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文档简介
1、 高空作业专项方案一、编制依据1、建设施工高处作业安全技术规程 JGJ80-912、建设施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130-20013、河北省工程建设标准建设工程施工安全规范 DB13(J)45-20034、安全帽 GB2811-895、安全带 GB6095-856、安全网 GB5725-19977、密目式安全立网 GB16909-978、混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-20029、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 JGJ3-9110、钢结构设计规范 GBJ17-8811、建筑施工安全检查标准 JGJ59-9912、高层作业吊篮 GB19155-200313、河
2、北省危险性较大建设安全专项施工方案编制及专家论证审查办法附件:安全专项施工方案主要内容 二、工程概况及高处作业范围、内容、特点、持续时间工程概况:胜北国际商城位于石家庄市胜利北大街与向阳路交汇处,东临中华鞋城。主要由2幢塔楼及商业用房组成,总建筑面积:98571m2;塔楼建筑层数:地下负3层,地上27层;建筑高度95.7M;标准层高3.3 M,裙楼高度19.41 M.。由石家庄市住宅开发建设公司投资兴建。石家庄市建筑设计院设计;建筑结构的安全等级为二级,使用设计年限为50年。结构概况:a、地震基本烈度和抗震等级:本工程抗震设防类别为丙类(第一组),抗震设防裂度为7度。b、地基基础:建筑场地类别
3、为类,结构安全等级为二级,地基基础设计等级为乙级。c、基础型式:A-G轴采用梁扳式筏基、G-M轴采用柱下十字交叉条形基础、(局部采用梁板式筏基)。d、结构型式:框架剪力墙结构。e、采用材料:混凝土:基础混凝土埋深为17.40米。基础垫层为C15,地下室外墙、基础底板混凝土强度为C50抗渗混凝土(抗渗等级S8)。主楼中心桶、框架柱混凝土强度为C60C35,楼板混凝土强度为C40、C35。本工程高处作业范围、内容、特点、持续时间:规范规定超过2米(含2米)的作业即应在有安全防护条件下进行,本工程高空作业范围为地基槽基底至建筑物总高度范围。高空作业内容包含模板工程、钢筋工程、砼工程、脚手架工程、砌筑
4、工程、装饰工程等。本工程高建筑工程空作业涉及工序多、工种多,施工危险因素多。本工程施工工期较长高空作业时间持续约600天。三、高处作业临边防护措施 高处作业临边防护措施的主要内容为:三宝、四口(包括楼梯口、电梯井口、预留洞口、通道口、)、电梯井内防护,五临边防护:阳台、楼层周边、外用电梯上料口及各层提料平台口防护、以及基坑临边作业等项的防护措施。目的主要是防止高空坠落、物体打击等,施工现场安全防护按照本方案执行,以防止安全事故的发生。(一)、安全防护一般规定施工现场严格按规定设置安全标志。用铁凳、木凳等简易设施进行模板支设等操作时两凳间距为2米,且凳上铺设脚手板不少于两块,凳上不许多人进行操作
5、。施工操作执行“先防护,后作业”的原则。对于施工现场的安全防护设施,严禁私自拆改;如必须拆改,须经项目技术负责人同意并出具体方案后方可拆改。严禁抛、扔各种材料、废弃物等违反安全操作规程作业。吊运作业时,吊装零散物件必须使用吊笼。外挑平台严禁堆放材料。严禁酒后作业。(二)四口防护1、楼梯踏步及休息平台的防护:楼梯踏步及休息平台处必须设上下两道 48×3.5钢管栏杆防护,分别为1.2米和0.6米高,每转角处设立柱固定(见附图01)。2、电梯井口、管道井口防护电梯井口、管道井口防护设高度不低于1.2米的金属防护门,用14的螺纹钢筋按照水平间距15cm立柱采用 16钢筋,并在防护门上刷红油漆
6、、挂牌。电梯井内首层设一道水平安全网,每三层或垂直十米设一道。安全网保证密封严密,水平网的固定采取在四周井壁上留穿墙洞,洞边距井壁10cm,穿入水平钢架管,在水平钢架管上帮扎安全网,必须帮扎牢固。未经项目技术负责人同意并出具方案,电梯井内不得作垂直运输通道和垃圾通道。(见附图02)3、预留洞口防护边长0.5m-1.5m以下得孔洞预埋通长钢筋加固定盖板,边长2.5cm以上的预留洞口用木板覆盖并固定,边长在1.5m以上的洞口,四周设置防护栏杆,洞口下方搭设安全平网。(见附图03)4、建筑物出入口及通道防护建筑物的出入口、施工用电梯出入口、临近施工区域的生活通道搭设防护棚,防护棚长5m。顶棚间距为6
7、0CM的双层防护棚,棚顶满铺5cm厚脚手板,通道两侧设防护栏杆,非出入口和通道两侧封闭严密。(见附图04)(三)、建筑物深基坑楼层周边、施工操作层周边、楼梯临边防护深基坑周边、楼层临边、施工操作层周边,设置中栏杆0.6米、上栏杆1.2米高的栏杆,用钢管、扣件与柱子锁紧,并挂密目安全网。(见附图05)室内楼梯踏步边缘与顶层休息平台边缘设置栏杆防护。(四)、防护用品,安全帽、安全带的正确使用方法(1) 进入施工现场的各类人员必须戴好安全帽。(2) 脚手架搭拆、吊蓝等高处作业及临边的悬空作业(如邻边的门窗、玻璃安装)必须佩带安全带,安全带要扣挂在牢固处或规定处。(3) 使用吊蓝进行外墙作业,操作者每
8、天在使用前进行详细的检查,确认无问题时方可使用,在大风大雨天气应暂停作业。(五)、脚手架的安全防护 (1) 脚手架的搭设必须由经过专业培训持有操作资格证书的人员进行,并持证上岗。(2) 脚手架作业层外侧边缘必须设置双道防护栏杆,上栏杆高度不低于1.2米,中栏杆居中设置,设置高度为180mm的挡脚板。(3) 脚手架的斜道、爬梯两侧及平台外围,设置防护栏杆及挡脚板。(4) 脚手架外立杆内侧,采用密目式安全网全封闭。(5) 人员上下脚手架必须走设有安全防护措施的通(梯)道,严禁攀爬脚手架上下。(6) 作业中发现异常和危险情况时,停止作业,立即撤离架上人员,进行检查。(7) 吊篮A应有产品检验报告和合
