悬挑钢管外脚手架计算

悬挑钢管外脚手架计算及施工方法一方案选择本工程悬挑外架采用工字钢、钢管、扣件、平安网、钢丝绳等材料进展搭设。二施工工序：悬挑层施工预埋穿插工字钢焊接底部定位钢筋搭设架体-加斜拉钢丝绳铺钢 筋网、平安网。三搭设方式：搭设方式如以下图所示，搭设范围见架空层悬挑外架布置图。四技术细节1、在架空层板筋绑扎前，按架空层悬挑外架布置图埋设悬挑外架用钢筋，其包括板面 穿插工字钢用钢筋、外架转角处支撑钢筋。2、须待悬挑层砼到达设计强度时方可穿插工字钢搭设上部外架。3、悬挑架立杆间距分别为：纵向间距见架空层悬挑外架布置图，横向 1050，横杆 步距1800。4、为了保证外架立杆间距均匀，架身美观整齐。外架起步架子制作成简易桁架，以便 调节立杆间距并确保立杆荷载传递到工字钢上。5、工字钢上每根立杆下双钢管并排，每一立杆均落在并排双钢管上，套在与钢管焊接 钢筋支座上。具体做法详见以下图。6、每层设连墙杆，连墙杆连接方式详见以下图，连墙杆每隔6000左右设立一道。7、转角处外架由于无法挑工字钢，那么采用钢筋支撑，每隔二层卸载方式搭设，如下左图所示。需用此种方法处理外架位置见架空层处架布置图：大横杆距工字钢面200mm开场搭设。相邻步架大横杆应错开布置在立杆里铡与外侧。 立杆与大横杆必须用十字扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。&小横杆贴近立杆设置，搭于大横杆上。在立杆之间可根据需要加设小横杆，但在任 何情况下均不得撤除贴近立杆小横杆。9、剪刀撑沿架高连续布置，斜杆与地面夹角为45o60o,每6根立杆开场加设，剪 刀撑斜杆除两端用旋转扣件与外架相连外，在其中间应增设24个扣结点。10、11、12、13、每一悬挑段铺钢筋网板层数不得超过8层，作业层为两层。 立杆、大横杆接头位置如上右图所示，架设时应注意挑选钢管长度。 水平斜拉杆，设置在有连墙杆步架平面，人，以加强外架横向刚度。 悬挑架外围满挂平安网。五平安防护应在平安人员与技术人员监视下由熟练工人负责搭设；脚手架检查分验收检查、定期 检查与特别检查；使用中要严格控制架子上荷载，尽量使之均匀分布，以免局部超载 或整体超载；使用时还特别注意保持架子原有构造与状态，严禁任意拆卸构造杆件与 连墙拉结及防护设施。挑外架防坠棚：在每次悬挑架开场层搭设，采用挑檐形式，用于防止重物直接坠落。 六考前须知1、按照规定构造方案与尺寸进展搭设。2、及时与构造拉结或采用临时支撑，以确保搭设过程平安。3、拧紧扣件。4、有变形杆件与不合格扣件有裂纹、尺寸不适宜、扣接不稳等不能使用。5、搭设工人必须配挂平安带。随时校正杆件垂直与水平偏差，防止偏差过大。6、 没有完成外架，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以免发生意外。7、外架防雷措施，采用常用镀锌管接地方案。在雷雨天施工时，一般情况下不允许工 人在架子上施工操作。七悬挑外架计算：1、主要材料及力学参数：18厚工字钢:容重/m,截面抵抗矩WX=3, SX=3,抗弯容许应力6m=215 N/mm2, 6v=205 N/mm2。 48X钢管：容重/m,截面抵抗矩WX=3,回转半径i=，截面积A=2,抗弯容许应力 6m=205 N/mm2。2、主要技术参数：悬挑外架高度为：。立杆纵距a=,立杆横距b=,步距h=，内立杆距墙b=。外架与建筑主体构造连接点 布置，竖向间距H1 =，水平距离H2=4L=。斜拉钢丝绳每隔五层卸载，间距L2=a=。脚手架钢脚手板铺设层数为六层。方案设计中，脚手架上铺设钢筋网板共八层，经历 算八层钢筋网板荷载远小于六层钢脚手板荷载，因此，计算取值以六层钢脚手板为准， 便于查表计算。3、荷载计算：1垂直荷载传递路线：施工荷载f钢脚手板f小横杆f大横杆f通过扣件抗剪f立杆简易桁架f悬挑工字 钢。2荷载取值： 构造施工用脚手架施工活荷载标准值取为：qk=3.0KN/m2。 作用于外架风荷载标准值：见高层建筑施工手册公式4-4-1屮z“stw叫2O其中，叫根本风压值，取0.50KN/m2 氏一一风振系数，取1.0。2“Z风压高度变化系数，取1.72。“stw风压体型系数，查表得0.2496。3 = 0.75X1X1.72X0.2496X0.5 = 0.161(KN/m2) 恒载钢脚手板自重245 N/ m2钢管自重3.82 kg/m扣件自重9.8 N/个3荷载分项系数选择：永久荷载分项系数，采用1.20。