排架柱脚手架稳定性计算1.doc

尾水排架柱脚手架稳定性计算一、概述*工程在GIS楼、副厂房、尾水启闭机排架柱施工中采用了大量钢管脚手架作承重结构，为确保厂房工程的施工安全，结合监理部ETI/WSLYT/206/2004函的要求，并综合考虑到GIS楼、副厂房第一层施工实践已证明脚手架是稳定的情况，联营体十局项目部组织工程技术人员重点对尾水启闭机排架柱钢管脚手架的稳定情况及承载强度进行了重新验算。二、尾水钢管脚手架稳定计算尾水启闭机排架柱采用扣件式钢管脚手架作为承重构件。立杆纵、横向间距均为0.7m，每步架高（大横杆间距）为0.8m，脚手架的总高度为16.35m， 共20步架，大横杆共11排，小横杆共85排。尾水工程稳定计算主要是计算当进行360高程板、梁、柱砼施工时，尾水脚手架的承重稳定情况，此时由于主梁、次梁、楼板均靠各自部位的脚手架承重，还不存在板将自身所受的力传递给次梁、次梁再将力传给主梁的情况。故稳定性计算只分析荷载最大的部位即可。通过对尾水行360高程板、梁、柱施工时的稳定性综合考虑，尾水框架梁（主梁）部位的承重脚手架是最易失稳的部位、尾水343.65平台预制板则存在较大的破坏危险。因此，尾水排架柱稳定计算将重点校核尾水框架梁部位的脚手架稳定情况及尾水343.65平台预制板抗弯强度是否满足设计要求。.框架梁（主梁）承重脚手架稳定计算1.框架梁荷载分析施工期间框架梁下部承重的小横杆主要承受上部框架梁自重、施工人群荷载、施工荷载、施工器材自重等荷载。其中钢管自重按38N/m，扣件重量每个按15N，U型卡重量每个按2N，钢模自重按300N/m2计算。由于框架梁下部358高程以下的牛腿在前期进行了砼浇筑，故框架梁跨度按9.0米计算。具体情况如下图所示：框架梁（主梁）下部承重的13根小横杆荷载分析如下：.主梁自重：G1=90.82.0250010=360000N.人群荷载（接800 N/人计算，每根主梁按2人/米施工进行计算）：G2=80029=14400N.施工荷载（包括手推车、砼振捣器施工时产生的冲击力等。按3000N/m2计算）：G3=300090.8=21600N.施工器材自重钢模自重：5.09300=13500N钢管脚手架（背枋）：201238+52338=15050N扣件及U型卡：2015+2200=700N故施工器材自重：G4=13500+15050+700=29250N2.脚手架稳定计算尾水启闭机排架柱采用扣件式钢管脚手架，作为承重作用。立杆的纵向间距为0.7m，立杆横向间距为0.7m，每步架高（大横杆间距）为0.8m，脚手架的总高度为16.35m， 共20步架。48钢管的主要计算数据为：截面积（A）为4.89cm2，截面惯性矩（I）为12.19cm4，截面模量（W）为5.08cm3，回转半径（i）为1.58cm，Q235钢材的抵拉抗压的容许应力为205N/mm2 ,由于框架梁是由其下部的13根小横杆直接受力，故每根小横杆的受力为：G=（G1+ G2+ G3+ G4）/13=（360000+14400+21600+29250）/13=32711N小横杆上作用的力在1.0米范围内为均匀分布的，故小横杆上的均布荷载线密度为：q=G/L=32711/1=32711 N/m3.3104 N/m 而每根小横杆上的荷载又传递给其下部的6根立杆，框架梁脚手架承重如下图所示：（1）.横向水平杆（小横杆）稳定计算：跨中最大弯矩：M= qL2/8=3.3104(1/3)2/8=458N.m跨中最大弯曲应力：=M/W=458N.m/5.08cm3=458103N.mm/5.08103mm3=90.2/mm2=205 N/mm2跨中最大挠度： fc=5qL4/384EI=53.3104(1/3)4N.m3/(3842.0610512.19104 N.mm2) =53.3104(1/3)4N.m3/(3842.0610512.19104 10-6N. m2)0.0002m=0.2mmL/1502mm 故横向水平杆是稳定的。（2）.