9、格证书及安装、使用、维护说明书等相关资料。B必须具备保险卡、安全锁、保险绳、行程限位器、制动器等安全装置。C操作人员应经过专业培训,合格后并取得有效证明后方可进行操作。D安装后应按高层作业吊篮GB19155-2003附录项目进行试验,确认合格后办理验收手续。E每天工作前应检查配重和悬挂机构是否正常;并应进行空载运行,以确认设备是否处于正常状态。F操作人员应配置独立于吊篮平台的安全绳、安全带、锁绳器等安全装置。(六)、模板工程的安全防护(1)当模板拆除在2米及其以上时,悬空作业有可靠的立足工作面。支拆2m以上时高度的模板时,应搭设脚手架工作台,高度不足2m时可用移动式高凳。不准站在拉杆、支撑杆上
10、操作,也不准在梁底模上走,操作。(2)各类模板按规格分类堆放整齐,地面保证平整坚实,当无专门措施时,叠放高度不超过1.6m.。四、攀登与悬空作业措施1、 构件安装和管道安装的悬空作业(1) 攀登用具,结构上牢固可靠,移动式梯子,按现行的国家标准验收其质量。(2) 梯角底部保证坚实,不得垫高,梯子的上端设有固定措施。(3) 梯角工作角度为75°±5°,踏板上下间距为30cm,缺档的不许使用。折梯使用时上部夹角为35°45°,铰链采用牢固的。(4) 使用直爬行攀登作业时,攀登高度为5 m,超出2m的加设护笼,超过8m处易设置梯间平台。(5) 作业人
11、员从规定的通道上下,不得在阳台之间等非规定通道进行攀登,上下梯子时,不用的器物必须放进工具带,违规者按情节轻重处理。(6) 攀登的用具,结构构造上采用牢固可靠的。供人上下的踏板其使用荷载为1100n/m。当梯面上有特殊作业,重量超过上述荷载时,按实际情况加以验算。2、 支拆模板的高处作业的防护(1) 拆模板时严格按照规定的作业程序进行,前一工序所支的模板未固定前,不得进行下一道工序。(2) 禁止在连接件上攀登上下、严禁在上下同一垂直上装、卸支拆模板。(3) 支设角柱、大梁模板时,搭设操作平台进行操作,必须挂好安全带。(4) 模板形成的临边及洞口,立即予以防护。3、 钢筋绑扎的高处作业的防护(1
12、) 绑扎钢筋和安装钢筋骨架,搭设必要的脚手架操作架子,外侧设栏杆,板下小横杆间距2m 。(2) 绑扎边柱和边梁钢筋时,搭设操作平台,并系好安全带。(3) 绑扎钢筋必须在支架、操作平台上操作,不得站在钢筋骨架上下。4、 浇筑混凝土的高处作业的防护(1) 各楼层浇筑混凝土时,楼层及预留洞口的四周设置防护栏杆。(2) 浇筑离地2m以上剪力墙、小平台,不得站在模板或支撑件上操作。5、 门窗工程的悬空作业的防护(1) 门窗安装时,严禁操作员在凳子上操作,严禁手拉门窗进行攀登。(2) 窗口作业,操作人员身体中心位于室内,不能在窗台上站立,必要时挂安全带进行操作。安全带挂在牢靠物件上。6、 吊篮作业必须遵守
13、下列规定(1) 吊篮必须设置定型化的停靠装置和断绳保护装置。停靠装置和断绳保护装置必须可靠、灵活。(2) 超高限位装置。在距天梁底部不少于3米处,设置超高限位装置。超高限位装置必须灵敏可靠。(3) 吊蓝两侧设置固定栏板,其高度为11.2米。吊蓝进、出料口必须设置定型化、工具化安全门,进、出料时开放,垂直运输时关闭。安全门必须开、关灵活,结实严密。塔吊采用吊笼运送物料,吊笼的底板采用50mm厚的木板。吊蓝严禁使用单根钢丝绳提升。7、 卸料平台作业时,必须遵守下列规定:(1) 楼层卸料平台的宽度为1800mm,采用木脚手板横铺,铺满、铺严、铺稳。严禁用钢模板作平台。平台两侧设11.2m高双道栏杆的
14、防护栏杆,并挂安全网。(2) 卸料平台内侧均设定型化、工具化的防护门,防护门要开、关灵活,使用方便、有效,防护门高11.2m。五、交叉作业措施(1)支模、绑筋、浇筑、砌墙、抹灰、粉刷等各工种进行上下立体交叉作业时、不得在同一垂直方向上操作。下层作业的位置,必须处于依上层高度确定的可能坠落范围半径之外。不符合以上条件时,应设置安全防护层。(2)钢模板、脚手架等拆除时,下方不得有其他操作人员、设置警戒线和警戒人员。(3)钢模板部件拆除后 ,临时堆放处离楼层边沿必须大于1米,堆放高度不得超过1米。楼层边口、通道口、脚手架边缘等处,严禁堆放任何拆下物体。(4)结构施工自二层起,凡人员进出的通道口,均搭
15、设安全防护棚。(5)施工现场搭吊所涉及的区域,搭设安全防护棚。六、悬挑式脚手架的设计与计算本工程考虑到施工工期、质量和安全要求,故在脚手架方案选择时,充分考虑了以下几点:1、架体的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。2、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。3、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。4、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降拆方便,便于检查验收;5、脚手架的搭设必须符合JCJ5999检查标准要求,要符合省文明标化工地的有关标准。6、结合以上脚手架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验,决
16、定采用普通型钢悬挑脚手架。普通型钢悬挑脚手架计算书(一)、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 23.1 米,立杆采用单立杆;自二层起分四次进行悬挑,型钢悬挑间距为1.8米;搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.8米,立杆的横距为1.05米,立杆的步距为1.8 米;内排架距离墙长度为0.30米;小横杆在上,搭接在大横杆与立杆相交处的主节点上;脚手架沿墙纵向长度为 100.00 米;采用的钢管类型为 48×3.25; 横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数 1.00;连墙件布置取两步三跨,竖向间距 3.6 米,水平间距5.4 米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;2.活荷
