酒店公寓屋面悬挑脚手架方案.docx

邯郸建工集团有限公司三亚会所酒店公寓工程 屋面型钢悬挑脚手架施工方案 三亚会所酒店公寓工程 屋面型钢悬挑脚手架施工方案 编 制 人： 审 核： 审 批： 编制单位：邯郸建工集团有限公司编制时间：2014年7月6日一编制依据1.1施工图纸：三亚会所酒店公寓结构图。1.2规范规程类 别编 号名 称国家标准GB502042011混凝土结构工程施工及验收规范11G101-1 混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造图集GB503002001建筑工程施工质量验收统一标准GB502022009建筑地基基础工程施工质量验收规范11G329-1建筑物抗震构造详图GB50009-2012建筑结构荷载规范 其它建筑施工工程师手册中南图集05ZJ 通 用 1.3其它三亚会所酒店公寓施工组织设计 二 工程概况工程名称：三亚会所酒店公寓工程建设单位：中恒信国际建设有限公司设计单位：北京建筑设计研究院监理单位：海军工程设计研究院工程建设监理部总包单位：邯郸建工集团有限公司 2.1建筑特点本工程位于三亚市三亚湾路,距海边仅有200m左右,场地空旷,该场地将成为三亚湾集休闲、娱乐、住宿、旅游一体的五星级休闲会所，一期工程由主楼、篮球馆、网球馆、健身馆、全日制餐厅做成，已进入精装饰装修阶段；二期工程总用地面积7466平方米，建筑面积为40312平方米，其中地上建筑面积32814平方米，地下建筑面积7498平方米，建设酒店式公寓（客房221自然间）；设计地下二层，地上二十层，标准层层高为3.3m，框架-剪力墙结构； 由于三亚会所酒店公寓工程屋面外侧梁至天沟外侧距离近4米，正常搭设无法满足施工安全等方面要求。初步设计：在F20结构平面设16#工字钢，悬挑长度2.5米，间距按1.2米，阳角处也设。悬挑16#工字钢上设10#槽钢二道形成联梁型悬挑结构。悬挑槽钢下设12#槽钢作斜撑。屋面模板支撑从F20开始按三角形悬挑架形式至外围天沟1.3米。计算参照品茗施工安全计算软件联梁型钢悬挑脚手架：屋面、模板自重及施工、风荷等荷载按4KN/M2。三 计算式1.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):4.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:1 层；2.风荷载参数 本工程地处海南省三亚市，查荷载规范基本风压为0.750，风荷载高度变化系数z为0.740，风荷载体型系数s为0.645； 计算中考虑风荷载作用；3.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1291；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:1 层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；4.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度2.5米，建筑物内锚固段长度 3.5 米。悬挑水平钢梁上面的联梁采用 10a号槽钢。与楼板连接的元钢直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C30；主梁间距相当于立杆间距的倍数:2倍；5.支杆参数支撑数量为:2； 支杆与墙支点距离为(m):2.000；支杆采用 12.号槽钢。6、大横杆的计算: 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。6.1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0332=0.067 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.321/2=0.3 kN；活荷载标准值: Q= 421/2=4 kN；荷载的设计值: P=(1.20.067+1.20.3+1.44)/2=3.02 kN； 大横杆计算简图6.2.强度验算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=0.080.03311=0.003 kN.m；M = M1max + M2max = 0.003+-0.35=-0.347 kN.m最大应力计算值 = -0.347106/4490=-77.358 N/mm2；大横杆的最大应力计算值 = -77.358 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！6.3.挠度验算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= 0.6770.03310004 /(1002.06105107800) = 0.01 mm；最大挠度和：V= Vmax + Vpmax = 0.01+0=0.01 mm；大横杆的最大挠度 0.01 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1000 / 150=6.7与10 mm，满足要求！ 7、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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6.40 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.03321/2=0.033 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.0331=0.033 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.321/2=0.3 kN；活荷载标准值: Q = 421 /2 = 4 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.033+0.033+0.3)+1.44=6.04 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 8、脚手架立杆荷载的计算: 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0.1291 NG1 = 0.1291+(2.001/2)0.033/1.506.00 = 0.908；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3 NG2= 0.311(2+0.3)/2 = 0.345 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1511/2 = 0.075 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.00516 = 0.03 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 1.358 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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= 4211/2 = 4 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.75 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Uz= 0.74 ； Us - 风荷载体型系数：取值为0.645；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.750.740.645 = 0.251 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.21.358+ 1.44= 7.229 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.21.358+ 0.851.44= 6.389 kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.2511 1.52/10 = 0.067 kN.m； 9、立杆的稳定性计算: 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 = 7.229 