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大高層外腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)
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高大腳手架計(jì)算書(shū)(已通過(guò)專(zhuān)家論證)
腳手架計(jì)算書(shū)
1、腳手架相關(guān)力學(xué)計(jì)算條件
根據(jù)檐高和施工的需要,搭設(shè)腳手架的高度為H=74.20m(考慮到屋頂局部高處因此均按80m計(jì)算)、立桿橫距Lb=1.05m、立桿縱距L=1.20m,大橫桿步距h=1.2m,橫向水平桿靠墻一側(cè)外伸長(zhǎng)度=300mm,鋪5cm厚木腳手板4層,同時(shí)施工2層,施工荷載按結(jié)構(gòu)施工時(shí)取Qk=4KN/M2,(裝修時(shí)荷載考慮兩層同時(shí)作業(yè),每?jī)擅装匆蝗瞬僮饔?jì)算,人邊放一個(gè)300mm高直徑500mm的灰斗,架體腳手板上排放兩箱外墻面磚),連墻桿布置為兩步三跨(2h×3L),鋼管為φ48×3.2,基本風(fēng)壓W0=0.35KN/m2,采用密目立網(wǎng)全封閉,計(jì)算腳手架的整體穩(wěn)定。
其它計(jì)算參數(shù)查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》及《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》知:立桿截面面積A=489mm2(由于使用舊鋼管,考慮到磨損,鋼管壁厚按3.2mm計(jì)算,則截面面積A=458mm2),鋼管回轉(zhuǎn)半徑i=1.58cm,截面模量W=5.08cm3,鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2,腳手架鋼管重量為0.0384KN/m,扣件自重為0.014KN/個(gè),木腳手板的自重0.35KN/m2,密目網(wǎng)(密度為2300目/100cm2)的自重0.005KN/m2,擋腳板、欄桿的自重0.14KN/m。
2、縱向水平桿計(jì)算:
腳手架屬于雙排扣件式鋼管腳手架,施工荷載由縱向水平桿傳至立桿,只對(duì)縱向水平桿進(jìn)行計(jì)算,按三跨連續(xù)梁計(jì)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖如下
抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算
σ= ≤f
M=0.175F•L
F—由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力設(shè)計(jì)值,F=0.5qlb(1+ )2
q―作用于橫向水平桿的線(xiàn)荷載設(shè)計(jì)值;
q= (1.2Qp+1.4QK)•S1
Qp―腳手板自重=0.35 KN/m2;
QK―施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(裝修施工時(shí)為2KN/M2)取QK=3KN/M2;
f―Q235鋼抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按規(guī)范表5.1.6采用,f=205N/mm2;
S1―施工層橫向水平桿間距,取S1=1200mm;
1.4―可變荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù);
a1―橫向水平桿外伸長(zhǎng)度,取a1=300mm
-柱距,取 =1050mm
-排距,取 =1200mm
W-截面模量,按規(guī)范附錄B表B取值,W=5.08cm3;
σ=
=
= <f= ,滿(mǎn)足要求
撓度驗(yàn)算
= (與10mm)
式中 -由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力標(biāo)準(zhǔn)值,
=4.16mm< =1200/150= 8mm,滿(mǎn)足要求。
3、扣件的抗滑移承載力計(jì)算
R≤Rc
式中R-縱向、橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值,
Rc-扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,按規(guī)范表5.1.7取Rc=8.0KN
根據(jù)公式R= 1.2NG2k +1.4NQk
式中NG2k—構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力,查《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》表
7-5得NG2k=1.372KN
NQk—施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力,內(nèi)外立桿按一縱距(跨)內(nèi)施工荷載的1/2取值查《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》表7-6得NQk=5.04KN/2=2.52KN
則R= 1.2NG2k +1.4NQk
=1.2×1.372+1.4×2.52
=5.174KN<Rc=8KN,滿(mǎn)足要求。
4、腳手架搭設(shè)高度計(jì)算
已知:立桿縱距La=1.20米,立桿橫距Lb=1.05米,縱向水平桿步距h=1.8米,連墻桿按兩步三跨布置,計(jì)算外伸長(zhǎng)度a1=0.3米,鋼管外徑與壁厚:φ48×3.2mm(取壁厚3.2mm,截面面積A=458mm2),本地區(qū)的基本風(fēng)壓為0.35KN/㎡
組合風(fēng)荷載時(shí)
Hs=
式中HS-按穩(wěn)定計(jì)算的搭設(shè)高度;
gK-每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m),按規(guī)范附錄A表
A-1采用,gK=0.1291 KN/m
-軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比 由規(guī)范附錄C表C取值, = ,
-立桿計(jì)算長(zhǎng)度, ;
