泰和商务中心外脚手架计算书.doc
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1、泰和商务中心大楼 外脚手架 (双排双立杆落地式钢管扣件外脚手架) 施 工 专 项 方 案 宁波市建设集团驻泰和商务中心宁波市建设集团驻泰和商务中心 施施 工工 项项 目目 部部 20092009 年年 2 2 月月 1414 日日 1 泰泰 和和 商商 务务 中中 心心 大大 楼楼 双排双立杆外脚手架计算书 一、工程概况:一、工程概况: 本工程为商务中心,框架剪力墙结构,带一层地下室。 檐口标高最高部份为 39.40 m,外脚手架塔设在地下室顶扳之上,顶板面标 高为1.00 m, 顶扳可受外荷载标准值 16 KN/m 2。 外脚手架自室外地下室顶扳面起其搭设最大高度应为: 1.0039.401
2、.00 = 41.40 m,搭设高度相对较高,为节省工程临时设施 造价, 参照以往同类工程经验, 决定采用扣件式双排双立杆落地式钢管外脚手架, 内立杆与外墙面间距定为 a1= 0.30 m。 脚手架主要尺寸:立杆纵距 la= 1.40 m; 立杆横距 lb= 1.20 m; 步距 h = 1.80m, 共共 2323 步,实际搭设高度:步,实际搭设高度: H = 0.20231.80 = 41.60 m(注: 0.2 m 为扫地杆高度。 ) , 脚手架底下 8 步采用双立杆,双立杆高度 0.2081.80 = 14.60 m ,其余 上面 15 步,即以上 151.80 = 27.00 m 范
3、围内仍采用单立杆,详见以下图一。 图 一 2 二、计算依据(主要、计算依据(主要) : 1、 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2001(2002 年版)以下简称规范 2、 钢结构设计规范GB50017-2003 3、 建筑结构荷载规范 4、 冷弯薄壁型钢结构技术规范 5、 建筑结构静力计算手册 6、 建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算刘群主编(参考) 7、 建筑施工扣件式钢管模板支架技术规范 DB33/1035-2006以下简称浙规范 8、本工程施工图 三、三、计算数据:计算数据: 钢管( 483.2) : 截面抵抗矩 W=4.732cm,惯性矩 I=11.36cm 4,
4、 截面积:A=4.50cm2, 弹性模量E =2.0610 5N/mm,自重35.5N/m( 483.5,自重 38.4N/m), 回转半径 I = 1.589 cm, 钢管强度设计值:fm = 205 N/mm,fv = 125 N/mm, 弹性模量: E = 2.0610 5 N/ mm 2。 扣件自重: 直角扣件 13.2 N/个,对接扣件 18.4 N/个,旋转扣件 14.6 N/个。 围网参数: 采用 2300 目/100 cm 2,自重 0.005 KN/m2 ,每目孔隙面积 A0=1.3 mm 2。 竹笆片自重: Qp= 0.075 KN/m 2。 施工荷载:2 KN/m 2(结
5、构阶段) ,2 KN/m2 (装修阶段) 。 四、四、41.6041.60 m m 双排双立杆脚手架各项指标验算:双排双立杆脚手架各项指标验算: 计算说明: 1)、本计算书严格遵循国家规范与相关参考资料作较为全面计算,外脚手 架按宁波市常规搭设方式,大横杆在小横杆上, (即南方做法) ,小横杆作为脚 手架层面内主要承载力构件, 在结构施工阶段, 按 规范 施工荷载应取 3 KN/m 2 计算,但考虑到扣件存在局部质量缺陷以及在结构施工阶段对于框架结构实际 施工荷载远小于装饰装修阶段施工荷载,因而以下对外脚手架各项验算过程中 施工荷载,在结构施工阶段和装饰装修施工阶段均取 2 KN/m 2作为计
6、算依据, 因而本工程外脚手架在结构施工阶段主要用于围护及封闭,并严格控制施工荷 载2 KN/m 2,而在装饰装修阶段方可作为正式外脚手架进行各项施工操作。 2) 、针对目前承重支撑用钢管、扣件等普遍存在的质量问题,按本工程钢 管、扣件测试结果实况,对钢管由以往计算时普遍采用的483.5 改为采用 483.2,同时扣件抗滑力,单扣件由 8 KN 调整为 6.4 KN,双扣体由 12 KN 3 调整为 9.6 KN(即乘以 0.8 折扣系数) ,经过对脚手架力学指标全面核算,核 算结果符合规范各项要求,详见计算书各单项计算。 1.1.纵向水平杆抗弯强度及变形计算纵向水平杆抗弯强度及变形计算(钢管自
