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文档简介
1、1 悬挑式外脚手架悬挑式外脚手架,是利用建筑结构外边缘向外伸出的悬挑结构来支承外脚手架,将脚手架的荷载全部或部分传递给建筑结构。悬挑脚手架的关键是悬挑支承结构,它必须有足够的强度、稳定性和刚度,并能将脚手架的荷载传递给建筑结构。1.1 悬挑式外脚手架类型、适用范围1.1.1 悬挑脚手架类型悬挑脚手架根据悬挑支承结构的不同,可分为支撑杆式悬挑脚手架(施工中俗称“钢管悬挑脚手架”)、挑梁式悬挑脚手架。1. 支撑杆式悬挑脚手架支撑杆式悬挑脚手架俗称钢管悬挑脚手架,其支承结构直接用48×3.5mm钢管搭设。支承结构由外伸水平钢管和斜撑钢管组成,根据搭设高度、搭设形式、荷载大小的不同可分为支撑
2、杆式双排悬挑脚手架(见图4-1、图4-2、图4-3)、支撑杆式单排悬挑脚手架(见图4-4、图4-5、图4-6)。图4-1:支撑杆式双排悬挑脚手架(下撑式)推荐精选图4-2:支撑杆式双排悬挑脚手架(下撑上拉式)图4-3:支撑杆式双排悬挑脚手架(下撑附墙式)推荐精选图4-4:支撑杆式单排悬挑脚手架(洞口挑支式)图4-5:支撑杆式单排悬挑脚手架(洞口挑支单层架、如左图)图4-6:支撑杆式单排悬挑脚手架(洞口插口单层架、如右图)推荐精选2. 挑梁式悬挑脚手架挑梁式悬挑脚手架采用固定在建筑物结构上的型钢悬挑梁,并以此为支座搭设脚手架,一般搭设双排脚手架,型钢挑梁可选用槽钢、工字钢。根据悬挑梁长度、脚手架
3、搭设高度的不同,可将挑梁式悬挑脚手架分为单挑梁式悬挑脚手架(见图4-7)、斜拉挑梁式脚手架(见图4-8)、下撑挑梁式悬挑脚手架(见图4-9)。图4-7:单挑梁式悬挑脚手架图4-8:斜拉挑梁式脚手架推荐精选图4-9:下撑挑梁式悬挑脚手架挑梁式悬挑脚手架根据是否设置联梁,又可分为无联梁的悬挑脚手架或有联梁的悬挑脚手架,如图4-10、4-11。图4-10:无联梁的悬挑脚手架推荐精选图4-11:有联梁的悬挑脚手架1.1.2 悬挑脚手架适用范围近年来,高层建筑施工中普遍采用了不落地式脚手架,包括悬挑脚手架,吊挂脚手架、爬架等。悬挑脚手架一般用于建筑施工中以下三种情况:1) ±0.00以下结构工
4、程回填土不能及时回填,而主体结构必须立即进行施工,否则影响工期。2) 高层建筑主体结构四周为裙房,脚手架不能直接支承在地面上。3) 超高层建筑施工中,脚手架搭设高度超过允许搭设高度,因此将脚手架按允许搭设高度分成若干段,每段脚手架支承在由建筑结构向外悬挑的结构上。支撑杆式及挑梁式悬挑脚手架的具体适用范围如表4-1:表4-1:悬挑脚手架的适用范围悬挑脚手架类型适用范围支撑杆式双排悬挑脚手架下撑式用于框架结构、外框内筒结构。搭设高度受扣件抗滑能力的限制,一般为6步架(即3层楼层高度)下撑上拉式用于框架结构、外框内筒结构。搭设高度受扣件抗滑能力的限制,搭设高度一般不超过15m。推荐精选下撑附墙式用于
5、剪力墙结构、框架剪力墙结构中的外墙部位。搭设前需埋设穿墙套管、下撑托埋件且要控制套管及埋件的精度,工程施工中采用较少。一般只用在框架剪力墙结构中的外墙部位、并与无外墙部位的框架外架连成整体。支撑杆式单排悬挑脚手架洞口挑支式用于剪力墙结构,受扣件抗滑力及撑杆稳定性的限制,一般搭设6-8步架高(即3-4层楼层高度)洞口挑支单层架用于剪力墙结构,随结构施工逐层往上搭设,常与模板支撑架连成一体从窗口挑出洞口插口单层架用于剪力墙结构,也可用于框架结构。实际上是悬挂外脚手架的一种特殊型式,在窗洞口内侧或框架柱空隙附加别杠或别环,将架子挂住,架子随结构施工逐层往上提升。挑梁式悬挑脚手架单挑梁式用于框架结构,
6、为安全起见,一般搭设高度不超过20m。可分段往上搭设。斜拉挑梁式用于框架结构,为安全起见,一般搭设高度不超过30m。可分段往上搭设。下撑挑梁式用于剪力墙结构,搭设前需在外墙预留挑梁孔洞和下撑托埋件,施工繁琐且安装型钢挑梁及支撑有一定的难度,常用于有台风的地区。总结概括框架结构或框架剪力墙结构的无外墙部位一般选用型钢挑梁式悬挑脚手架、有台风的地区常用下撑挑梁式悬挑架;支撑杆式悬挑脚手架一般用于楼层不高的框架结构或框架剪力墙结构中的外墙部位,有时从经济上考虑也用于高层框架(常搭设3-4层,随结构施工每3-4层上翻),但应加强安全管理。注:有、无联梁的挑梁式悬挑脚手架设计主要根据外架的搭设高度、施工