17、载参数施工均布荷载(kN/m2):2.000;脚手架用途:装修脚手架;同时施工层数:2 层;3.风荷载参数本工程地处河北省石家庄市,查荷载规范基本风压为0.350,风荷载高度变化系数z为1.000,风荷载体型系数s为1.130;计算中考虑风荷载作用;4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m2):0.1278;脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140;安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3 层;脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板;5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号槽钢,其中
18、建筑物外悬挑段长度1.5米,建筑物内锚固段长度 2.5 米。与楼板连接的螺栓直径(mm):18.00;楼板混凝土标号:C40;6.拉绳与支杆参数支撑数量为:1; 钢丝绳安全系数为:8.000;钢丝绳与墙距离为(m):3.000;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。 (二)、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.8/3=0.21 k
19、N/m ;活荷载标准值: Q=2×1.8/3=1.2 kN/m;荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.21+1.4×1.2 = 1.978 kN/m; 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,计算公式如下: 最大弯矩 Mqmax =1.978×1.052/8 = 0.273 kN.m;最大应力计算值 = Mqmax/W =53.662 N/mm2;小横杆的最大弯曲应力 =53.662 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作
20、用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.21+1.2 = 1.448 kN/m ; 最大挠度 V = 5.0×1.448×10504/(384×2.06×105×121900)=0.913 mm;小横杆的最大挠度 0.913 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm,满足要求!(三)、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。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038×1.05=0.04 kN;脚手板的荷载标准值: P2= 0.35×1.05
21、15;1.8/3=0.22 kN;活荷载标准值: Q= 2×1.05×1.8/3=1.26 kN;荷载的设计值: P=(1.2×0.04+1.2×0.22+1.4×1.26)/2=1.038 kN; 大横杆计算简图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=0.08×0.038×1.8×1.8=0.01 kN.m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×1.038×1.8= 0
22、.499 kN.m;M = M1max + M2max = 0.01+0.499=0.509 kN.m最大应力计算值 = 0.509×106/5080=100.207 N/mm2;大横杆的最大应力计算值 = 100.207 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!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= 0.677×0.038×18004 /(100×2.06×105
23、15;121900) = 0.109 mm;集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:小横杆传递荷载 P=(0.04+0.22+1.26)/2=0.76kN V= 1.883×0.76×18003/ ( 100 ×2.06×105×121900) = 3.325 mm;最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.109+3.325=3.434 mm;大横杆的最大挠度 3.434 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1800 / 150=12与10 mm,满足要求!(四)、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,
24、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1.00,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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8.00 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 = 0.038×1.05×2/2=0.04 kN;大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.8=0.069 kN;脚手板的自重标准值: P3 = 0.35×1.05×1.8/2=0.331 kN;