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；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 ： = 1.6 ；计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 2.772 m；长细比 Lo/i = 174 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.235 ；立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 7229/(0.235424)=72.555 N/mm2；立杆稳定性计算 = 72.555 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/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 = 6.389 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.59 cm；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 ： = 1.6 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.772 m；长细比: L0/i = 174 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.235立杆净截面面积 ： A = 4.24 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 4.49 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 6389.36/(0.235424)+67093.464/4490 = 79.067 N/mm2；立杆稳定性计算 = 79.067 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！ 10、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.251 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 6 m2；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= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 2.105 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 7.105 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l0/i = 300/15.9的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.24 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.2410-4205103 = 82.487 kN；Nl = 7.105 Nf = 82.487,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 7.105小于双扣件的抗滑力 12.8 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图 11、联梁的计算:按照集中荷载作用下的简支梁计算集中荷载P传递力，P = 7.229 kN；计算简图如下 支撑按照简支梁的计算公式 其中 n= 2；经过简支梁的计算得到:支座反力(考虑到支撑的自重) RA = RB = ( 2 -1)/27.229+7.229+20.174 /2= 11.018 kN;通过联梁传递到支座的最大力为(考虑到支撑的自重) 27.229 + 20.174 = 14.807 kN;最大弯矩(考虑到支撑的自重) Mmax= 2 /87.2292+0.17422 /8= 3.702 kN.m;最大应力 = 3.702106 / 80500 = 45.986 N/mm2;水平支撑梁的最大应力计算值 45.986 小于 205.0N/mm2,满足要求! 12、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本方案中，脚手架排距为1200mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1800mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.2 cm4，截面抵抗矩W = 108.3 cm3，截面积A = 21.95 cm2。根据前面计算结果，受脚手架作用的联梁传递集中力(即传递到支座的最大力) N=14.807 kN；水平钢梁自重荷载 q=1.221.950.000178.5 = 0.207 kN/m； 悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为R1 = 40.934 kN； R2 = -23.893 kN； R3 = 13.743 kN； R4 = -0.176 kN。 最大弯矩 Mmax= 13.452 kN.m；最大应力 =M/1.05W+N/A= 13.452106 /( 1.05 108300 )+ 0103 / 2195 = 118.294 N/mm2；水平支撑梁的最大应力计算值 118.294 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！ 13、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16a号工字钢,计算公式如下 其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： 经过计算得到最大应力 b = 570 1063 235 /( 1400160215) =1.752；由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GBJ17-88)附表其值用b得到其值为0.909；经过计算得到最大应力 = 13.45106 /( 0.909108.31000 )=136.634 N/mm2；水平钢梁的稳定性验算 =136.634 N/mm2 小于 f = 215 N/mm2 ,满足要求! 14、支杆的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力RDi按照下面计算 其中RDicosi为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。各支点的支撑力 RCi=RDisini按照以上公式计算得到由左至右各支杆力分别为：RD1=42.365 kN。RD2=-26.367 kN。 15、支杆的强度计算: 钢丝拉绳(支杆)的内力计算：斜压支杆的轴力RD我们均取最大值进行计算，为RD=42.365kN 下面压杆以 12号槽钢计算，斜压杆的容许压力按照下式计算： 其中 N - 受压斜杆的轴心压力设计值，N = 42.365kN； - 轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到 = 0.793； i - 计算受压斜杆的截面回转半径，i =4.953cm； l - 受最大压力斜杆计算长度，l = 3.311m； A - 受压斜杆净截面面积，A =15.69cm2； - 受压斜杆受压应力计算值，经计算得到结果是34.049 N/mm2； f - 受压斜杆抗压强度设计值，f = 215N/mm2；受压斜杆的稳定性计算 f，满足要求! 斜撑支杆的焊缝计算：斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下 其中 N为斜撑支杆的轴向力，N=42.365kN； lw为斜撑支杆件的周长，取453mm； t为斜撑支杆焊缝的厚度，t=5.5mm； ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185N/mm2；经过计算得到焊缝最大应力 = 42364.506/(4535.5) = 17.004N/mm2。对接焊缝的最大应力 17.004 N/mm2 小于 185 N/mm2，满足要求! 16、锚固段与楼板连接的计算: 16.1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力 R =0.176 kN； 水平钢