7、荷载的大小以及型钢的悬挑长度及型钢梁大小等因素综合确定。当外架搭设不高、型钢梁外伸跨度不大时可采用带联梁的挑梁式悬挑脚手架,这样相对较经济。推荐精选构造要求1.1.3 支撑杆式悬挑脚手架的构造(见表4-2)表4-2:支撑杆式悬挑脚手架的构造构造类型节点图说明双斜撑与挑杆的连接适用于架体搭设高度高度高,使用荷载较大的情况单斜撑与挑杆的连接如荷载较大,斜撑与纵向水平杆的连接可采用双扣件框架结构中斜撑下端头节点一将斜撑与连系杆用扣件锁紧可防止斜撑滑移。框架结构中斜撑下端头节点二推荐做法。埋设直钢管、利用短钢管,现场施工方便推荐精选剪力墙结构中附墙斜撑下端头节点推荐做法。采用穿墙螺栓固定托铁比预埋托铁
8、方便且托铁可回收。斜撑的加强构造加强构造可减小斜撑的长细比,提高斜撑的承载力。水平挑杆与楼板连结节点木方垫实、扣件锁紧水平挑杆一般受拉或拉弯作用,根据受力大小决定是否采用双扣件。1.1.4 挑梁式悬挑脚手架构造(见表4-3)表4-3:挑梁式悬挑脚手架的构造构造类型节点图说明框架结构中型钢挑梁与楼板连结的节点60套管,与钢梁焊接推荐做法。预埋圆钢钢筋锚环,周边用木屑屑紧。推荐精选剪力墙结构型钢挑梁节点一按型钢的断面在外墙预留穿梁孔洞,挑梁拆除后需用砼灌洞。剪力墙结构型钢挑梁节点二安装型钢梁时不方便。剪力墙结构型钢挑梁节点三需预留穿墙螺栓套管,型钢挑梁安装不方便。斜拉杆与外混凝土墙连结的节点一图示
9、中拉杆也可改为钢丝绳。斜拉杆与外混凝土墙连结的节点二图示中拉杆也可改为钢丝绳。推荐精选钢丝绳夹的固定夹座扣在钢丝绳的工作段上,U形螺栓扣在钢丝绳的尾段上。斜撑附墙的连结节点当有阳台板时,斜撑也可撑在阳台板上。1.1.5 连墙件节点(见表4-4)表4-4:连墙件节点构造构造类型节点图说明框架结构中钢管连墙杆与楼板连结节点一推荐做法。根据设计方案按2步3跨或3步3跨设置。框架结构中钢管连墙杆与楼板连结节点二现场需截断钢管。框架结构中钢管连墙杆与框架柱的连结节点连墙钢管推荐做法。俗称钢管“抱柱式”。推荐精选剪力墙结构中连墙杆与建筑物外墙的连结节点一穿墙螺栓固定连接件,连接件与连墙钢管再进行连接。剪力
10、墙结构中连墙杆与建筑物外墙的连结节点二短钢管预先焊在钢板上,钢板用穿墙螺栓固定,连墙钢管与短钢管用扣件锁紧剪力墙结构中连墙杆与建筑物外墙的连结节点三推荐做法。穿墙螺栓固定角铁,角铁通过钢板带固定纵向连系钢管,连墙钢管用扣件与连系钢管锁紧。1.1.6 构造要求注意事项1. 支撑杆式悬挑脚手架1) 支撑杆式的悬挑脚手架搭设高度和使用荷载大小受斜撑杆稳定性和扣件抗滑移的制约、下撑式搭设高度不宜超过6步架,施工荷载不得超过3KN/m2,下撑上拉式搭设高度不宜超过10步架,施工荷载不得超过3KN/m2。支撑杆式单排悬挑脚手架的施工荷载不得超过2KN/m2。2) 双排悬挑脚手架的挑出宽度不宜大于1.2m,
11、单排悬挑脚手架的挑出宽度不宜大于1.0m。3) 斜撑杆撑在建筑物上必须采用可靠防滑移措施,以保证斜撑顶紧可靠受力。推荐精选4) 斜撑杆与竖直面或墙面的夹角不得大于450。5) 斜撑杆与水平挑杆或纵向水平杆必须用旋转扣件扣紧,当荷载较大时,应设置双扣件确保扣件抗滑移符合要求。6) 斜撑杆、水平挑杆应与架体立杆的纵向间距一致。7) 构造加强斜杆为构架之必须,且有缩短斜撑杆受压计算长度之作用,绝对不能缺少。8) 采用拉杆或钢丝绳斜拉架体时,在架体的拉点处应设置钢管与楼板顶紧,拉杆或钢丝绳应按立杆纵距成对设置,并使拉杆或钢丝绳绷紧达到受力状态。拉杆或钢丝绳的纵向间距不得大于三倍立杆纵距。9) 所有连接
