施工组织设计下载简介
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扣件式钢管脚手架施工方案双排脚手架搭设高度为26.0米,立杆采用单立管;采用的钢管类型为Φ48×3.5。立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为1.05米,大小横杆的步距为1.80米;内排架距离墙长度为0.30米。连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米,采用双扣件连接。
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为0.80。
钢材弹性模量E=206×103(N/mm2);钢管抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2
钢管截面惯性矩I=12.19×104mm4GB/T 50903-2013标准下载,截面抵抗矩W=5.08×103mm3。
施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2层。
本工程地处广西柳州市,基本风压为0.30kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为1.67,风荷载体型系数μs为0.6;
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.125;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3;
脚手板类别:竹串片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038;
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。
2.1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.50/3=0.175kN/m
活荷载标准值Q=3.00×1.50/3=1.500kN/m
荷载的计算值q=1.2×(0.038+0.175)+1.4×1.500=2.356kN/m
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
M=2.356×1.052/8=0.325kN.m
=0.325×106/5080.000=63.916N/mm2
小横杆的计算强度小于205N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载计算值q=1.2×(0.038+0.175)+1.4×1.500=2.356kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×2.356×10504/(384×2.06×105×121900)=1.598mm
小横杆的最大挠度小于1050/150与10mm,满足要求!
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。用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
均布荷载为大横杆的自重标准值q=0.038kN/m
小横杆的自重标准值P1=0.038×1.2=0.046kN
脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.05×1.50/3=0.184kN
活荷载标准值Q=3.00×1.05×1.50/3=1.575kN
集中荷载的计算值P=(1.2×0.046+1.2×0.184+1.4×1.575)×1/2=1.24kN
最大弯矩考虑为大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=0.08×(1.2×0.038)×1.502+0.267×1.24×1.50=0.50kN.m
=0.5×106/5080.000=98.43N/mm2
大横杆的计算强度小于205N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的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:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.038×15004/(100×2.060×105×121900)=0.052mm
集中荷载标准值P=[1.2×(0.046+0.184)+1.4×1.575]×1/2=1.24kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1.883×1240×15003/(100×2.060×105×121900)=3.138mm
V=V1+V2=3.19mm
大横杆的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求!
4、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):
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;
横杆的自重标准值P1=0.038×1.05=0.040kN
脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.05×1.50/2=0.276kN
活荷载标准值Q=3.00×1.05×1.50/2=2.363kN
荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.276+1.4×2.363=3.687kN<Rc=8.0kN。
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
5、脚手架荷载标准值:
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/m);本例为0.125
NG1=0.125×26.00=3.25kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35
NG2=0.35×3×1.50×(1.05+0.3)/2=1.063kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.15
NG3=0.15×1.5×3/2=0.338kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2):0.005
NG4=0.005×1.50×26.00=0.195kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.846kN。
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=3.00×1.50×1.05×/2=2.36kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压,本地区为0.3kN/m2
Uz——风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》的规定采用:Uz=1.67
Us——风荷载体型系数:Us=0.6
经计算得到,风荷载标准值:Wk=0.7×0.30×1.67×0.6=0.211kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ
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
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载基本风压值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
6、立杆的稳定性计算:
1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N──立杆的轴心压力设计值,N=1.2NG+1.4NQ=9.119kN;
──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.185;
i──计算立杆的截面回转半径,i=1.578cm;
l0──计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=3.119m;
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=1.5;
A──立杆净截面面积,A=4.893cm2;
W──立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3;
──钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到=100.7N/mm2
[f]──钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/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,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值(kN);N=1.2NG+0.85×1.4NQ=8.624
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.185;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.578
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定;l0=3.119
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=1.5
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.893
W——立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3);W=5.080
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩(kN.m);MW=0.122
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到=95.27
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;
立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
7、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、全封闭和半封闭的脚手架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=NG2+NG3+NG4=1.596kN;
NQK──活荷载标准值,NQK=3.00×1.50×1.05/2=2.36kN;
gk──每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.125kN/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Hs=88.9米。
脚手架搭设高度Hs等于或大于24米,按照下式调整且不超过50米:
[H]取81.6m和50m中较小值,得脚手架搭设高度限值[H]=50m
因此不考虑风荷载时,[H]=50m,满足要求。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架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(kN);NG2K=1.596
NQ——活荷载标准值(kN);NQ=2.36
gk——每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);gk=0.125
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩(kN.m);
Mwk=Wklah2/10=0.103
=77.7×103mm=77.7m。
脚手架搭设高度Hs等于或大于24米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=77.7/(1+0.001×77.7)=72.1m。
[H]取72.1m和50m中较小值,得脚手架搭设高度限值[H]=50m
1、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
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——风荷载基本风压值,Wk=0.211kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积
Aw=3.6×5.4=16.2m2;
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=5.000
经计算得到Nlw=4.79kN,连墙件轴向力计算值Nl=9.79kN
连墙件轴向力设计值Nf=A[f]
其中——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=35/1.578的结果查表得到=0.941
A=4.893cm2;[f]=205N/mm2。
经过计算得到Nf=94.388kN
Nf>N1,连墙件的设计计算满足要求!