25、活荷载标准值: Q = 2×1.05×1.8 /2 = 1.89 kN;荷载的设计值: R=1.2×(0.04+0.069+0.331)+1.4×1.89=3.174 kN;R < 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! (五)、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0.1337 NG1 = 0.1337+(1.05×2/2)×0.038/1.80×19.80 = 3.091;(2)脚手板的自重标准值
26、(kN/m2);采用木脚手板,标准值为0.35 NG2= 0.35×3×1.8×(1.05+0.3)/2 = 1.276 kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14 NG3 = 0.14×3×1.8/2 = 0.378 kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.005×1.8×19.8 = 0.178 kN;经计算得到,静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.923 kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,
27、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= 2×1.05×1.8×2/2 = 3.78 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 = 0.35 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= 1 ; Us - 风荷载体型系数:取值为1.13;经计算得到,风荷载标准值 Wk = 0.7 ×0.35×1×1.13 = 0.277 kN/m2;不
28、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= 1.2×4.923+ 1.4×3.78= 11.199 kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×4.923+ 0.85×1.4×3.78= 10.405 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 ×1.4×0.277×1.8× 1.82/10 = 0.192 kN.m;(六)、立杆的稳
29、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 = 11.199 kN;计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 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 : = 1.5 ;计算长度 ,由公式 lo = k××h 确定 :l0 = 3.118 m;长细比 Lo/i = 197 ;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 := 0.186 ;立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩)
30、:W = 5.08 cm3;钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2; = 11199/(0.186×489)=123.131 N/mm2;立杆稳定性计算 = 123.131 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 = 10.405 kN;计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 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 : = 1.5 ;计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定:l0 = 3
31、.118 m;长细比: L0/i = 197 ;轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 := 0.186立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;钢管立杆抗压强度设计值 :f =205 N/mm2; = 10405.476/(0.186×489)+192136.115/5080 = 152.226 N/mm2;立杆稳定性计算 = 152.226 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2,满足要求!(七)、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 + N
32、0风荷载标准值 Wk = 0.277 kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 19.44 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 = 1.4×Wk×Aw = 7.535 kN;连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 12.535 kN;连墙件承载力设计值按下式计算: Nf = ·A·f其中 - 轴心受压立杆的稳定系数; 由长细比 l0/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949,l为内