12、扣件必须可靠拧固。10) 支挂节点的构造和支承结构的承载力必须符合要求。11) 水平挑杆以上架体的搭设及构造要求同扣件式钢管脚手架。2. 挑梁式悬挑脚手架1) 单悬挑梁式的脚手架搭设高度不宜超过20m,有下撑的或上部采用斜拉方式的悬挑梁脚手架搭设高度不宜超过30m,施工荷载不得超过6KN/m2。2) 悬挑梁制作采用的型钢,其型号、规格、固端和悬挑端尺寸的选用应经计算确定。3) 悬挑梁、悬挑梁的拉、撑构件及与建筑物三者之间的连接构造必须符合要求,连接强度应经计算确定。4) 当型钢挑梁采用水平支承于建筑梁板结构上的形式时,悬挑梁固端长度不应小于1.5倍的外挑长度。5) 当型钢挑梁支承于建筑物外墙埋
13、件或柱埋件上时,型钢挑梁与埋件之间应通过螺栓或焊接方式牢靠连接。6) 悬挑梁斜撑与竖直面或墙面的夹角不得大于450,当斜撑支承于建筑物外墙或柱上时,应设置钢托件防止斜撑滑移。7) 脚手架立杆底部与悬挑结构应连接牢靠,不得滑动或窜动。双排外立杆距悬挑梁端的距离不得小于100mm。8) 悬挑梁以上架体的搭设及构造要求同扣件式钢管脚手架。推荐精选搭拆要点1.1.7 支撑杆式悬挑脚手架1. 搭设作业程序详见图4-12。图4-12:支撑杆式双排悬挑脚手架的搭设流程图2. 拆除程序悬挑脚手架的拆除顺序与搭设顺序相反,遵循先搭设的后拆、后搭设的先拆原则。推荐精选3. 搭拆要点1) 在组装支承挑撑杆件时,若无
14、其他安全防护设施,首先要搭设安全网;拆架(包括拆除悬挑支承设施)时,应待上部拆除完毕后再拆除安全网。2) 安装水平挑杆时外端应有10-20mm的向上翘起,以避免受荷后外端下垂。水平挑杆与钢筋预埋锚环应通过加垫木方、木楔等楔实,并用扣件于锚环两侧内外锁紧。3) 斜撑与水平挑杆应采用双扣件扣紧。4) 斜撑杆撑在建筑物上必须采用可靠防滑移措施,以保证斜撑顶紧。5) 承受拉力的预埋件,要待混凝土强度达到设计强度的70%以上才能受力。6) 组装支承挑撑杆件时,应确保纵向水平杆的水平高差在规范允许偏差范围内。7) 搭拆时严格控制脚手架的垂直度,脚手架的垂直度要随时检查,发现超过允许偏差时,应及时予以纠正。
15、8) 按搭设顺序一层一层搭设,当架子搭设到预定连墙件位置时,应及时设置连墙件,连墙件按“两步三跨”的纵横间距梅花形设置。架子高度达6m(三步架)后,应及时架设剪刀撑。9) 拆除架子时的顺序与搭设相反,不许先行拆除拉杆。10) “悬空”作业时,必须系好安全带,且安全带的挂扣点必须牢固可靠。1.1.8 挑梁式悬挑脚手架1. 搭设作业程序详见图4-13:推荐精选图4-13:挑梁式悬挑脚手架搭设流程图2. 拆除程序挑梁式悬挑脚手架的拆除顺序与搭设顺序相反,遵循先搭设的后拆、后搭设的先拆原则。3. 搭拆要点1) 搭架前或进行支承设施安装时,若无其他安全防护设施,首先要搭设安全网;拆架(包括拆除悬挑支承设
16、施)时,应待上部拆除完毕后再拆除安全网。2) 型钢挑梁与钢筋预埋锚环应通过加垫木方、木楔等楔实。3) 斜撑杆撑在建筑物上必须采用可靠防滑移措施,以保证斜撑顶紧。4) 承受拉力的预埋件,要待混凝土强度达到设计强度的70%以上才能受力。5) 悬挑梁与墙体结构的连接,应预先预埋铁件或留好孔洞,保证连接可靠,不得随便打凿孔洞破坏墙体。6) 斜拉杆(绳)应装有收紧装置,以使拉杆收紧后能承担荷载。7) 脚手架立杆与挑梁(或纵梁)的连接,应在挑梁(或纵梁)上焊接长度不小于150mm的粗钢筋或短钢管套筒;同时在立杆下部设置1-2道扫地杆以确保架子的稳定。8) 搭拆时严格控制脚手架的垂直度,脚手架的垂直度要随时
17、检查,发现超过允许偏差时,应及时予以纠正。9) 按搭设顺序一层一层搭设,当架子搭设到预定连墙件位置时,应及时设置连墙件,连墙件按“两步三跨”的纵横间距梅花形设置。架子高度达6m(三步架)后,应及时架设剪刀撑。10) 拆除架子时的顺序与搭设相反,不许先行拆除拉杆。11) “悬空”作业时,必须系好安全带,且安全带的挂扣点必须牢固可靠。推荐精选设计计算1.1.9 挑梁式悬挑脚手架计算1. 水平支承于建筑梁板结构的无联梁悬挑脚手架计算1) 计算模型按照悬臂梁进行计算。带斜拉杆(绳)的悬挑梁设计和验算时,一般不考虑钢丝绳的承载力,只作为附加安全储备用。2) 计算项目根据钢结构设计规范(GB50017-2