A-立桿截面面積,按規(guī)范附錄B表B采用(壁厚按3.2mm計(jì)算),取A=4.58cm2
-鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值, =205N/mm2
NG2K-構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力,
-施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和;
MWK-風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩,MWK=
其中 -風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,
-立桿縱距
W-截面模量,按規(guī)范附錄B表B取W=5.08cm3
4.1、驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比
長(zhǎng)度附加系數(shù)取1.00
-考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù),按規(guī)范表5.3.3取 =1.55
-立桿步距,取 =1800mm
-截面回轉(zhuǎn)半徑,按規(guī)范附錄B表B采用,取 =1.58cm
[ ]-容許長(zhǎng)細(xì)比,查規(guī)范表5.1.9得[ ]=210
則 = = <[ ]=210,滿(mǎn)足要求
4.2、確定軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)
由(1)知λ=176.58
查規(guī)范表附錄C表C知 =0.23
4.3、求構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG2k及施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力∑NQk總和:
查《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》表7-5、表7-6得NG2k=2.713KN, ∑NQk=7.92
4.4、求由風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩
MWK=
4.4.1、先求風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk
式中:風(fēng)壓高度變化系數(shù) ,查現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取 =0.54
腳手架風(fēng)荷載體形系數(shù) ,查規(guī)范表4.2.4中的規(guī)定,取 =1.3φ,查規(guī)范附錄A表A-3,得φ=0.105,則 =1.3φ=1.3×0.105=0.137
基本風(fēng)壓 ,查現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取 =0.35KN/m2
4.4.2、 =0.7×0.54×0.137×0.35=0.018 KN/m2
4.4.3、 MWK= =
4.5、求腳手架的搭設(shè)高度Hs
根據(jù)公式
Hs=
代入數(shù)值:
Hs=
=56.8m
4.6、求單管腳手架的搭設(shè)高度限值:
,
但根據(jù)規(guī)范5.3.7條規(guī)定腳手架搭設(shè)高度等于或大于26m時(shí),可按上式調(diào)整且不得超過(guò)50m,因此須采取措施:
32#樓腳手架上部36m采用單管立桿,折合步數(shù)n1=36÷1.8=20步,實(shí)際高度20×1.8=36m,下部雙管立桿的高度為45m,折合步數(shù)n2=45÷1.8=25步。實(shí)際高度25×1.8=45m,架體實(shí)際搭設(shè)高度(25步+20步)×1.8=81m;
34#樓腳手架上部32.4m采用單管立桿,折合步數(shù)n1=32.4÷1.8=18步,實(shí)際高度18×1.8=32.4m,下部雙管立桿的高度為45m,折合步數(shù)n2=45÷1.8=25步。實(shí)際高度25×1.8=45m,架體實(shí)際搭設(shè)高度(25步+18步)×1.8=77.4m。
5、腳手架穩(wěn)定性驗(yàn)算:
立桿穩(wěn)定性公式(組合風(fēng)荷載時(shí))
式中N-立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值;
-軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比 由規(guī)范附錄C表C取值, = ,
-計(jì)算長(zhǎng)度, ;
-截面回轉(zhuǎn)半徑,按規(guī)范附錄B表B采用,取 =1.58cm
A-立桿截面面積,按規(guī)范附錄B表B采用(壁厚按3.2mm計(jì)算),
取A=4.58cm2
-鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值, =205N/mm2
Mw-立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩;
5.1、求立桿段的軸向力設(shè)計(jì)值:
查規(guī)范附錄A表A-1知每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值gk=0.1291KN/m
5.1.1、因底部立桿軸力最大,故先驗(yàn)算雙管部分 (已知腳手架高度80.4m,45m以下為雙立桿,共25步,腳手架鋼管重量為0.0384KN/m,扣件自重為0.014KN/個(gè),)。
確定主、副立桿荷載分配
5.1.1.1:副立桿每步與縱向水平桿扣接,扣接節(jié)點(diǎn)靠近主節(jié)點(diǎn),與腳手架形成整體框架,副立桿應(yīng)承擔(dān)部分腳手架結(jié)構(gòu)自重和部分上部傳下的荷載。
5.1.1.2:根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果表明:主立桿可承擔(dān)上部傳下荷載的65%,副立桿分擔(dān)35%左右。
則N,G1K=(NG1K+45×0.0384+24×0.014)×0.65
=(80.4×0.1291×2+1.88+0.34)×0.65