2、连墙件采用扣件与墙体连接。
单扣件的抗滑力8.0kN<Nl=9.79kN,不满足要求!
连墙件采用双扣件与墙体连接,其抗滑承载力12.0kN>Nl=9.79kN,满足要求。
9、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=N/A=24.5KN
其中P——立杆基础底面的平均压力(KN/m2)
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=1.2NG1+0.85×1.4NQ=7.352
(NG1按群楼外架高度即18.0m计算,NG1=3.786KN,NQ=2.36KN)
A——基础底面面积(m2);A=0.2×1.5=0.30
地基承载力设计值应按下式计算:
fg=kc×fgk=48.0
其中fg——地基承载力设计值(KN/m2)
kc——脚手架地基承载力调整系数;kc=0.40
fgk——地基承载力标准值(KN/m2);fgk=120
P=24.5<fg=48.0,地基承载力的计算满足要求。
10、立杆的屋面承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
P=N/A=2.04KN
其中P——立杆基础底面的平均压力(KN/m2)
N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值(kN);N=1.2NG+0.85×1.4NQ=9.184
(NG=4.846kN)
A——基础底面面积(m2);A=3.0×1.5=4.5
楼面承载力设计值应按下式计算:
F=kc×fc=3.0
其中F——楼面承载力设计值(KN/m2)
kc——脚手架楼面承载力调整系数;kc=1.0
fc——楼面均布荷载标准值(KN/m2);fc=3.0
P=2.04<F=3.0,楼面承载力的计算满足要求。
十一、悬挑式扣件钢管脚手架计算书
在4层楼面处局部悬挑,4层悬挑的外架在8层楼面处采用上拉下撑的方法卸载,12层楼面处全部悬挑,悬挑水平钢梁采用18a工字钢,架高17.0m,其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度1.50米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,有钢丝绳与建筑物拉结。立杆采用单立管,采用的钢管类型为Φ48×3.5。
立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为1.05米,大小横杆的步距为1.80米;内排架距离墙长度为0.30米。
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为0.80。
连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米,采用双扣件连接。
施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2层。
本工程地处广西柳州市,基本风压为0.30kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为1.67,风荷载体型系数μs为0.6;
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.125;
脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:4;
脚手板类别:竹串片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.038;
2、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。
本工程中,脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体=1400mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=1660cm4,截面抵抗矩W=185cm3,截面积A=30.6cm2。
受脚手架集中荷载P=1.2×NG+1.4×NQ
NG=0.125×17+0.35×4×(1.05+0.3)/2+0.15×1.5×4/2+0.005×1.5×17=3.65KN
NQ=3×1.5×1.05×2/2=4.725KN
所以P=1.2×3.65+1.4×4.725=10.995kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×0.241=0.289kN/m
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=0.667×10.995+0.375×0.289×1.4=7.485kN
R2=1.333×10.995+0.625×0.289×0.3=14.71kN
最大弯矩Mmax=0.125×0.289×1.42+0.333×10.995×1.4=5.97kN.m
截面应力=M/1.05W+N/A=5.97×106/(1.05×185000)+10.995×103/3060=34.33N/mm2
水平支撑梁的计算强度小于205.00N/mm2,满足要求!
3、悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用18工字钢槽口侧向[,计算公式如下
经过计算得到强度=5.97×106/(0.93×185000)=32.27N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!
4、拉绳与支杆的受力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisini
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
Ru1=10.48kN
5、拉绳与吊环的强度计算:
拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算,为
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)。
——钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×37钢丝绳取0.82;
K——钢丝绳使用安全系数,取8.0。
计算中[Fg]取:10.48KN,=0.82,K=8.0
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.0×10.48/0.82=102.24kN。
选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径17.5mm。
钢丝拉绳的吊环强度计算:
钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N,为
N=RU=10.48kN
钢丝拉绳的吊环强度计算公式为
按照《混凝土结构设计规范》10.9.8
所需要的钢丝拉绳的吊环最小截面积为
A=10.48×103/(215×2)=24.372mm2
钢丝拉绳的吊环最小直径为:D=(24.372/3.14)1/2×2=5.57=6mm
取2倍的安全系数,吊环直径取14mm。
6、锚固段与楼板连接的计算:
水平钢梁与楼板压点的计算应该采用无支点悬臂形式计算结果。
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=7.485KN
国家职业技能标准(职业编码:6-20-01-01) 钳工(2020年版).pdf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,取[f]=205.00N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[7485×4/(3.14×205.00×2)]1/2=5mm
按照《混凝土结构设计规范》取2倍的安全系数D=10mm
拉环钢筋弯锚固段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。
JGJ/T 466-2019 轻型模块化钢结构组合房屋技术标准(完整正版、清晰无水印).pdf7、立杆、大小横杆的验算:
立杆、大小横杆的验算同落地式脚手架的验算。