33、排架距离墙的长度;又: A = 4.89 cm2;f=205 N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.89×10-4×205×103 = 95.133 kN;Nl = 12.535 < Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用抱柱连接方式与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 12.535小于双扣件的抗滑力 16 kN,满足要求! 连墙件抱柱连接示意图(八)、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
34、为1050mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm,水平支撑梁的截面惯性矩I = 934.5 cm4,截面抵抗矩W = 116.8 cm3,截面积A = 25.15 cm2。受脚手架集中荷载 N=1.2×5.779 +1.4×3.78 = 12.227 kN;水平钢梁自重荷载 q=1.2×25.15×0.0001×78.5 = 0.237 kN/m; 悬挑脚手架示意图 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
35、对支撑梁的支撑反力由左至右分别为R1 = 16.518 kN; R2 = 8.837 kN; R3 = 0.048 kN。 最大弯矩 Mmax= 1.857 kN.m;最大应力 =M/1.05W+N/A= 1.857×106 /( 1.05 ×116800 )+ 0×103 / 2515 = 15.138 N/mm2;水平支撑梁的最大应力计算值 15.138 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求! (九)、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16号槽钢,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:
36、 b = 570 ×10×65× 235 /( 1200×160×235) = 1.93由于b大于0.6,查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B,得到 b值为0.924。经过计算得到最大应力 = 1.857×106 /( 0.924×116800 )= 17.205 N/mm2;水平钢梁的稳定性计算 = 17.205 小于 f = 215 N/mm2 ,满足要求!十、拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 RCi=
37、RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:RU1=17.79 kN;(十)、拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的 拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 RCi=RUisini按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:RU1=17.79 kN;(十一)、拉绳的强度计算:钢丝拉绳(支杆)的内力计算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为RU=17.79 kN 如果上面采用钢丝绳,钢丝绳的容许拉力按照下式计算: 其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN), 计算中
38、可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm); - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8; K - 钢丝绳使用安全系数。计算中Fg取17.79kN,=0.82,K=8,得到:经计算,钢丝绳最小直径必须大于19mm才能满足要求! 钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为N=RU=17.79kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为 其中 f 为拉环受力的单肢抗剪强度,取f = 125N/mm2;所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(
39、1778.997×4/3.142×125) 1/2 =14mm;(取18mm圆钢)(十二)、锚固段与楼板连接的计算: 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=0.114 kN; 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: 其中 f 为拉环钢筋抗拉强度,按照混凝土结构设计规范10.9.8条f = 50N/mm2;所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=113.95×4/(3.142×50×2)1/2 =12.05 mm,现选用18圆钢制作拉环。水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下