=14.94KN
5.1.1.3: NG2K=(Lb+a1)LaΣQp1+ La ∑Qp2+ La[H] Qp3
式中:NG2K-構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力;
木質(zhì)腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(滿(mǎn)鋪四層): ∑Qp1=4×0.35KN/㎡=1.4 KN/㎡
立網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值: Qp3=0.005kN/㎡
欄桿、擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值: ∑Qp2=0.14KN/m×2=0.28KN/m
NG2K =(1.20+0.3)×1.2×4×0.35+1.2×0.14×2+1.2×80.4×0.005
=3.34KN
5.1.1.4:∑NQk=(Lb+a1) L a∑QK
式中 -施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和,內(nèi)外立桿按一縱距(跨)內(nèi)施工荷載總和取值
施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(按兩層操作層):∑QK=2×2.0KN/㎡=4.0 KN/㎡
代入數(shù)值:
∑NQK=(1.20+0.3)×1.2×4=7.2KN
則主立桿軸向力設(shè)計(jì)值為:(組合風(fēng)荷載時(shí))
N=1.2( N,G1K+ NG2K) +0.85×1.4
=1.2×(14.94+3.34)+0.85×1.4×7.2
=30.504KN
5.2、計(jì)算 值:根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比 由規(guī)范附錄C表C取值,
= = ,
式中 長(zhǎng)度附加系數(shù)取1.00
-考慮腳手架整體穩(wěn)定因素的單桿計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù),按規(guī)范表5.3.3取 =1.55
-立桿步距
查規(guī)范表附錄C表C知 =0.23
5.3、計(jì)算風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩Mw
根據(jù)規(guī)范Mw=0.85×1.4Mwk=
式中Mw—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩;
-風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
—立桿縱距;
其 值計(jì)算根據(jù)公式:
=0.7μz×μs×WO
式中μz-風(fēng)壓高變化系數(shù),地面粗糙為C類(lèi),查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表7.2.1,取μz=0.54
μs-腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù),根據(jù)規(guī)范表4.2.4的規(guī)定,取μs = ,查規(guī)范附錄A表A-3,得φ=0.105,則 =1.3φ=1.3×0.105=0.137
WO-基本風(fēng)壓, 查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附表D.4,取WO =0.45KN/m2
=0.7×0.54×0.137×0.35=0.018 KN/m2
則Mw=0.85×1.4×0.018×1.2×1.82/10=0.0083KN/m
5.4、驗(yàn)算立桿穩(wěn)定性
代入公式:
證明主立桿不穩(wěn)定,需要進(jìn)行卸荷處理。
6、45米以上腳手架立桿(單立桿)穩(wěn)定性驗(yàn)算:
雙管立桿變截面處主立桿上部單根立桿的穩(wěn)定性,最不利荷載在45m處,最不利為內(nèi)立桿,要多負(fù)擔(dān)小橫桿向里挑出0.3m寬的腳手板及其上部活載。
已知:密目式安全立網(wǎng)封閉雙排(單立桿)腳手架擋風(fēng)系數(shù)φ在網(wǎng)目密度為2300目/100cm2時(shí), φ=0.8,此地區(qū)地面粗糙度為C類(lèi),風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=1.6,建筑物為帶窗洞全砼結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載體型系數(shù) μs=1.3φ=1.3×0.8=1.04
a、 單立桿段風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩:
Mw=0.85×1.4Mwk=
=
=0.85×1.4×0.7×1.6×1.04×0.35×1.2×1.82/10
=0.18KN•m
b、構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的軸向力:
NG2K=(L b+a1) L a∑QP1+QP2 L a+ L a(HS-33)QP3
=(1.20+0.3)×1.2×0.35×4+0.14×2×1.2+1.2×(80.4-45) ×0.005
=3.11KN
C、腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力:
NG1K=(HS-45)gk=(80.4-45)×0.1291=4.57KN
d、 -施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和,內(nèi)外立桿按一縱距(跨)內(nèi)施工荷載總和的1/2取值
∑NQK= (1.20+0.3)×1.2×4=7.20KN
組合風(fēng)載時(shí):
e、立桿段軸向力設(shè)計(jì)值:
N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQK
=1.2×(4.57+3.11)+0.85×1.4×7.20
=17.784KN
f、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算
根據(jù)公式:
立桿穩(wěn)定,滿(mǎn)足要求.