7、重忽略不计): : 按三跨连续梁计算,计算简图见下图二, 图 二 设 4 根纵向水平杆,纵向水平杆间距:s = 1200/3 = 400 mm 1)抗弯强度验算: 竹芭片自重标准值:q1k= 0.0750.4 = 0.03 KN/m 竹芭片自重设计值:q1= 1.2q1k= 1.20.03 = 0.036 KN/m 施工荷载标准值:q2k= 20.4 = 0.8 KN/m 施工荷载设计值:q2= 1.4q2k= 1.40.8 = 1.12 KN/m Mmax= 0.100q1la 2+0.117q 2la 2 (活载按最不利组合考虑) = 0.1000.0361.4 20.1171.121.4
8、2 = 0.264 KN.m = Mmax/W = (0.26410 6)/(4.732103) = 55.8 N/mm2 205 N/mm 2=f 满足要求。满足要求。 2)挠度验算: V= la 4/100EI(0.677q 1k+0.99 q2k) = 1400 4/(1002.0610511.36104)(0.6770.030.990.8) = 1.33 mm 9.33 mm = 1400/150 = la/150 及 10mm 满足要求。满足要求。 4 2.2.横向水平杆抗弯强度及变形计算横向水平杆抗弯强度及变形计算(钢管自重忽略不计): : 按一端带悬臂的简支梁考虑, 计算简图见下
9、图三。 图 三 其中:lb= 1.20 m,s = 0.4 m,a1= 0.3 m 由纵向水平杆传给横向水平杆集中力标准值: FK=1.1q1kla+1.2q2kla= 1.10.031.4 1.20.81.4 = 0.0461.34 = 1.39 KN 由纵向水平杆传给横向水平杆集中力设计值: F= 1.1q1la+1.2q2la = 1.10.0361.41.21.121.4=0.0551.882= 1.94 KN 1)抗弯强度验算: 考虑最不利组合,求 Mmax时不计悬挑荷载,有: Mmax= Flb/3 = 1.941.20/3 = 0.776 KN.m Mmax/W = (0.776
10、10 6)/(4.732103) = 164 N/ mm2 205 N/ mm 2= f 满足要求。满足要求。 2)挠度验算: 同样考虑最不利组合,求 Vmax时不计悬挑荷载,有: 查建筑结构静力计算手册(146 页) Vmax=(5n 4-4n2-1)/384n3EIF Klb 3 (n = 3) = 0.03549/ EIFKlb 3 = 0.03549/(2.0610 511.36104)1.3910312003 = 3.64 mm 8 mm = 1200/150 = lb/150 及 10 mm 满足要求。满足要求。 5 3.3.扣件抗滑承载力计算:扣件抗滑承载力计算: 图四 上图四中
11、 B 支座反力 RB即为主扣件受力值: B 支座反力 RB= RB1RB2RB3 外伸端集中力设计值 F: F= 1.1q1la1.2q2la = 1.11.20.0750.151.4 1.21.420.151.4 = 0.73 KN RB1= F = 1.94 KN RB2= F = 1.94 KN 6 RB3= F(1+a1/lb) = 0.73(10.3/1.2)= 0.91 KN RB= RB1RB2RB3 = 1.941.940.91 = 4.79 KN RB= 4.79 KN 6.40 KN = 0.88 KN = 0.8 RC=RC 采用单扣件可以满足要求。采用单扣件可以满足要求
12、。 现将 4 根纵向水平杆中的里、外边缘二根直接用扣件固定在立杆之上, 则 RB1显然为 0 ,从而: RB= RB1RB2RB3 = 01.940.91 = 2.85 KN Rb= 2.85 KN 6.40 KN = 0.88 KN = 0.8 RC=RC 采用单扣件抗滑满足要求,且有很大富余,更为安全,本工程外脚手架 搭设即采用此种方法。 4 4底步主立杆的稳定性计算(立杆底部底步主立杆的稳定性计算(立杆底部 14.6014.60 m m 范围内采用双立杆范围内采用双立杆) : 验算长细比: = Kh/i(取 K=1) ,按 lb=1.30 m 查规范,= 1.55 = 11.55180/
13、1.589 = 176 210 = 满足要求。满足要求。 求稳定折减系数: 此时应取 K = 1.155 = Kh/i= 1.1551.55180/1.589 = 203 查规范, = 0.175 在双立杆高度(1.880.2 = 14.60 m)范围内,因双立杆步数已 达 8 步,主、付立杆内力可以平均分配(当双立杆步数8 步时,主、 付立杆内力已经可以平均分配) ,主、付立杆各自承担该范围内脚手架自 重和构配件自重的一半即 50 %。 1)双立杆范围内脚手架主、副立杆合计每米自重标准值 qk: A)仅由副立杆引起的每米自重标准值 qk1: 副立杆每步与纵向水平杆采用直角扣件扣牢, 每 6.