可变荷载分项系数，采用1.40。脚手架验算。小横杆验算：小横杆受力按简支梁计算，其上承受施工荷载，钢脚手板荷载，小横杆自重。同时, 由悬挑架设计可知小横杆间距500。那么荷载组合值为：q = 1.2x(3.82x9.8x10-3+0.245x0.5)+1.4x3.0x0.5 = 2.36 KN/m跨中弯矩为：M = ql2 /8= 2/8= 0.33KNmM 0.33X106小横杆受弯应力为：6= =64.96 N/mm2 =205N/mm2W 5.08X103 符合要求。1 1其支座反力为：N = ql = X2.36X1.2 = 1.42KN2 2 大横杆验算：大横杆受力按三跨连续梁考虑，其上承受小横杆传来压力及自重。且大横杆间距为2 =0.117X3.82X10-32 = 0.001KNmM1+ M2 0.662+00013x106那么：6= 130.52 N/mm2 6=205N/mm2W 5.08X103符合要求。 立杆验算：立杆设计由稳定计算控制，脚手架稳定计算必须计算其构造整体稳定及单杆局部稳定。 计算脚手架整体稳定及单杆局部稳定时，其强度设计值应乘以相应调整系数KHKA, 其中KH为与脚手架高度有关调整系数，取1 1KH = 0.781;1+ H 1+ 28100 100KA为与立杆截面有关调整系数，当脚手架内、外排立杆均采用单根钢管时，取KA = 0.85。a. 整体稳定验算：脚手架整体稳定按轴心受力格构成压杆计算，当考虑风荷载时，需满足如下公式要求：NM= KAKH6屮AbA其中，N格构式压杆轴心压力。由立杆纵距；外架步距，查？高层建筑施工手册？ 表444得脚手架自重产生轴力NGK1=0.442KN。由立杆横距；立杆纵距；脚手 架铺设层数六层，查?高层建筑施工手册?表445得脚手架附件及物品重产生轴力 NGK2=4.185KN。由立杆横距；立杆纵距；均布施工荷载3.0KN/m2,查?高层建 筑施工手册？表446得一个纵距内脚手架施工、荷载标准值产生轴力 NQK=6.3OX2=12.6OKN。那么：N=1.2(n1NGK1+ NGK2)+ 1.4NQK28= 1.2 X X 0.442 + 4.185+ 1.4X12.60 = 30.93KN1.8M风荷载作用对格构成压杆产生弯矩，为：Q 120.161X2hM = 0.065KNm8 8屮格构压杆整体稳定系数，由换算长细比入cx=Mx=25x10.28=257,查?高层建筑施工手册?表447得屮=0.242。NM30.93X1030.065X106那么：+=+屮A bA0.242X4.89X2X1021050X4.89X2X10222符合要求。b. 单杆局部稳定验算：双排脚手架单杆局部稳定需满足如下公式要求：N1+6M KAKH6屮1A1N其中，N1单根立杆轴心压力，取N1= =15.46KN。2屮1立杆稳定系数，由入1= h/I = 180/15 = 120,查？高层建筑施工手册？表447 得屮1 = 0.452。6M 操作层处水平杆对立杆偏心传力产生附加应力。当施荷载取3000N/m2时,取 6M = 55 N/mm2N115.46X103+6M =+ 55屮1A10.452X4.89X102= 124.95 N/mm2 V KAKH6 = 135.92 N/mm2 符合要求。 1L1s = 1.4 X 2.8 X 6.0 X 0.161 = 3.79 KN单个扣件连结抗压或抗拉设计承载力为6KN/个，符合要求。 高度验算：由悬挑工字钢上每段脚手架最大搭设高度，按?高层建筑施工手册?公式4411计算HHMAX 28 m1+ H 1+ 39.91100 100符合要求。 分段卸荷措施：分段卸载措施采用斜拉钢丝绳方法，起步架卸载一次，每隔五层卸载一次，卸载高度 为2.8X5=，符合搭设高度要求。下面验算钢丝绳强度要求。a. 所卸荷载，应考虑架子全部荷载由卸载点承受，本工程每个纵距，共有4个斜拉点, 每个吊点所承受荷载P1为：N30.93P1=X KX = X 1.5 = 11.60 KN44式中KX为荷载不均匀系数，取为1.5。b. 计算简图确定，钢丝绳内力计算。计算简图如以下图所示2.82+ 1.352那么：TAO= P1 X = 1.11P1 = 12.88 KN2.81.35TAB = - P1 X = - 0.48P1 = - 5.57 KN2.82.82+ 0.32TBO= P1 X = 1.006P1 = 11.67 KN2.80.30TBC = -P1 X + TAB= - 6.81 KN2.8c. 