7、連墻件驗(yàn)算
已知條件:腳手架高度80.4m,建筑物結(jié)構(gòu)形式為全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),地面粗糙類(lèi)別屬C類(lèi),連墻件采用φ48×3.2鋼管,用直角扣件分別與腳手架立桿和建筑物連接,腳手架高度按最高處80.4米.
7.1、先求腳手架上水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωK
規(guī)范公式ωK=0.7μz×μs×WO
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表7.2.1計(jì)算高度取80.4米處,地面粗糙類(lèi)別為C類(lèi),得風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=0.54;
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附表D.4,取WO =0.35KN/m2,腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)μs;
根據(jù)規(guī)范表4.2.4的規(guī)定(全封閉腳手架),取μs = ,取 則μs = =1.3×0.105=0.137
則ωK=0.7×0.54×0.137×0.35=0.018KN/m2
7.2、 求連墻件軸向力設(shè)計(jì)值 :
式中 -風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計(jì)值,按下式計(jì)算:
-每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)的迎風(fēng)面積。
-連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力,雙排腳手架NO取5KN
= 1.4 +5=1.4×0.018×2×1.5×3×1.2+5=6.21KN
7.3、扣件連接抗滑承載力驗(yàn)算
查規(guī)范表5.1.7知一個(gè)直角扣件抗滑承載力為RC=8KN
則Nt=6.21KN<RC=8KN ,證明滿(mǎn)足要求.
連墻鋼管與洞口夾持短管連接時(shí),用雙直角扣件,完全滿(mǎn)足要求。
7.4、連墻桿穩(wěn)定驗(yàn)算
連墻桿的計(jì)算長(zhǎng)度LH取2米
根據(jù)公式:λ=LH/i=200/1.58=127<[λ]=150
查規(guī)范表附錄C表C得φ=0.412
根據(jù)公式N/φA≤f
Nt/φA=12.71×103/0.412×458=67.35N/mm2<f(205N/mm2)
滿(mǎn)足要求
8、腳手架立桿地基承載力計(jì)算
已知條件:
立桿橫距:1.05m,立桿縱距la=1.2m,步距h=1.8m, 連墻桿為兩步三跨設(shè)置;
腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(按滿(mǎn)鋪4層) ∑QP1=4×0.35 KN/m2=1.44 KN/m2;
施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(兩層作業(yè)、一人間距2m、每人一斗灰、兩箱磚合計(jì)荷載) QK=4KN/m2;
欄桿及擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值取QP2=0.14 KN/m;
此架體在本地區(qū)的基本風(fēng)壓取0.35KN/m2;腳手架搭設(shè)高度為80.4m;
腳手架立桿底部墊通長(zhǎng)4m長(zhǎng)50mm厚腳手板;
地基:外圍為全部為2:8灰土回填夯實(shí),頂部澆筑200mm厚C20砼墊層;
查《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄五,C20砼墊層承載標(biāo)準(zhǔn)值取 =200kpa=200 KN/m2
計(jì)算
8.1、立桿段軸力設(shè)計(jì)值N,按組合風(fēng)荷載計(jì)算:
N主=1.2(NG1K+ NG2K)+0.85×1.4∑NQK
由已知條件La=1.2m,h=1.8,查規(guī)范gk=0.1291 KN/m
腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力N,G1K
