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焦化炼焦系统熄焦塔土建工程施工方案

长细比:L0/i=134；

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=0.376

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

DB42／T 1587-2020标准下载立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=12296.4/(0.376×489)+56929.219/5080=78.084N/mm2；

立杆稳定性计算σ=78.084N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

风荷载标准值Wk=0.277kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=8.64m2；

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=5.000kN；

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=3.349kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=8.349kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=8.349

连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下

其中N为连墙件的轴向拉力，N=8.349kN；

lw为连墙件的周长，取Lw=pi×d=150.796mm；

t为连墙件钢管的厚度，t=3.5mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=8348.778/(150.796×3.5)=15.818N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=15.818

连墙件对接焊缝连接示意图

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

fg=fgk×kc=80kpa；

其中，地基承载力标准值：fgk=160kpa；

脚手架地基承载力调整系数：kc=0.5；

立杆基础底面的平均压力：p=N/A=16.128kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=4.032kN；

基础底面面积：A=0.25m2。

p=16.128≤fg=80kpa。地基承载力满足要求！

第三部分：满堂红脚手架的计算

双排脚手架搭设高度为52米，52米以下采用双管立杆。搭设尺寸为：立杆的纵距为1.2米，立杆的横距为1.2米，大小横杆的步距为1.2米；

内排架距离墙长度为0.30米；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为6根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

连墙件采用两步三跨，竖向间距2.4米，水平间距3.6米，采用焊缝连接；

施工均布活荷载标准值:2.000kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；

本工程地处陕西省延安市，基本风压为0.35kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为1.13；

脚手架计算中考虑风荷载作用；

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.1489；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；

安全设施与安全网(kN/m2):0.005；

脚手板类别:木脚手板；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；

脚手板铺设总层数:4；

单立杆脚手板铺设层数:0；

地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kpa):160.00；

立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:0.50。

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。

小横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m；

脚手板的荷载标准值:P2=0.35×1.2/7=0.06kN/m；

活荷载标准值:Q=2×1.2/7=0.343kN/m；

荷载的计算值:q=1.2×0.038+1.2×0.06+1.4×0.343=0.598kN/m；

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，

最大弯矩Mqmax=0.598×1.22/8=0.108kN.m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=21.192N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=21.192N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=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

荷载标准值q=0.038+0.06+0.343=0.441kN/m；

最大挠度V=5.0×0.441×12004/(384×2.06×105×121900)=0.474mm；

小横杆的最大挠度0.474mm小于小横杆的最大容许挠度1200/150=8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。

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=0.35×1.2×1.2/7=0.072kN；

活荷载标准值:Q=2×1.2×1.2/7=0.411kN；

荷载的设计值:P=(1.2×0.046+1.2×0.072+1.4×0.411)/2=0.359kN；

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=0.08×0.038×1.2×1.2=0.004kN.m；

最大应力计算值σ=0×106/5080=0N/mm2；

大横杆的最大应力计算值σ=0N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

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=0.677×0.038×12004/(100×2.06×105×121900)=0.021mm；

大横杆的最大挠度0mm小于大横杆的最大容许挠度1200/150=8与10mm，满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。

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):

小横杆的自重标准值:P1=0.038×1.2×6/2=0.138kN；

大横杆的自重标准值:P2=0.038×1.2=0.046kN；

脚手板的自重标准值:P3=0.35×1.2×1.2/2=0.252kN；

活荷载标准值:Q=2×1.2×1.2/2=1.44kN；

荷载的设计值:R=1.2×(0.138+0.046+0.252)+1.4×1.44=2.54kN；

R<16.00kN,所以双扣件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。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0.1489

NGL1=[0.1489+0.038+(1.20×6/2)×0.038/1.20]×52.00=15.730；

(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.35×0×1.2×(1.2+0.3)/2=0kN；

NGL2=0.35×4×1.2×(1.2+0.3)/2=1.26kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14

NG3=0.14×0×1.2/2=0kN；

NGL3=0.14×4×1.2/2=0.336kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005

NGL4=0.005×1.2×52=0.312kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=0kN；

NGL=NGL1+NG1+NGL2+NGL3+NGL4=17.638kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2×1.2×1.2×2/2=2.88kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

Wo=0.35kN/m2；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.35×1×1.13=0.277kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

Ns=1.2NGL+1.4NQ=1.2×17.638+1.4×2.88=25.198kN；

Nd=1.2NG+1.4NQ=1.2×0+1.4×2.88=4.032kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Ns=1.2NGL+0.85×1.4NQ=1.2×17.638+0.85×1.4×2.88=24.593kN；

Nd=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×0+0.85×1.4×2.88=3.427kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.277×1.2×

1.22/10=0.057kN.m；

六、立杆的稳定性计算:

外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

1.52.00米以上立杆稳定性计算。

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=4.032kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=1.53；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：l0=2.121m；

长细比Lo/i=134；

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=0.376；

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=4032/(0.376×489)=21.929N/mm2；

立杆稳定性计算σ=21.929N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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=3.427kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=1.53；

计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=2.121m；

长细比:L0/i=134；

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=0.376

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=3427.2/(0.376×489)+56929.219/5080=29.846N/mm2；

立杆稳定性计算σ=29.846N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.52.00米以下立杆稳定性计算。

不考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：N=12.599kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=1.53；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：l0=2.121m；

长细比Lo/i=134；

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=0.376；

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=12599/(0.376×489)=68.522N/mm2；

立杆稳定性计算σ=68.522N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：N=12.296kN；

计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；

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=1.53；

计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=2.121m；

长细比:L0/i=134；

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=0.376

立杆净截面面积：A=4.89cm2；

立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；

σ=12296.4/(0.376×489)+56929.219/5080=78.084N/mm2；

立杆稳定性计算σ=78.084N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

风荷载标准值Wk=0.277kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=8.64m2；

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=5.000kN；

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=3.349kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=8.349kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

由长细比l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

Nl=8.349

连墙件采用焊接方式与墙体连接，对接焊缝强度计算公式如下

其中N为连墙件的轴向拉力，N=8.349kN；

lw为连墙件的周长，取Lw=pi×d=150.796mm；

t为连墙件钢管的厚度，t=3.5mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=8348.778/(150.796×3.5)=15.818N/mm2；

经过焊缝抗拉强度σ=15.818

连墙件对接焊缝连接示意图

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

fg=fgk×kc=80kpa；

其中，地基承载力标准值：fgk=160kpa；

脚手架地基承载力调整系数：kc=0.5；

郑东新区宏远公司商住楼工程屋面防水施工方案立杆基础底面的平均压力：p=N/A=16.128kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=4.032kN；

基础底面面积：A=0.25m2。

p=16.128≤fg=80kpa。地基承载力满足要求！

莺新花园五栋基础支护工程基坑支护施工方案附件二、熄焦塔平面布置图

附件三、熄焦塔网络计划图