18、003)、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)中的相关规定,水平支承于建筑梁板结构的无联梁情况下的挑梁计验算项目如下图4-14所示:图4-14:挑梁式悬挑脚手架的计验算项目3) 计算简图与图4-14所对应的计算简图如下图4-15所示:图4-15:水平支承于建筑梁板结构的型钢挑梁计算简图4) 计算公式 脚手架的计算包括纵向、横向水平杆受弯构件的强度和连接扣件的抗滑力计算,立杆的稳定性计算,连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算。其相应的计算公式请参见建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)中设计计算一节推荐精选相关公式。 型钢挑梁抗弯强度计算公式公式
19、:符号说明:Mx绕x轴(强轴)的弯矩(N.mm); Wnx对x轴的净截面抵抗矩(mm3); rx截面塑性发展系数,对于工字钢截面,rx=1.05,对于其他截面可按钢结构设计规范(GB50017-2003)表5.2.1采用。 f钢材的抗弯强度设计值,f=215N/mm2。 型钢挑梁抗剪强度计算公式:符号说明:V计算截面沿腹板平面作用的剪力(N) S计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩(mm3) I毛截面惯性矩(mm4) tw腹板厚度(mm) fv钢材的抗剪强度设计值,fv=125N/mm2 型钢挑梁整体稳定性验算公式:符号说明:Mx绕强轴作用的最大弯矩(N.mm) WX按受压纤维确定的梁毛截面
20、抵抗矩(mm3) b梁的整体稳定系数,按钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B确定 f钢材的设计强度(N/mm2) 型钢挑梁挠度计算公式:fmax=f1+f2符号说明:fmax钢梁最大挠度(mm) f1集中荷载引起的最大挠度(mm) f2均布荷载引起的最大挠度(mm)推荐精选 预埋钢筋的抗拉强度计算当采用多道预埋钢筋时,每道预埋钢筋均应单独计验算满足要求。每个预埋钢筋环按两个截面计算。预埋钢筋的抗拉强度公式:符号说明:预埋钢筋的拉应力 R预埋钢筋环处的锚固点反力(N), ,其中MX为绕强轴作用的最大弯矩,L为在型钢挑梁在建筑物上锚固段的距离。 A预埋钢筋环的截面面积 预埋钢筋环的容许
21、拉应力,=50N/mm2(HPB235钢筋的容许拉应力取值是根据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第10.9.8条规定采用)2. 水平支承于建筑梁板结构的带联梁悬挑脚手架计算1) 计算模型悬挑主梁按受集中荷载和自身自重线荷载的悬臂梁计算,联梁按受集中荷载和自身自重线荷载作用下的简支梁计算(偏于安全)。带斜拉杆(绳)的悬挑梁设计和验算时,一般不考虑钢丝绳的承载力,只作为附加安全储备用。2) 计算项目根据钢结构设计规范(GB50017-2003)、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)中的相关规定,水平支承于建筑梁板结构的带联梁情况下的挑梁计验算项目如下图4-1
22、6所示:悬挑主梁、联梁的计算项目:1.抗弯强度计算2.抗剪强度计算3.整体稳定性计算4.挠度计算脚手架计算预埋钢筋抗拉强度计算推荐精选图4-16:带联梁的挑梁式悬挑脚手架的计验算项目3) 计算简图悬挑主梁的计算简图如图4-15,联梁的计算简图如下图4-17所示:图4-17:联梁计算简图4) 计算公式 脚手架的计算包括纵向、横向水平杆受弯构件的强度和连接扣件的抗滑力计算,立杆的稳定性计算,连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算。其相应的计算公式请参见建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)中设计计算一节相关公式。 悬挑主梁、联梁的计算公式其抗弯强度、抗剪强度、整体稳定性及挠度
