ti——楼板混凝土对应龄期的混凝土强度(MPa);

fci——混凝土对应龄期的混凝土抗压强度设计值(N/mm2);

fti——混凝土对应龄期的混凝土抗拉强度设计值(N/mm2);

ftki——混凝土对应龄期的混凝土抗拉强度标准值(N/mm2);

Eci——混凝土楼板弹性模量(N/mm2);

Bi——楼板抗弯刚度(N•mm);

qi——楼板承担的荷载值(kN/m2)。

(三)各层楼板钢筋数据汇总

参数说明:fy——受拉区钢筋抗拉强度设计值(N/mm2);

fy’——受压区钢筋抗压强度设计值(N/mm2);

As——计算单元内受拉区钢筋截面积(mm2);

As’——计算单元内受压区钢筋截面积(mm2);

Es——受拉区钢筋的弹性模量(×105N/mm2)。

2.楼板正截面承载力计算

(一)外部荷载引起的楼板最大弯矩M

(二)楼板自身所能承受的最大弯矩[M]

计算最大正弯矩[M1](kN•m)

计算最大负弯矩[M2](kN•m)

(三)设计值与实际值比较

经验算,支撑面楼板正截面承载力验算满足要求。

经验算,支撑面楼板抗冲切承载力满足要求。

4.局部受压承载力验算

经验算,支撑面楼板局部受压承载力满足要求。

经验算,支撑面楼板裂缝验算满足要求。

九、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:

小横杆数(根) N1 = 1.1·(H/2h + 1)·n

直角扣件数(个) N2 = 2.2·(H/h + 1)·n

对接扣件数(个) N3 = L/l

旋转扣件数(个) N4 = 0.3·L/l

小横杆数(根) N1 =1.1 ×(23.2 /(2×1.8) + 1) ×109 = 893;

直角扣件数(个) N2 =2.2 ×(23.2 / 1.8 + 1) ×109 = 3331;

对接扣件数(个) N3 =5057.213 / 6.00 = 843;

旋转扣件数(个) N4 =0.3 ×5057.213 / 6.00 = 253;

根据以上公式计算得长杆总长5057.213m;小横杆893根;直角扣件3331个;对接扣件843个;旋转扣件253个;脚手板132.413m2。

最大应力计算值 σ = M / W =0.100×106/4.49×103=22.226 N/mm2;

小横杆实际弯曲应力计算值σ=22.226N/mm2 小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

最大挠度ν = 5ql4/384EI

= 5.0×0.915×8004/(384×2.06×105×10.78×104)=0.220 mm;

小横杆实际最大挠度计算值ν=0.220mm 小于最大允许挠度值min(800/150,10)=5.333mm,满足要求!

小横杆在大横杆的上面,小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆,所以,大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。计算小横杆传递给大横杆的集中力时,计入小横杆的悬挑荷载。

1.小横杆传递给大横杆的集中力计算

内排大横杆受到的集中力标准值:

F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×0.915×0.8×(1+0.2/0.8)2=0.572 kN;

内排大横杆受到的集中力设计值:

F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×1.247×0.8×(1+0.2/0.8)2=0.780 kN;

外排大横杆受到的集中力标准值:

F=0.5qlb[1+(a1/lb)2]=0.5×0.915×0.8×[1+(0.2/0.8)2]=0.389 kN;

外排大横杆受到的集中力设计值:

F=0.5qlb[1+(a1/lb)2]=0.5×1.247×0.8×[1+(0.2/0.8)2]=0.530 kN;

大横杆按三跨(每跨中部)均有集中活荷载分布计算,由脚手架大横杆试验可知,大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的,按以上荷载分布进行计算可以满足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。

根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下(内排大横杆、外排大横杆计算方式完全相同,下面是内排大横杆的计算过程,外排大横杆计算过程从略,仅给出最终计算结果):

弯矩和剪力计算简图

弯矩图(kN·m)

剪力图(kN)

变形计算简图

变形图(mm)

最大弯矩:M= 0.448 kN.m

最大变形:ν= 2.347 mm

最大支座反力:F= 3.477 kN

计算得到外排大横杆(计算过程从略):

最大弯矩:M= 0.307 kN.m

最大变形:ν= 1.613 mm

最大支座反力:F= 2.385 kN

最大应力计算值σ = 0.448×106/4.49×103=99.677 N/mm2;

大横杆实际弯曲应力计算值σ=99.677N/mm2 小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

最大挠度ν=2.347mm;

大横杆实际最大挠度计算值ν=2.347mm 小于最大允许挠度值min(1500/150,10)=10.000mm,满足要求!

四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算

扣件的抗滑承载力按照下式计算:

R ≤ Rc

作业层内立杆扣件抗滑承载力验算:内立杆受到的竖向作用力R=3.477kN ≤8.000kN,内立杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!

