一、编制依据:
1、现场施工的条件和要求 2、结构施工图纸
3、《建筑施工手册》第四版
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。 5、国家及行业现行规范规程及标准 6、项目部可组织的资源 二、工程概况
1.工程名称:特变电工沈阳变压器集团有限公司 套管厂房 2.建设地点:沈阳市
3.建设性质:厂房接建 改造项目 4.占地面积:2836.94㎡ 建筑面积:5062.36㎡
5.建筑层数:地上一层,局部四层 6.建筑高度:28.15 7.建筑耐火等级:二级
8.结构类型:钢排结构及钢筋混凝土结构 9.抗震设防烈度:7度
三、施工要求
本工程内支撑采用扣件式满堂钢管脚手架。 1、构造和设置要求:
(1)扣件式钢管脚手架主要由立杆、纵横水平杆、斜杆等组成,各种杆件采用Ф48mm、壁厚2.8mm钢管,立杆采用3m,横杆长度采用6m。 (2)扣件:
扣件式钢管脚手架主要由直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接,直角扣件用于两根呈垂直交叉钢管的连接,旋转扣件用于两根呈任意角度交叉钢管的连接,对接扣件用于两根钢管的对接连接,承载力直接传递到基础底板上。 (3)扣件与钢管的接触面要保证严密,确保扣件与钢管连接紧固。
(4)扣件和钢管的质量要合格,满足施工要求,对发现脆裂、变形、滑丝的后禁止使用。
2、施工工艺
根据结构受力分析,脚手架立杆纵横距为0.9~1.2m,步距1.7~1.8m,框梁下立杆纵距为0.45~0.5m。纵横方向每隔5m布设一道剪刀撑,并与水平杆连接牢固。
施工流程:①树立杆→②摆放扫地杆,并与立杆连接→③纵横向水平横杆,并与相应立杆连接(加设斜撑杆)→⑤搭接第二步纵横向水平横杆→⑦搭设剪刀撑 3、脚手架的拆除
(1)拆除前应报审批准,进行必要的安全技术交底后方可开始工作。拆除时,周围设围栏或警戒标识,划出工作禁区禁止非拆卸人员进入,并设专人看管。 (2)拆除顺序应从上而下,一步一清,不允许上下同时作业,本着先搭后拆,按层次由上而下进行,脚手架逐层拆除。
(3)拆下来的架料、扣件要分类堆放,进行保养,检修。 4、脚手架的安全防范措施:。
(1)作业中,禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。
(2)人在架设作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架杆上等不安全处休息。
(3)每班工人上架工作时,应现行检查有无影响安全作业的问题,在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,直到安全后方可正常作业。 四、满堂脚手架方案对比
根据某工程实际情况,现验算主楼250mm厚板,140mm厚板,600×1200mm梁,
300×700mm梁脚手架承载计算,钢管规格为¢48×2.8㎜,板底最外侧立杆高度为3.9m,立杆为纵距La,立杆横距为Lb,步距h=1.8m,模板为14mm厚竹胶板 钢管计算参数为:钢管立杆截面积A=π×(482-42.42) /4=397mm2
立杆回转半径按照壁厚2.8mm,I=√48+42.4 /4=16mm,截面惯性矩I=1.02×10mm,弹性模量E=2.06×105N/mm2,截面模量W=4245mm3,钢管抗压强度设计值:[f]= 205N/mm2 荷载计算参数:
模板与木块自重: 0.35KN/㎡ 混凝土与钢筋自重: 25KN/ m3 倒混凝土荷载标准值: 1.0KN/㎡ 施工均布荷载标准值: 1.0KN/㎡
1
226
4
1、板底支撑钢管计算(250mm板厚)
(1)250mm厚板底支撑横向钢管计算,纵距La=0.9m,立杆横距Lb=0.9m 横向支撑钢管按照均布荷载作用下的连续梁计算。
q 900 900 900
支撑钢管计算简图 (mm)
0.781
0.625
支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 3.47 4.34
5.21 支撑钢管计算剪力图(kN) 荷载的计算:
①钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11 = 25.000×0.250×0.900=5.625kN/m ②模板的自重线荷载(kN/m): q12 = 0.350×0.900=0.315kN/m ③活荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 q0 = 2.000×0.900=1.8kN/m 静荷载 q1 = 1.2×5.625+1.2×0.315=7.128kN/m 活荷载 q2 = 1.4×1.8=2.52kN/m 组合荷载:
q=q1+q2=9.648kN/m (2)、抗弯强度计算
2
最大弯矩 M = 0.1qL2=0.1×9.648×0.9×0.9=0.781kN.m 最大剪力 Q=0.6×9.648×0.9=5.209kN 最大支座力 N=1.1×9.648×0.9=9.551kN 抗弯计算强度 f=M/W=183N/mm2 小于205N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm,满足要求 v=0.677×qL4/100EI=2.04mm
支撑钢管的最大挠度为2.04mm 小于L/150= 900/150=6mm,并小于10 mm,故满足要求!