40、面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。2.水平钢梁与楼板压点,混凝土局部承压计算如下:混凝土局部承压要满足公式: 其中 N - 锚固力,即作用于楼板的轴向压力,N = 8.041kN; d - 楼板螺栓的直径,d = 18mm; b - 楼板内的螺栓锚板边长,b=5×d=90mm; fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=16.7N/mm2;经过计算得到公式右边等于131.02 kN,大于锚固力 N=8.04 kN ,楼板混凝土局部承压计算满足要求!2. 设计提供悬挑局部设计荷载设计提供悬挑部位设计荷载5kN/m5kN/m> N = 8.041kN/1.8
41、m;结构承载力满足悬挑架荷载要求。附悬挑脚手架平面、立面、剖面图。平面图(见附图06)立面图(见附图07)剖面图(见附图08)节点图(见附图09)(见附图10)施工电梯卸料平台平面图(见附图11)立面图(见附图12)剖面图(见附图13)七、悬挑型钢平台施工方案1、 为解决施工材料的垂直运输,在建筑物外围搭设悬挑钢平台,悬挑平台尺寸3.4m×4m(图1)。具体设计方案如下。2、 一、悬挑平台构造3、 设计极限荷载为0.8t,为安全考虑,钢平台实际使用荷载控制在0.5t。4、 悬挑平台以2根18工字钢为主梁,以4根20钢绞线悬挑于上层剪力墙上,钢丝绳与主梁工字钢通过不小于20(圆钢)做成
42、的吊环连接,连接部位应使用卡环。5、 3根次梁采用16a号工字钢,搁置在主梁上与主梁焊接。6、 次梁上焊4.8钢管,间距为250mm,上铺9mm厚竹夹板,栏杆为钢管与工字钢焊接,间距为1000mm,立杆上附两道水平杆(见附图14),栏杆刷红白相间油漆,栏杆外围采用九夹板围护。7、所有焊缝应饱满、牢固,符合规范要求,钢丝绳用花篮螺栓(V03.0型),连接处另加保险钢丝绳两道,每根钢丝绳用只YT 22钢丝夹具卡牢。与剪力墙固定端应栓牢。夹板与水平钢管用号铁丝捆扎牢(见附图14)附计算书:(一)、参数信息:1.荷载参数脚手板类别:木脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.35;栏杆、挡板类别:栏杆、木
43、脚手板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.14;施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):8.00。2.悬挑参数内侧钢绳与墙的距离(m):2.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):1.00;上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):3.30;钢丝绳安全系数K:6.00,悬挑梁与墙的节点按 铰支 计算;预埋件的直径(mm):20.00。只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。3.水平支撑梁主梁材料类型及型号:18号槽钢槽口水平 ;次梁材料类型及型号:16a号槽钢槽口水平;次梁水平间距ld(m):0.20,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):
44、0.20。4.卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):4.00,水平钢梁(主梁)的锚固长度(m):2.20, 次梁悬臂Mc(m):0.00;平台计算宽度(m):3.00。 (二)、次梁的验算:次梁选择 16a号槽钢槽口水平 ,间距0.2m,其截面特性为:面积 A=18.51cm2;惯性距 Ix=563.7cm4;转动惯量 Wx=80.5cm3;回转半径 ix=5.52cm;截面尺寸:b=58mm,h=140mm,t=9.5mm。1.荷载计算(1)、脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2; Q1=0.35× 0.20= 0.07kN/m;(2)、型钢自重
45、标准值:本例采用16a号槽钢槽口水平,标准值为0.14 kN/m Q2=0.14 kN/m(3)、活荷载计算1)施工荷载标准值:取2.00 kN/m2 Q3=2.00 kN/m22)最大堆放材料荷载P:8.00kN荷载组合Q=1.2×(0.07+0.14)+1.4×2.00×0.20=0.81kN/mP=1.4×8.00=11.20kN2.内力验算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下: 最大弯矩M的计算公式(规范JGJ80-91,P31)为: 经计算得出: Mmax = (0.81×3.002/8)×(1-(
46、0.002/3.002)2+11.20×3.00/4=9.32kN.m。 最大支座力计算公式: 经计算得出: R = (11.20 + 0.81×(3.00 + 2×0.00)/2 = 6.82kN3.抗弯强度验算次梁应力: 其中 x - 截面塑性发展系数,取1.05; f - 钢材的抗压强度设计值,f = 205.00 N/mm2;次梁槽钢的最大应力计算值 =9.32×103/(1.05×80.50)=110.22 N/mm2;次梁槽钢的最大应力计算值 =110.225 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足