14、5m 用对接扣件连接, 副立杆每米自重标准为 qk1,则: qk1=(q1hqh/6.5q2)/h =(13.21.835.51.8/6.518.4)/1.8 = 45.66 N/m B)在双立杆范围内纵向剪力撑宜采用双杆,由此增加自重标准值为 qk2: 查计算依据 6,剪刀撑单位面积自重: GJ=6.3432/(cossin)+2.2462/(Lasin)10 - KN/m 上式中为剪力撑与地面的夹角: tg= h/la= 1.80/1.40= 1.286,= 52.13 以= 52.13,La= 1.40 m 代入,GJ= 15.1210 - KN/m GJ= GJ(35.5/38.4)
15、= 15.1210 -(35.5/38.4)= 13.9810- KN/m 从而立杆受剪刀撑自重引起的 qk2为: 7 qk2= GJLa1= 13.9810 -1.401= 19.5710- KN/m C) 双立杆范围内脚手架主、副立杆合计每米自重标准值为 qk ,则: qk= qkqk1qk2 = 0.1248(35.5/38.4)45.6610 -319.5710-3 = 0.1806 KN/m 注:偏于安全 qk仍取自立杆纵距 la= 1.50 m 时之值。 2)脚手架自重标准值产生的底步主立杆轴向力: PG1K=(HS-14.60)qk14.60qk0.5 =(43.41-14.60
16、)0.1248(35.5/38.4) 14.600.18060.5 = 4.642 KN (注:架高调正后 HS=H/(1-0.001H ) = 41.60/(1-0.00141.60)= 43.41m ) 3) 构配件自重标准值产生的底步主立杆轴向力 PG2K计算:此时同样应考虑在 脚手架计算高度范围内(43.41 m)主、副立杆的内力分配,与采用单立杆时 不同。 满铺脚手板: 作用于主、副外立杆,n = 23 步 Na= 0.5(lba1)laQpn(竹笆片自重 Qp= 0.075 KN/m 2) = 0.5(1.20.3)1.40.07523 = 1.811 KN 栏杆及挡脚杆(每步48
17、3.2 钢管 2 根扣件): 作用于主、副外立杆,n = 23 步 Nb= 35.510 -32l an2q1232lan/6.5q2 = 35.510 -321.423213.210-323 21.423/6.518.410 -3 = 3.076 KN (钢管自重 35.510 -3 KN/m,q1直角扣件重,q2对接扣件重) 安全网: 作用于主、副外立杆,高度 43.41 m Nc= 0.005laH = 0.0051.443.41 = 0.304 KN(安全网自重 0.005 KN/m 2) PG2K=(Na+Nb)(23-8)/238/230.5 Nc(43.41-14.6)/43.4
18、114.6/43.410.5 = (1.8113.076)(0.6520.174)0.304(0.6640.168) = 4.290 KN (脚手板及栏杆、挡脚杆按步数分配,安全网按高度分配) 4) 施工荷载(一层施工作业层)标准值产生的底步主立杆轴向力: 按对主立杆最不利考虑,当作业层位于上部单立杆部位,施工荷载全 部由主立杆承担,施工荷载标准值产生的轴向力: PGK= 0.5(lba1)laQK = 0.5(1.200.3)1.4(12)= 2.100 KN 5)主立杆轴向力设计值: A)组合风荷载时: P = 1.2(PG1KPG2K) 0.851.4PGK = 1.2(4.6424.2
19、90) 0.851.42.100 = 13.22 KN B)不组合风荷载时: 8 P = 1.2(PG1KPG2K)+1.4PGK = = 1.2(4.6424.290)1.42.100 = 13.66 KN 6)计算风荷载设计值对底部立杆段(主、副立杆)产生的弯矩: A)求双立杆、双管剪力撑密目式安全立网全封闭挡风系数: 密目式安全立网挡风系数1: 1= 1.2(100NA0)/100 = 1.2(10023001.3010 -2)/100 = 0.841 敞开式脚手架挡风系数2(应考虑双立杆、双管剪刀撑因素, 不能简 单地套用规范相应表格内数值, 需重新计算): 2=1.2An/ lah
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