(3)、扣件抗滑移的计算
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): R ≤ Rc
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; 计算中R取最大支座反力,R=9.551kN
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在
2
20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求, R=9.551kN>8.0kN,故可以考虑采用双扣件
(4)、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力 N1=9.551kN (已经包括组合系数1.4) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.2×0.129×3.9=0.604kN 计算轴心力设计值N
N = 9.551+0.604=10.155kN 查《建筑施工手册》第四版表5-16得:μ=1.8,
长细比λ=μh/i=1.8×1.8/0.016=202, 查《建筑施工手册》第四版表5-18(插入法) = 0.177
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
=N/
A≤[f]
3
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值 (kN);N =10.155 kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由λ=μh/i 查表得到
i —— 计算立杆的截面回转半径 (mm);i = 16 A —— 立杆截面面积 (mm2); A =397 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)
2
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm
计算得 =145N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 所以脚手架稳定
脚手架立杆布置纵距la=0.9m,立杆横距lb=0.9m。 2、板底支撑钢管计算(140mm板厚)
(1)140mm厚板底支撑横向钢管计算,纵距La=1.0m,立杆横距Lb=1.0m 横向支撑钢管按照均布荷载作用下的连续梁计算。
q
1000 1000 1000
支撑钢管计算简图 (mm)
0.742
0.594
支撑钢管计算弯矩图(kN·m) 3.71
2.968 4.452 支撑钢管计算剪力图(kN) 荷载的计算:
①钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11 = 25.000×0.140×1.00=3.5kN/m ②模板的自重线荷载(kN/m): q12 = 0.350×1.00=0.35kN/m
4
③活荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 q0 = 2.000×1.00=2.0kN/m 静荷载 q1 = 1.2×3.5+1.2×0.35=4.62kN/m 活荷载 q2 = 1.4×2=2.8kN/m 组合荷载:
q=q1+q2=7.42kN/m (2)、抗弯强度计算
最大弯矩 M = 0.1qL2=0.1×7.42×1.0×1.0=0.742kN.m 最大剪力 Q=0.6×7.42×1.0=4.452kN 最大支座力 N=1.1×7.42×1.0=8.162kN 抗弯计算强度 f=M/W=174N/mm2 小于205N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求 v=0.677×qL/100EI=2.4mm
支撑钢管的最大挠度为2.4mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求! (3)、扣件抗滑移的计算
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): R ≤ Rc
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; 计算中R取最大支座反力,R=8.162kN
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在
4
20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! (4)、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力 N1=8.162kN (已经包括组合系数1.4) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.2×0.129×3.9=0.604kN 计算轴心力设计值N
N = 8.1623+0.604=8.766kN 查《建筑施工手册》第四版表5-16得:μ=1.8,
λ=μh/i=1.8×1.8/0.016=202, 查《建筑施工手册》第四版表5-18(插入法)
5
= 0.177
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
=N/
A≤[f]
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值 (kN);N =8.766 kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由λ=μh/i 查表得到
i —— 计算立杆的截面回转半径 (mm);i = 16 A —— 立杆截面面积 (mm2); A =397 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)
2
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm
计算得 =125N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 所以脚手架稳定
脚手架立杆布置纵距La=1.0m,立杆横距Lb=1.0m。 3、梁底支撑钢管计算(600×1200mm梁)
取截面为600×1200mm最大梁,纵距La=0.5m,立杆横距Lb=0.6m
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算,集中荷载P取木方支撑传递力。
P P P P P
600 600
支撑钢管计算简图 (mm) 0.469
0.313
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
2.41 2.41 支撑钢管计算变形图(mm)
6
3.13 1.57
3.13 支撑钢管计算剪力图(kN) 荷载的计算:
①钢筋混凝土板自重(kN/m):
F11 = 25.000×1.2×0.5×0.6=9kN ②模板的自重荷载(kN/m): F12 = 0.350×0.5×0.6=0.105kN ③活荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 F0 = 2.000×0.5×0.6=0.6kN 静荷载 F1 = 1.2×9+1.2×0.105=10.926kN/m 活荷载 F2 = 1.4×0.6=0.84kN 组合荷载:
F=F1+F2=11.766kN P=F/5=2.35kN (2)、抗弯强度计算
支座最大弯矩 M = -0.333PL=-0.333×2.35×0.6=-0.469kN.m 最大支座力 N=0.667×F=0.667×11.766=7.85kN 抗弯计算强度 f=M/W=0.469×106/5080=92.3N/mm2 小于205N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求 支撑钢管的最大挠度为 v=2.41mm
支撑钢管的最大挠度为2.41mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求! (3)、扣件抗滑移的计算
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): R ≤ Rc
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; 计算中R取最大支座反力,R=7.85kN<8.0kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求, (4)、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,它包括:
7
横杆的最大支座反力 N1=7.85kN (已经包括组合系数1.4) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.2×0.129×2.7=0.418kN 计算轴心力设计值N
N = 7.85+0.418=8.268kN 查《建筑施工手册》第四版表5-16得:μ=1.8,
λ=μh/i=1.8×1.8/0.016=202, 查《建筑施工手册》第四版表5-18(插入法) = 0.177
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
=N/
A≤[f]
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值 (kN);N =8.268 kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由λ=μh/i 查表得到
i —— 计算立杆的截面回转半径 (mm);i = 16 A —— 立杆截面面积 (mm2); A =397 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)
2
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm
计算得 =118N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 所以脚手架稳定,
脚手架立杆布置纵距La=0.5m,立杆横距Lb=0.6m 4、梁底支撑钢管计算(300×700mm梁)
梁截面为300×700mm的梁,纵距La=0.9m,立杆横距Lb=0.6m
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算,集中荷载P取木方支撑传递力。
P P P 600 600
支撑钢管计算简图 (mm)
0.436
0.29
支撑钢管计算弯矩图(kN·m)
8
2.24 支撑钢管计算变形图(mm) 2.90 1.45
2.90 支撑钢管计算剪力图(kN) 荷载的计算:
①钢筋混凝土板自重(kN/m):
F11 = 25.000×0.7×0.3×0.9=4.725kN ②模板的自重荷载(kN/m):
F12 = 0.350×O.9×0.3=0.0945kN ③活荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值 q2 = 2.000×0.9×0.3=0.54kN 静荷载 F1 = 1.2×4.725+1.2×0.0945=5.78kN/m 活荷载 F2 = 1.4×0.54=0.756kN 组合荷载:
F=F1+F2=6.536kN P=F/3=2.18kN (2)、抗弯强度计算
支座最大弯矩 M =- 0.333Pl=-0.333×2.18×0.6=-0.436kN.m 最大支座力 N=0.688×F=0.688×6.536=4.5kN 抗弯计算强度 f=M/W=0.436×106/5080=86mm2 小于205N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求 支撑钢管的最大挠度为 v=2.24mm
支撑钢管的最大挠度为2.24mm 小于 1000/150与10 mm,满足要求! (3)、扣件抗滑移的计算
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): R ≤ Rc
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; 计算中R取最大支座反力,R=4.5kN <8.0kN
9
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求, (4)、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,它包括: 横杆的最大支座反力 N1=4.5kN (已经包括组合系数1.4) 脚手架钢管的自重 N2 = 1.2×0.129×3.2=0.495kN 计算轴心力设计值N
N = 4.5+0.495=4.995kN 查《建筑施工手册》第四版表5-16得:μ=1.8,
λ=μh/i=1.8×1.8/0.016=202, 查《建筑施工手册》第四版表5-18(插入法) = 0.177
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
=N/
A≤[f]
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值 (kN);N =4.995 kN
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由λ=μh/i 查表得到
i —— 计算立杆的截面回转半径 (mm);i = 16 A —— 立杆截面面积 (mm2); A =397 —— 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)
2
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm
计算得 =71N/mm2,立杆的稳定性计算 < [f],满足要求! 所以脚手架稳定, 脚手架立杆布置纵距La=0.9m,立杆横距Lb=0.6m
表4.1.2 钢管截面特性
外径 钢管类别 d (mm) 低压流体输送用 焊接钢管 (YB234-63) 电焊钢管 (YB242-63)
10
壁厚 t 截面积 A 惯性矩 I (mm4) 抵抗矩 回转半径 每米长 W (mm3) i (mm) 自重 (N) (mm) (mm2) 48 3.5 4.893×102 1.219×105 5.078×103 15.78 38.4 51 3.0 4.524×102 1.308×105 5.129×103 17.00 35.5
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