验算钢丝绳抗拉强度：由上计算可知，钢丝绳计算拉力取为：PX = 12.88 KN考虑钢丝绳受力不均匀钢丝破断拉力换算系数，从?高层建筑施工手册?表4413 查得，为a= 0.85。取钢丝绳使用平安系数，查?高层建筑施工手册?表4424得K= 8。采用6X19，绳芯1钢丝绳。KPx 8X12.88Pg=121.22 KNa 0.85选用15.5, Pg = 125.0 KN 121.22 KN。选择与钢丝绳配套使用卡环，号码为2.7号，平安荷重为27 KN 12.88 KN ,符 合要求。d. 计算工程构造上预埋吊环：根据?砼构造设计标准?规定，吊环采用一级钢制作，吊环埋入深度不应小于30d,并 应焊接或绑扎钩住构造主筋，每个吊环可按两个截面计算。那么：吊环钢筋截面积2P12.88X2Ag= = X 1000 = 61.33 mm22X210420选用 38, Ag = 151 mm2 61.33 mm2。符合要求。e. 验算吊点处扣件抗滑承载能力：吊点处水平方向分力最大值TBC = 6.81 KN，垂直方向分力最值为11.60KN,都只 需两个扣件即可满足要求，搭设外架在吊点处已有两个扣件，符合要求。5、脚手架承重构造计算：由于本工程为剪力墙构造，构造上不允许将工字钢穿设在构造暗柱上，导致工字钢 间距不均匀，为了便于调节立杆间距保持外架美观，那么采用制作简易钢管桁架落在 工字钢上方法。详见方案由此，需验算钢管桁架承受能力。考虑最不利情况，计算简图如下：F = 15.46KN。由此计算而得杆件内力及工字钢反力如以下图所示：由此，需计算压杆稳定设计荷载。考虑由于施工原因，对杆件会形成初偏心30mm，形成压弯受力杆，钢管受力按压弯 失稳计算。其设计荷载应满足以下要求：NPmMX+ 6mN屮AWX1-0.8NEX11两端铰支,10=L =X 0.92+0.752 = 0.59 m ,22L 5900那么入=37.34 ,i 15.8查钢构造设计标准得：屮=0.948。等效弯矩系数取：Bmx = 1.0。截面塑性开展系数数：Yx = 1.15。n2X2.06X105X4.89X102欧拉临界力：NEX =n2EA/X2 = 713.60KN。2那么有：N1.0X30XN += 205。N0.929 X 4.89X1021.15 X 5.08X1031-0.8X 713060解得荷载设计值为：N = 28.11 KN符合要求。承重工字钢验算：计算模型不考虑工字钢自重荷载，仅考虑外架传递荷载，简化模型如上图：仅考虑工字钢自重荷载，简化模型如以下图：荷载计算由以上计算可知：F1 = F2= 15.46KN1.2X24.14X9.8工字钢自重荷载q = 0.284 KN/m1000b.内力计算：A点是弯矩、剪力最不利用点。 不考虑工字钢自重荷载，考虑外加传递荷载。MA 架=F1 X L1 + F2 X L2 = 15.46X1.36 + 15.46x0.3 =25.51 KNM 0人架=F1 + F2 = 15.46 + 15.46 = 30.92 KW 仅考虑工字钢自重荷载。MA 工 = 一 ql22 = 0.278 KNm2 2QA 工=ql = 0.284X1.4 = 0.40 KN综合考虑。MA = MA 架+ MA 工 = 25.51+0.278 = 25.79 KNmQ = QA 架+ QA 工 = 30.92+0.4 = 31.32 KN 强度验算。MA 25.79X1026= 139.09 N/mm2 V 6 m = 215 N/mm2WX 185.4X103QASX 31.32X103 X106.5X103t= 30.75 N/mm2 V 6 V = 125 N/mm2IXtw1669X104X6.5满足要求。d.锚固抗拔筋验算：由以上计算可知，F1 = F2= 15.46KN, q = 0.284 KN/m,那么锚固点抗拔力为:1.421.52F1X1.05+0.3+ F2 X 0.3+ qX q X 22FB= 16.88 KN1.5同时，此抗拔筋按锚固拉环考虑，拉应力不应大于50N/mm2,那么抗拔筋截面积为:FB16.98X103Ag= 169.80 mm2，符合要求。2X50100