23、计算公式同水平支承于建筑梁板结构的无联梁悬挑脚手架计算。 预埋钢筋的抗拉强度计算计算公式参见“水平支承于建筑梁板结构的无联梁悬挑脚手架计算”中的预埋钢筋抗拉强度计算公式。1.1.10 支撑杆式悬挑脚手架的计算1. 计算项目支撑杆式悬挑脚手架受力为简单的拉撑杆件体系,由作为承载主体的水平杆件(水平挑杆)与支撑斜杆组成。水平杆件受拉或受拉弯作用,斜杆相当于设在水平杆件悬挑一端的支座,承受压力作用。因此,水平挑杆应计验算抗拉强度(或抗拉弯强度),斜撑杆应计验算其稳定性(稳定性满足要求时,斜撑杆的受压强度必然满足要求,故不必计算),节点支座采用扣件联结,因此还应计验算支座的扣件抗滑移验算。支撑杆式悬挑
24、脚手架的计验算项目如下图4-18所示:推荐精选脚手架计算水平挑杆抗拉强度(或抗拉弯强度)计算内外斜撑杆稳定性验算内、外支座节点的扣件抗滑移计算拉杆与埋件的滑移验算图4-18:支撑杆式悬挑脚手架的计验算项目2. 计算简图水平杆件受拉作用或受拉弯作用(当在水平挑杆上铺设跳板时),斜撑杆承受压力作用。计算简图如下图4-19所示:推荐精选图4-19:支撑杆式悬挑脚手架计算简图3. 计算公式1) 脚手架的计算包括纵向、横向水平杆受弯构件的强度和连接扣件的抗滑力计算,立杆的稳定性计算,连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算。其相应的计算公式请参见建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)
25、中设计计算一节相关公式。2) 水平挑杆的抗拉强度(或抗拉弯强度)计算公式:符号说明:水平挑杆的拉应力或拉弯应力; R拉水平挑杆的拉力 A钢管的截面积,对于48钢管,A=489mm2 M钢管承受的的弯矩设计值 W钢管截面模量,对于48钢管,W=5080mm3 fQ235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值,f=205N/mm23) 斜撑杆稳定性计算公式:符号说明:内、外斜撑杆的压应力; R压内、外斜撑杆的压力设计值 轴心受压杆件的稳定系数,应根据长细比=l0/i按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)附录C表C取值。 l0内、外斜撑杆的计算长度,一般取节点之间的距离 i钢管截面回
26、转半径,对于48钢管,i=15.8mm A钢管的截面积,对于48钢管,A=489mm2 M钢管承受的的弯矩设计值推荐精选 W钢管截面模量,对于48钢管,W=5080mm3 fQ235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值,f=205N/mm24) 扣件抗滑移承载力验算计算水平挑杆与内、外斜撑杆节点处的扣件抗滑移是否符合要求,对于单个直角扣件、旋转扣件(抗滑)承载力设计值为8KN,如采用双扣件,其承载力设计值可按12KN确定(值12KN取自建筑施工手册(第四版)的规定)。当水平挑杆与建筑物的预埋钢筋环采用扣件锁紧时,倘应验算联结扣件的抗滑力是否满足要求(即不大于R拉)。推荐精选典型实例计算1.1.11 工
27、程概况某高层建筑地下4层,地上24层,其中裙楼4层,14层层高4.8m,524层层高3.9m,建筑檐高99.29m,结构形式为框架剪力墙结构,外墙装饰主要采用单元式玻璃幕墙。1.1.12 方案选定裙房高度为19.2m,为便于裙房屋面及时施工,采用钢管悬挑双排脚手架搭设。主楼外架可选用外爬架或型钢悬挑脚手架,从经济角度考虑,单元式玻璃幕墙施工不用外架,采用悬挑式外脚手架比爬架一次性投入费用要低得多因此,主楼外架选用分段悬挑的型钢悬挑脚手架。1.1.13 型钢悬挑脚手架1. 构造1) 分段悬挑本工程群楼以上5-24层采用型钢悬挑式外脚手架,分别在5层和15层设置悬挑钢梁,分2段搭设外脚手架,第一段
28、搭设高度39.6m,第二段搭设高度36.6m。2) 型钢悬挑梁型钢悬挑梁选用22b工字钢,每根悬挑梁长度为3800mm,其中外悬挑段长度1600mm。挑梁示意图见图4-20:图4-20:型钢悬挑示意图推荐精选型钢悬挑梁的间距同立杆纵距。型钢悬挑梁与建筑物的固定采用预埋16钢筋锚环,在边梁和楼板上设置2个锚固点,锚固形式见下图4-21:图4-21:工字钢挑梁的锚固节点图3) 双排脚手架脚手架用48×3.5钢管和扣件搭设成双排架,立杆横向间距lb=1.05m,纵距la=1.5m,步距h=1.8m。脚手架搭设高度共22步,计39.6m高;里立杆离墙面b=0.4m,每一悬挑段共铺设2层木脚手