N,G1K =(NG1K+45×0.0384+24×0.014)×0.65
=(80.4×0.1291×2+1.88+0.34)×0.65
=14.937KN
構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG2K
NG2K= Lb+a1)LaΣQp1+ La ∑Qp2+ La[H] Qp3
式中:NG2K-構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力;
木質(zhì)腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(滿(mǎn)鋪四層): ∑Qp1=4×0.35KN/㎡=1.4 KN/㎡
立網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值: Qp3=0.005kN/㎡
欄桿、擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值: ∑Qp2=0.14KN/m×2=0.28KN/m
NG2K =(1.20+0.3)×1.2×4×0.35+1.2×0.14×2+1.2×80.4×0.005
=3.34KN
施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和∑NQK:
∑NQK= (Lb+0.3)LaQK=0.5×(1.20+0.3)×1.2×4=7.2
則N主=1.2( N,G1K+ NG2K) +0.85×1.4
=1.2×(14.937+3.34)+0.85×1.4×7.2
=26.845KN
(因主立桿可承擔(dān)上部傳下荷載的65%,副立桿分擔(dān)35%左右)則主附立桿軸力設(shè)計(jì)值為
N=26.845+26.845÷0.65×0.35=41.3KN
8.2、計(jì)算基礎(chǔ)底面積A
取50mm腳手架墊板作用長(zhǎng)度為1.2m,A=0.2×1.2=0.24 m2
8.3、確定地基承載力設(shè)計(jì)值fg:
根據(jù)規(guī)范公式
-地基承載力調(diào)整系數(shù),對(duì)混凝土取1.155
帶入數(shù)值 = =231KN/m2
8.4、驗(yàn)算地基承載力:
由規(guī)范5.5.1公式得: P≤
立桿基礎(chǔ)底部的平均壓力
P = =41.3KN/0.24mm2=172KN/m2< =231 KN/m2
證明此地基滿(mǎn)足要求。
9、腳手架卸荷計(jì)算及分析
9.1、荷載分析與設(shè)計(jì):
9.1.1、通過(guò)以上計(jì)算,地基承受立桿下傳的軸向力且45米以下主立桿穩(wěn)定性也不滿(mǎn)足要求,為提高整個(gè)腳手架安全施工要求,滿(mǎn)足主立桿穩(wěn)定性要求,增加安全系數(shù),減輕腳手架底部架體的承受荷載,降低腳手架基礎(chǔ)的承受壓力,必須采取分段卸荷措施。
9.1.2、分別在第33、22、19步設(shè)置卸荷鋼絲繩,第19步卸荷間距為兩跨并設(shè)置桁架;鋼絲繩(φ12.5)作為保險(xiǎn)繩,在水平方向每隔4跨(≤4.8米)設(shè)置一個(gè)卸荷點(diǎn),沿豎向共分成Q1、Q2、Q3共3個(gè)區(qū)段,鋼絲繩應(yīng)用緊繩器拉緊,使其處于繃緊狀態(tài)。卸荷點(diǎn)設(shè)置在暗柱及剪力墻穿墻螺栓孔上。懸掛φ12.5鋼絲繩的方法套住架體的卸荷措施,暗柱及剪力墻兩側(cè)附加200mm長(zhǎng)50×100mm方木,避免鋼絲繩被墻柱棱角損壞,具體卸荷點(diǎn)見(jiàn)腳手架平面圖,將架體的自重及施工荷載傳給已澆筑完畢的墻柱,以達(dá)到卸荷目的。根據(jù)試驗(yàn)表明,利用鋼絲繩卸載時(shí),每個(gè)區(qū)段有50%的荷載可以卸掉,50%的荷載下傳。荷載傳遞分配規(guī)則按下表考慮:
步數(shù) 卸荷點(diǎn) 本段鋼絲繩(或基礎(chǔ))計(jì)算荷載 下傳荷載
第33~45步 第33步 (活載+自重)(N1) (N1-活)×50%
第32~22步 第22步 (活載+自重)(N2)+(N1-活)×50% [(N2-活)+(N1-活)×50%]×50%
第21~1步 第19步 (活載+自重)(N3)+[(N2-活)+(N1-活)×50%]×50% {(N3-活)+[(N2-活)+(N1-活)]×50%}×50%
9.2、卸荷計(jì)算
已知條件:
每區(qū)段腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(按滿(mǎn)鋪2層) QP1=2×0.35 KN/m2=0.7 KN/m2