47、要求!4.整体稳定性验算 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 b=570×9.50×58.00×235/(3000.00×140.00×235.0)=0.75;由于 b大于0.6,按照下面公式调整: 得到 b'=0.693;次梁槽钢的稳定性验算 =9.32×103/(0.693×80.500)=167.03 N/mm2;次梁槽钢的稳定性验算 =167.034 N/mm2 小于 次梁槽钢的抗压强度设计值 f=205 N/mm2,满足要求!(三)、主梁的验算:根据现场实际情况和一般
48、做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择 18号槽钢槽口水平 ,其截面特性为: 面积 A=29.29cm2;惯性距 Ix=1369.9cm4;转动惯量 Wx=152.2cm3;回转半径 ix=6.84cm;截面尺寸,b=70mm,h=180mm,t=10.5mm;1.荷载验算(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14kN/m; Q1 = 0.14kN/m;(2)槽钢自重荷载 Q2=0.23kN/m 静荷载设计值 q = 1.2×(Q1+Q2) = 1.2×(0.14+0.23) = 0.44kN/m; 次梁传递的集中荷载
49、取次梁支座力 R;2.内力验算 悬挑卸料平台示意图 悬挑卸料平台水平钢梁计算简图 悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN) 悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm) 卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算,由矩阵位移法,从左至右各支座反力: R1 = 36.876 kN; R2 = 86.81 kN; R3 = -64.488 kN。 最大支座反力为 Rmax=86.810 kN;最大弯矩 Mmax=12.906 kN·m;最大挠度 =0.019 mm。3.抗弯强度验算 其中 x - 截面塑性发展系数,取1.05; f - 钢材抗压强度设计值
50、,f = 205.00 N/mm2;主梁槽钢的最大应力计算值 =12.906×106/1.05/152200.0+7.89×104/2929.000=107.705 N/mm2;主梁槽钢的最大应力计算值 107.705 N/mm2 小于 主梁槽钢的抗压强度设计值 f=205.00 N/mm2,满足要求!4.整体稳定性验算 其中 b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: b=570×10.5×70.0×235/(4200.0×180.0×235.0)=0.554;主梁槽钢的稳定性验算 = 12.906×
51、106/(0.554×152200.00)=153.02 N/mm2;主梁槽钢的稳定性验算 = 153.02 N/mm2 小于 f=205.00,满足要求!(四)、钢丝拉绳的内力验算:水平钢梁的垂直支坐反力RCi和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算, RCi = RUisini其中 RCi - 水平钢梁的垂直支坐反力(kN); RUi - 拉钢绳的轴力(kN); i - 拉钢绳的轴力与水平钢梁的垂直支坐反力的夹角; sini = Sin (ArcTan (3.3/(1+2) = 0.74;根据以上公式计算得到外钢绳的拉力为:RUi = RCi / sini;RUi = 36.876 /
52、0.74 = 49.84 kN;(五)、钢丝拉绳的强度验算:选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度2000MPa,直径23mm。 其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN); Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),查表得Fg402.5KN; - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。0.85; K - 钢丝绳使用安全系数。K6。得到:Fg=57.021KN>Ru49.837KN。经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。(六)、钢丝拉绳拉环的强度验算:取钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力最大值RU进行计算
53、作为拉环的拉力N为:N=RU=49836.951N。拉环强度计算公式为: 其中, f为拉环钢筋抗拉强度,按照混凝土结构设计规范10.9.8所述在物件的自重标准值作用下,每个拉环按2个截面计算的。拉环的应力不应大于50N/mm2,故拉环钢筋的抗拉强度设计值f=50.0N/mm2;所需要的拉环最小直径 D=49837.0×4/(3.142×50.00×2)1/2=25.2mm。(七)、操作平台安全要求:1.卸料平台的上部拉结点,必须设于建筑物上,不得设置在脚手架等施工设备上;2.卸料平台安装时,钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢,建筑物锐角口围系钢丝绳处应加 补软垫物,平台外口应略高于内口;3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏;4.卸料平台吊装,需要横梁支撑点电焊固定,接好钢丝绳,经过检验后才能松卸起重吊钩;5.卸料平台使用时,应有专人负责检查,发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换,焊缝脱焊应及时修复;6.操作平台上应显著标明容许荷载,人
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