29、板;施工作业层,结构施工按1层作业,施工荷载为3KN/m2,作业层设置栏杆、挡脚板。脚手架外立杆里侧挂2300目密目安全立网封闭施工。连墙杆采用钢管抱柱和在楼板外侧预埋短钢管两种做法,按照2步3跨从底层第一步开始设置并按梅花型布置,具体做法见下图4-22:图4-22:连墙件的与建筑物的连接节点推荐精选剪刀撑在外侧立面整个长度和高度上连续设置。2. 横向水平杆计算本例横向水平杆位于纵向水平杆之上,横向水平杆按受均布荷载作用下的简支梁计算,验算其抗弯强度和挠度,考虑活荷载的最不利布置,不计入悬挑部分的荷载作用。作业层上除主横向水平杆外,在两主横向杆中间设置间横杆以支撑脚手板,即作业层横向水平杆间距
30、为0.75m(即la/2)。1) 荷载计算木脚手板的线荷载标准值:0.35×0.75=0.2625KN/m施工荷载的线荷载标准值:3×0.75=2.25KN/m作用横向水平杆线荷载标准值合计:qk=0.2625+2.25=2.5125KN/m作用横向水平杆线荷载设计值合计:q=1.2×0.2625+1.4×2.25=3.465KN/m2) 抗弯强度验算3) 挠度验算,挠度符合要求。3. 纵向水平杆计算本例横向水平杆位于纵向水平杆之上,纵向水平杆按受集中荷载作用下的三跨连续梁计算,应验算抗弯强度、挠度和扣件抗滑承载力。计算时按活荷载最不利布置,即三跨(每跨
31、中部)均有集中活荷载分布计算。1) 荷载计算计算横向水平杆传给纵向水平杆的集中力时,应计入悬挑荷载。推荐精选注:本例内外立杆距建筑物的距离为a=400mm,计算中a1=300的取值是根据规范5.2.4条的规定。2) 抗弯强度计算查建筑施工手册(第四版)荷载与结构静力计算表2-12,最大弯矩为边跨的跨中,弯矩系数KM=0.175,故:Mmax=0.175Fla=0.175×3×1.5=0.7875KN.m3) 挠度计算由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值:查建筑施工手册(第四版)荷载与结构静力计算表2-12,最大挠度为边跨的跨中,挠度系数为K=1.146,故:,挠度符合要
32、求。4) 扣件抗滑承载力验算纵向水平杆通过扣件将竖向作用力传给立杆。查建筑施工手册(第四版)荷载与结构静力计算表2-12,中间支座的剪力系数为-0.65、0.5,故传给立杆的竖向作用力设计值为:R=(1+0.65+0.5)×F=2.15×3=6.45KN查规范5.2.5条:RC=8KNRRC,扣件抗滑承载力符合要求。4. 立杆计算1) 荷载计算 脚手架结构自重(包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件):查建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)(以下简称规范)附录A表A-1得gk=0.1248KN/m:推荐精选NG1K=39.6
33、15;0.1248=4.942KN 构、配件(包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网)自重:木脚手板,共铺设2层,查规范表4.2.1-1,木脚手板自重标准值为0.35KN/m2:NG2K-1=2×(1.05+0.25)×1.5×0.35/2=0.6825kN栏杆与木挡脚板,作业层1层,但仍按两层设置栏杆与木挡脚板考虑(此考虑与实际栏杆的搭设一致),查规范表4.2.1-1,自重标准值为0.14kN/m:NG2K-2=2×1.5×0.14=0.42kN 安全网,密目安全网自重标准值按0.005kN/m2(建筑施工手册(第四版)给定的数值)计:NG2K-3