每區(qū)段欄桿及擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(均按一層作業(yè))取QP2=0.14 KN/m
每區(qū)段立網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值QP3為0.005KN/m2
每區(qū)段施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(均按一層作業(yè)) QK=2KN/m2
q:φ48鋼管每米重量q =0.0384KN/m ;
q 1:直角扣件每個(gè)重量q 1=13.2N/個(gè);
q 2:對(duì)接扣件每個(gè)重量q 2=18.4N/個(gè);
q 3:旋轉(zhuǎn)扣件每個(gè)重量q 3=14.6N/個(gè);
gk2—雙管剪刀撐時(shí)每米增加自重=0.0184 KN/m;
Q1區(qū)段為14步4跨(33~45步,單立桿),
Q2區(qū)段為12步4跨(22~32步,26~39步為單立桿,19~25步為雙立桿),Q3區(qū)段19步2跨(1~19步,雙立桿)
9.2.1、求Q1區(qū)段內(nèi)單立桿N1值
構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的豎向力NG2K
NQP1=0.7×(1.2+0.3)×1.2×4÷2=2.52KN;(腳手板)
NQP2=0.28×1.2×4=1.34KN; (欄桿、擋腳板)
NQP3=0.005×1.2×4×1.8×14=0.212 KN (立網(wǎng))
NQP4=(1.8×14×4+1.2×4×14+1.8×14×4×2/2)×0.0384=10.32KN(鋼管)
NQP5=(4×14+4×14)×0.0132+4×0.0184=1.552KN (扣件)
NG2K= NQP1+ NQP2+NQP3+NQP4+NQP5=15.944KN
施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的豎向力NQK
NQK=2×1.2×(1.2+0.3)×4/2=7.2 KN
N1=1.2 NG2K+1.4 NQK=1.2×15.94+1.4×7.2=29.208 KN
9.2.2、求Q2區(qū)段內(nèi)雙立桿N2值
NQP1=0.7×(1.2+0.3)×1.2×4÷2=2.52KN;(腳手板)
NQP2=0.28×1.2×4=1.34KN; (欄桿、擋腳板)
NQP3=0.005×1.2×4×1.8×12=0.518KN (立網(wǎng))
NQP4=(1.8×12×4×2+1.2×12×4+1.8×4×12×2/2)×0.0384
+0.0184×1.8×12=12.562KN (鋼管)
NQP5=(4×12×2+4×12×2)×0.0132+4×0.0184×2=2.68KN (扣件)
NG2K= NQP1+ NQP2+NQP3+NQP4+NQP5=19.62KN
施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的豎向力NQK
NQK=2×1.2×(1.2+0.3)×4/2=7.2 KN
N2=1.2 NG2K+1.4 NQK=1.2×19.62+1.4×7.2=33.624 KN
9.2.3、求Q3區(qū)段雙立桿N3值(卸荷間距兩跨一道)
NQP1=0.7×(1.2+0.3)×1.2×2÷2=1.26KN;(腳手板)
NQP2=0.28×1.2×2=0.67KN; (欄桿、擋腳板)
NQP3=0.005×1.2×2×1.8×19=0.41KN (立網(wǎng))
NQP4=(1.8×19×2×2+1.2×2×4+1.8×19×2×2/2)×0.0384
+0.0184×1.8×19=0.877KN (鋼管)
NQP5=(4×4×2+4×4×2)×0.0132+4×0.0184×2=0.92KN (扣件)
NG2K= NQP1+ NQP2+NQP3+NQP4+NQP5=4.137KN
施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的豎向力NQK
NQK=2×1.2×(1.2+0.3)×4/2=7.2 KN
N3=1.2 NG2K+1.4 NQK=1.2×4.137+1.4×7.2=15.04KN
9.2.5、求各區(qū)段卸載后Q區(qū)段的N值
根據(jù)公式
N=[N3+(N2+ N1×0.5)×0.5]×0.5