小横杆同立杆连接时，每个扣件的承载力：R=qL/2=（3.301041/3）/2=5500N=5.50KNRc=8KN故小横杆同立杆连接处扣件承载力满足抗滑稳定要求。（3）.立杆稳定计算：根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，立杆稳定考虑框架梁最下部尾水平台上的承重立杆，可用下式校核立杆的稳定：（此处不考虑风荷载）N/Af式中N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQKNG1K脚手架结构自重标准值产生的轴向力，主要指每根立杆上承受的上部钢管自重；NG2K构配件自重标准值产生的轴向力，主要指扣件等自重；NQK 施工荷载标准值产生的轴向力总和。故：NG1K=（21+28）38=1862N （每米脚手架钢管重量按38N计算）NG2K=(212+2) 15=660N （每个扣件重量按15N计算）而NQK=R=5500N因而 N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK =1.2（1862+660）+1.45500 =10726N计算长细比根据公式 L0=kh k 计算长度附加系数，其值取1.155； 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3可得=1.7； h 立杆步距，取0.8m。故L0=kh=1.1551.70.8=1.571m因此 =l0/i=1.571m /1.58cm=157.1cm/1.58cm=99根据的值查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附表可得=0.595 N/A=10726/(0.595489)=36.85N/mm2=205N/mm2故立杆是稳定的。三、尾水平台预制板承重计算 尾水平台板的规格为2.09m1.09m0.1m（长宽厚），主要承受上部立杆传来的各种荷载，最不利的荷载组合是一个平台板上同时有4根立杆。平台板最不利荷载组合情况下的受力分析图如下图所示：利用结构力学求解器计算尾水平台板的内力：先输入结构体系，输入的文档数据如下：结点,1,0,0结点,2,0.7,0结点,3,1.4,0 结点,4,2.1,0结点,5,0.7,2.5结点,6,1.4,2.5单元,1,2,1,1,0,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,1单元,3,4,1,1,1,1,1,0单元,5,1,1,1,0,1,1,0单元,5,6,1,1,0,1,1,0单元,5,2,1,1,0,1,1,0单元,6,4,1,1,0,1,1,0单元,6,3,1,1,0,1,1,0结点支承,4,1,0,0结点支承,1,3,0,0,0结点荷载,5,1,26,-90结点荷载,6,1,26,-90单元荷载,1,3,2.725,0,1,90单元荷载,2,3,2.725,0,1,90单元荷载,3,3,2.725,0,1,90单元材料性质,1,3,3270000,2724900,0,0,-1单元材料性质,4,8,1.007,25,0.038,0,-1END结构受力图：弯距图： 尾水平台板的跨中最大弯矩：M=11.16KNm根据水工钢筋混凝土结构学中关于无梁板的强度复核要求，尾水平台板承重强度计算只需验证：MMp/K=（7/8AgRgh0）/K式中Ag表示板受拉钢筋总的截面积，查尾水台平板配筋图可算出Ag=9.23cm2； Rg表示钢筋极限抗拉强度，查表得级钢Rg=3200Kg/cm2； h0表示板的有效高度，查尾水平台板钢筋图得 h0=8.3cm； K安全系数，查表取K=1.50。 Mp=7/8AgRgh0=7/89.233200100.083=21.45KN.m K= Mp/M=21.45/11.16=1.92故K1.5所以尾水平台板承载强度满足设计要求，是安全的。综上所述，尾水启闭机排架柱脚手架及平台板承载强度满足稳定及设计的强度要求。说明：本计算参考资料：1. 中国建筑工业出版社出版的建筑施工扣件式钢