34、=39.6×1.5×0.005=0.297kN合计:NG2K=0.6825+0.42+0.297=1.40kN 施工均布活荷载,按照1层结构作业3kN/m2计:=3×1.5×(1.05+0.25)/2=2.925KN 风荷载:基本风压:北京地区基本风压0=0.35kN/m2风压高度变化系数:本工程地理位置属于D类,第二段悬挑架顶端距离地面约100m,查建筑结构荷载规范(GB50009-2001)表7.2.1得:=1.27;风荷载体型系数:根据规范表4.2.4规定,本工程属于框架剪力墙结构,=1.3(为挡风系数,包括密目安全网和敞开式脚手架钢管)。:230
35、0目密目安全网挡风系数,根据产品合格证参数确定,也可通过计算大致确定。本例采用计算确定,其中2300目中每目孔隙面积A0=1.3mm2:=1.2(100-nA0)/100=1.2(100-2300×1.3)/100=0.841;按规范附录A表A-3采用,=0.089;所以,=1.3(+-/1.2)=1.3(0.841+0.089-0.841×0.089/1.2)=0.868推荐精选带入公式得:风荷载标准值=0.7×1.27×0.868×0.35=0.27kN/m2; 荷载组合,计算立杆段轴向力设计值:不组合风荷载时:=1.2(4.942+1.4
36、0)+1.4×2.925=11.71kN组合风荷载时:=1.2(4.942+1.40)+0.85×1.4×2.925=11.09kN2) 立杆稳定性计算 验算长细比查规范表5.3.3,lb=1.05m,连墙杆2步3跨时,脚手架立杆的计算长度系数=1.5=171=210,满足要求。 计算风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW 不组合风荷载时由=198,查规范附录C得稳定系数=0.184 组合风荷载时5. 连墙件计算1) 风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw:Nlw=1.4×WK×AW=1.4×0.27×(2×1.8
37、5;3×1.5)=6.12KN推荐精选2) 连墙件的轴向力设计值Nl:Nl= Nlw+N0=6.12+5=11.12KN (注:根据规范,对双排脚手架,N0=5KN)根据规范表5.1.7规定,单直角扣件或旋转扣件(抗滑)的抗滑承载力为8KN,现轴向力设计值Nl=11.12KN,采用单直角扣件或旋转扣件(抗滑)不满足要求,需采用双直角扣件或双旋转扣件(抗滑)才能满足要求。6. 工字钢挑梁计算脚手架的轴向力全部由型钢挑梁承担,水平力由连墙杆传给建筑物承担。型钢挑梁(I22a)按简支外伸梁计算,所受荷载为立杆的集中力及自身的自重线荷载。型钢悬挑架计算简图如下图4-23:图4-23:型钢悬挑
38、架计算简图1) 计算支座反力根据静力平衡条件:经计算得:RA=14.64KN,RB=39.25KN2) 抗弯强度计算最大弯矩为支座B的负弯矩,可用“截面法”求得。MB=14.64×1.8+0.33×1.8×0.9=26.89KN.m推荐精选3) 稳定性计算4) 挠度验算型钢悬挑梁在集中荷载和均布荷载作用下的挠度公式如下,符号意义如图4-24所示:集中荷载作用下:均布荷载作用下:图4-24:荷载图示式中,F=11.71KN,q=0.33KN/m,a=600、1650mm,l=1800mm,E=2.06×105N/mm2,I=IX=34060000mm4,将
39、数值代入以上二式计算得:=0.48+5.22+0.07=5.77mm查钢结构设计规范(GB50017-2003),对于悬挑钢结构,=L/400(其中L为悬伸长度的2倍)=5.77mm=2×1800/400=9mm,挠度符合要求。5) 抗剪强度计算支座B右截面处的剪力最大,V=11.71×2+0.33×1.8=24.014KN7. 验算悬挑梁锚固钢筋的抗拉强度对A点的预埋钢筋的抗拉强度进行,当设置两道时,为安全起见,只对一道进行验算。预埋锚固钢筋吊环按两个截面同时受力计算,每根钢筋截面承受R/2。推荐精选预埋钢筋环的容许拉应力,=50N/mm2。A点预埋钢筋环抗拉强