帶入數(shù)值
N=[15.04+(33.624+ 29.208×0.5)×0.5]×0.5=19.577KN
9.3、驗(yàn)算架體卸荷后地基穩(wěn)定性:
由規(guī)范5.5.1公式得: P≤fg
立桿基礎(chǔ)底部的平均壓力
P =N/A=19.577/0.24=81.57KN/m2< fg =200 KN/m2
證明按上述方法卸荷后地基承載力完全滿(mǎn)足要求。
9.4、驗(yàn)算架體卸荷后45米以下雙立桿穩(wěn)定性:
帶入公式
(通過(guò)卸荷后主立桿穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求)
9.5、鋼絲繩承載力計(jì)算:
根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果,可知在Q3區(qū)段鋼絲繩所受拉力最大,由
T=N=N3+[N3+(N2+ N1×0.5)×0.5]×0.5
=15.04+[15.04+(33.624+ 29.208×0.5)×0.5]×0.5=34.617KN
鋼絲繩卸荷在框梁上采用垂直卸荷,構(gòu)造節(jié)點(diǎn)見(jiàn)下圖:
取鋼絲繩的保險(xiǎn)系數(shù)為2.0,則鋼絲繩承受的拉力為34.617×2=69.234KN,
鋼絲繩卸荷在框架柱及剪力墻上采用600傾角進(jìn)行卸荷。
構(gòu)造節(jié)點(diǎn)見(jiàn)下圖:
F=T/Sin600=34.617/0.866=39.97 KN,則鋼絲繩承受的拉力為
39.97×2=79.94KN,
經(jīng)查五金手冊(cè)知φ12.5鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為1550N/mm2,鋼絲繩最小破斷拉力為88.7KN。
可選用φ12.5的鋼絲繩可滿(mǎn)足要求。
9.6、車(chē)庫(kù)頂板樓面承載力驗(yàn)算:
因34#樓局部腳手架生根于地下車(chē)庫(kù)頂板,需對(duì)樓面承載力進(jìn)行驗(yàn)算:
F≥[P]
式中F-樓面承載力設(shè)計(jì)值:
[P]-立桿基礎(chǔ)底部平均壓力,由上知[P]=202.08KN/m2
F=恒荷載(車(chē)庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)自重)+活荷載(樓面均布活荷載)+動(dòng)荷載(車(chē)庫(kù)頂板荷載)=1.2×25×0.3+1.4×4.0+1.3×25=47.1KN/m2
式中1.2-永久荷載分項(xiàng)系數(shù);
25-每立方米砼結(jié)構(gòu)自重(KN/m3);
0.3-車(chē)庫(kù)頂板厚度(m);
1.4-可變荷載的分項(xiàng)系數(shù);
4.0-樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m2);
1.3-動(dòng)力系數(shù);
25-車(chē)庫(kù)頂板荷載取值(KN/m2)(取值見(jiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明)。
由上面計(jì)算知 F=144.6KN/m2<[P]=202.08KN/m2,必須對(duì)車(chē)庫(kù)頂板進(jìn)行加固處理,采取在頂板下加設(shè)鋼管支撐配合頂托進(jìn)行加固(鋼管間距同腳手架立桿間距),鋼管支撐距地200mm處設(shè)置掃地桿,往上每隔1200mm設(shè)置水平拉桿。將上部荷載傳至基礎(chǔ)底板,基礎(chǔ)承載力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值為450KN/m2,再加上整個(gè)架體已進(jìn)行卸荷處理,完全滿(mǎn)足要求。(核心筒內(nèi)腳手架因搭設(shè)高度高,必須分段卸荷。卸荷點(diǎn)采用18#工字鋼伸入剪力墻筒體內(nèi)。鋼管腳手架與工字鋼梁直接焊接或采用在工字鋼梁上焊接短粗鋼筋,鋼管插入鋼筋上。
分段搭設(shè)高度為25M,工字鋼采用18#工字鋼,材質(zhì)為Q235。
腳手架水平桿步距為1800,每三步高水平桿必須與剪力墻筒體頂緊,以確保架體的穩(wěn)定。井道內(nèi)操作層滿(mǎn)鋪三步架腳手板,并按每二層且不大于10M高設(shè)安全網(wǎng)。)
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