作业层外立杆扣件抗滑承载力验算:外立杆受到的竖向作用力R=2.385kN ≤8.000kN,外立杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

(1)结构自重标准值NG1k

采用Φ48 × 3钢管。

外立杆:NG1k= gk H=0.1193×18.150=2.165 kN;

内立杆:NG1k= gk H=0.0980×18.150=1.778 kN;

(2)构配件自重标准值NG2k

1)脚手板的自重标准值NG2k1

采用竹串片脚手板,自重标准值gk1=0.35kN/m2 ,铺设层数n1=2层。

外立杆:NG2k1= n1×0.5×lb×la×gk1 = 2×0.5×0.8×1.5×0.35=0.420 kN;

内立杆:NG2k1= n1×(0.5×lb+a1)×la×gk1

= 2×(0.5×0.8+0.2)×1.5×0.35=0.630 kN;

2)挡脚板的自重标准值NG2k2

采用竹串片脚手板(275×50×3000),自重标准值gk2=0.073kN/m ,铺设层数n2=2层。

外立杆:NG2k2= n2×la×gk2 = 2×1.5×0.073=0.219 kN;

3)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3

采用Φ48 × 3钢管,自重标准值gk3=0.0333kN/m ,总根数n3=9根。

外立杆:NG2k3= n3×(la×gk3+0.0132)= 9×(1.5×0.0333+0.0132)=0.568 kN;

4)围护材料的自重标准值NG2k4

采用2000目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭,自重标准值gk4=0.01kN/m2。

外立杆:NG2k4= la×[H] ×gk4 =1.5×18.15×0.01=0.272 kN;

5)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5

搭接在大横杆上的小横杆根数n4=3根,铺设层数n5=2层,采用Φ48 × 3钢管,自重标准值gk6=0.0333kN/m。

外立杆:NG2k5= n5×n4×(0.5×lb×gk6+0.0132)

= 2×3×(0.5×0.8×0.0333+0.0132)=0.159 kN;

内立杆:NG2k5= n5×n4×[(0.5×lb+a1)×gk6+0.0132]

= 2×3×[(0.5×0.8+0.2)×0.0333+0.0132]= 0.199 kN;

6)构配件自重标准值NG2k合计

外立杆:NG2k=0.420+0.219+0.568+0.272+0.159=1.639 kN;

内立杆:NG2k=0.630+0.199=0.829 kN;

活荷载按照2个装修作业层(荷载为2 kN/m2)计算,活荷载合计值∑Qk=4 kN/m2。

外立杆:∑NQk= 0.5×lb×la×∑Qk = 0.5×0.8×1.5×4=2.400 kN;

内立杆:∑NQk =(0.5×lb+a1)×la×∑Qk =(0.5×0.8+0.2)×1.5×4=3.600 kN;

Wk=μz·μs·ω0

经计算得到,风荷载标准值为:

脚手架底部Wk = 0.25×0.740×1.128 = 0.209 kN/m2;

脚手架顶部Wk = 0.25×0.803×1.128 = 0.226 kN/m2;

依据《扣件式规范》第5.1.9条:

长细比λ= l0/i = kμh/i=μh/i(k取为1)

查《扣件式规范》表5.2.8得:μ = 1.500;

立杆的截面回转半径:i = 1.590 cm;

λ= 1.500×1.8×100/1.590=169.811

立杆实际长细比计算值λ=169.811 小于容许长细比210,满足要求!

2.确定轴心受压构件的稳定系数φ

长细比λ= l0/i = kμh/i=1.155×1.500×1.8×100/1.590=196.132;

稳定系数φ查《扣件式规范》附录A.0.6表得到:φ= 0.188;

3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw

Mw = 0.9×1.4WkLah2/10

经计算得到,各段弯矩Mw为:

脚手架底部 Mw= 0.128kN·m;

(二)外立杆稳定性计算

1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ = N/(φA) + MW/W ≤ [f]

外立杆的轴心压力设计值 N =1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4∑NQk

=1.2×(2.165+1.639)+ 0.9×1.4×2.400= 7.588 kN;

σ = 7588.297/(0.188×424)+127810.049/4490 = 123.796 N/mm2;

组合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=123.796N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ = N/(φA) ≤ [f]

外立杆的轴心压力设计值 N =1.2×(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

=1.2×(2.165+1.639)+ 1.4×2.400= 7.924 kN;

σ = 7924.297/(0.188×424)=99.551 N/mm2;

不组合合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=99.551N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(三)内立杆稳定性计算

全封闭双排脚手架仅考虑外立杆承受风荷载的作用,内立杆不考虑风荷载作用。

σ = N/(φA) ≤ [f]

内立杆的轴心压力设计值 N =1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

=1.2×(1.778+0.829)+ 1.4×3.600= 8.169 kN;

σ = 8168.700/(0.188×424)=102.622 N/mm2;

内立杆实际抗压应力计算值σ=102.622N/mm2 小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

七、连墙件的稳定性计算

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 = 5.137 kN;

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;

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.137 kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

Nf = φ·A·[f]

由长细比 l/i = 1800/15.9的结果查表得到 φ=0.495;

A = 4.24 cm2;[f]=205 N/mm2;

Nl=8.137kN < Nf=42.986kN,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=8.137kN ≤双扣件的抗滑力16.000kN,满足要求!

八、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p ≤ fg

fg = fgk×kc = 48 kPa;

其中GB/T 36552-2018标准下载,地基承载力标准值:fgk= 120 kPa ;

脚手架地基承载力调整系数:kc = 0.4 ;

立杆基础底面的平均压力:p = N/A =31.5 kPa ;

其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 6.3 kN;

JCT685-2009 摩擦材料密度试验方法基础底面面积 :A = 0.2 m2 。

p=31.5 ≤ fg=48 kPa 。地基承载力满足要求!

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