40、度A点处16的预埋钢筋环抗拉强度符合要求。1.1.14 支撑杆式双排悬挑脚手架本工程1-4层裙楼的外脚手架采用支撑杆式双排悬挑脚手架(即普通钢管双排悬挑脚手架)。见图4-25所示:图4-25:支撑杆式双排悬挑脚手架剖面图1. 构造脚手架用48×3.5钢管和扣件搭设成双排架,架高21.6m,立杆横距lb=1.05m,纵距la=1.5m,步距h=1.8m,内立杆距建筑物外挑板距离为0.4m;连墙件采用钢管,与建筑物的拉结采用抱柱拉结或与楼层边的预埋短钢管拉结。连墙件从架体的第一步开始设置,竖向间距按层高,水平间距按3跨(即4.5m)设置、梅花形布置。共铺设2层木脚手板。结构施工按1层作业
41、,装修施工2层同时作业,结构施工荷载标准值为3KN/m2,装修施工荷载标准值为2KN/m2。作业层设置栏杆、挡脚板。推荐精选脚手架支撑采用斜撑钢管支撑上部架体,内外斜撑的间距同立杆纵距。斜撑钢管与横向挡固杆连结,而挡固杆穿在预埋钢筋环内并用木楔楔紧。内外斜撑杆之间设置构造加强横杆和斜杆以及纵向联系杆加强其整体稳定性、提高斜撑杆的承载力。2. 计算主要计算水平挑杆的抗弯强度及挠度、斜撑杆的稳定性、以及扣件的抗滑移计算,架体的其它项计算省略(计算方法同2.5.3的型钢悬挑架的相关项方法)。施工荷载按装修施工2层同时作业考虑。1) 荷载计算查规范)附录A表A-1得gk=0.1248KN/m脚手架结构
42、自重:NG1K=21.6×0.1248=2.70kN构、配件自重:NG2K=0.35×2×(1.05+0.25)×1.5/2+2×0.14×1.5+21.6×1.5×0.005=1.26KN施工荷载2) 立杆段的轴向力设计值不组合风荷载3) 主要杆件验算当在水平挑杆上铺设跳板时,水平挑杆按受拉弯作用(验算强度及挠度时不计算悬挑部分荷载),斜撑杆按承受上部脚手架的压力作用。其计算简图如图4-26:推荐精选图4-26:计算简图 杆件受力计算根据静力平衡方程式,B点的合力矩为零,即M(B)=0得:RACCOS1×
43、;1.05=N×1.05+q×1.3×0.65将N=10.21KN,q=(2×1.4+0.35×1.2)×1.5=4.83KN/m,COS1=4800/4883=0.983代入上式得:RAC=15.06KN将N=10.21KN,q=4.83KN/m,RAC=15.06KN,COS1=0.983,COS2=4800/5181=0.926代入上式得:RBC=12.85KN将RAC=15.06KN,RBC=12.85KN,sin1=900/4883=0.184,sin2=1950/5181=0.376代入上式得:RAB=7.60KN AB杆
44、拉弯强度及挠度计算计算AB杆弯矩及挠度时,AB杆按受均布荷载的简支梁计算,不计入悬挑部分荷载。查规范表5.1.6得E=2.06×105 N/mm2,查规范附录B表B得I=12.19×104mm4。qk=(2+0.35)×1.5=3.525查规范表5.1.8,受弯构件的容许挠度v为L/150(L为受弯构件跨度)与10mm的最小值。 内外斜撑杆容许长细比验算内外斜撑杆考虑构造加强横杆和斜杆以及纵向联系杆对其有效约束作用,其内外斜撑杆长度分别取1628mm,1727mm。推荐精选注:计算容许长细比时,按公式l0=kuh计算,但k=1.00(根据规范5.1.9条要求)。
45、内外斜撑杆稳定性计算内斜撑杆的稳定性:外斜撑杆的稳定性:推荐精选总结1.1.15 适用范围高层建筑结构施工脚手架一般选用建筑外爬(模)架、分段悬挑脚手架、建筑外挂架。其适用范围如下表4-5:表4-5:高层建筑结构外架适用范围类型适用范围优缺点综合考虑因素爬架高层、超高层框架、框剪结构优点:安全、机械化程度高、适应性强、不受建筑物高度限制、有利文明施工,综合管理效益好;缺点:层数较少或高度不高时成本高、不具优越性根据工程特点(立面形式、高度、工期、文明施工要求、周边环境等)、安全、成本等因素综合考虑爬模架高层、超高层剪力墙结构同上钢管挑架高度不高或中高层建筑,下部要求不能落地的情况优点:搭拆简单易行、造价低;缺点:搭设高度受限制、安全隐患较多型钢挑
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