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【摘要】 国华锦界煤电工程2号机组主厂房除氧煤仓间上部结构采用现浇混凝土框架结构,横向宽22.5m,纵向长90.15m,高49米,施工周期达8个月,上部结构未施工完成之前无法拆除下部脚手架,影响下部设备安装的施工,施工中采用了封闭悬挑双排外脚手架。
【关键词】 荷载;悬挑;脚手架
一、脚手架搭设方法
(1)搭设内容。外脚手架的横杆在每层平台及每两步架处,伸入平台脚手架的距离为两个立杆;斜支撑杆件平均分成3段,中间两个节点应与相临斜撑或其它杆件刚性连接。(2)构造要求。一是立杆。间距选用1.2m;横杆步距1.5m,对接,两端的高差不超过2cm。二是立杆横杆接头的详细做法。立杆对接扣件应交错布置,两个相邻立杆的节间不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm,各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3,纵向水平杆对接接头应交错布置,不可设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不小于500mm,并避免设在纵向水平杆的跨中。三是剪刀撑的搭设方法。在建筑物四周转角处必须设置,每道跨越立杆的根数为5~6根,宽度不小于4跨且不小于6m;与地面间倾角宜在45~60°之间,由底至顶连续设置并用旋转扣件固定在立杆上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。四是小横杆的设置。采用直角扣件扣紧在纵向水平杆下部,端头处伸出长度不小于120mm。
二、脚手架工程设计及搭设参数
脚手架钢管选用ф48×3.5;其材质应符合GB700-793号钢的技术条件。扣件式联接采用铸铁扣件,采用KT-33-8可锻铸铁扣件,所用材料出厂检验合格。外挑钢管长度为1.56m。立杆纵向间距为1.2m,内立杆距柱子外侧0.5m,外立杆距柱子外侧1.5m,大横杆间距为1.0m,小横杆长度为1.2~5.0m。外挑脚手架与平台脚手架节点采用三个直角(旋转)扣件连接。
三、悬挑架的荷载取值及设计
悬挑架荷载的取值与组合:计算基数,计算高度,H=13m,步距h=1.5m,立杆纵距l=1.5m,立杆横距lb=1.0m,小横杆间距0.9m,查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001)。(1)荷载。操作层上均布活荷载q1=3KN/m2;钢管φ48×3.5mm,q2=0.0384KN/m;脚手板均布荷载q3=0.30KN/m2,扣件q4=0.0135KN/只。计算单元内作用于挑架上的集中力F(按一层平台考虑):F=1.0×1.2×3+1.0×1.2×0.3+(12×3.6+1.2×11×2+18×2+6×2×3)×0.0384+46×0.0135+1.2×13×0.0025=10.1(KN)。按里外立杆0.45和0.55系数分配,作用于内外立杆上的集中力F1和F2。F1=0.45F=4.545KN,F2=0.55F=5.555K N,取N=5.555KN。(2)受力计算。查表及附图:对C点取矩可得RAV= a/L<(a/2)q+N>,代入数值得:RAV=6.63KN,对A点取矩,可得RB=[SQR(L2+ h2)/2]×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N],则RB= =15.309KN,对B点取矩,可得RAH=(L/h)×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N ],则RAH=4.374KN AC杆最大弯矩取M1、M2之大者,M1=ME=Na(1-((2Lb+a2))/2L2)+(a2/8)(2-a/L)2q=4.78KN.m;M2= =MD=abN/L+(a/2)×(L-a) ×(qa/ L)=3.97KN.m 经计算可知: AC杆最大弯矩M1=4.78 KN.m,剪力Q在A点最大Qmax=RAV=6.63KN。
四、外挑脚手架设计计算(计算简图如下)
(1)计算参数。钢管φ48×3.5mm,净载面面积An=489mm2,净载面抵抗矩Wn=5.08×103mm3,截面惯性矩I=12.19×104 mm4,回转半径i=15.78mm,抗拉、抗压、抗弯设计强度f=1 70N/mm2,抗剪设计强度fV=100N/mm2.单个旋转扣件抗破坏力17KN,单个直角扣件抗破坏力25KN.(2)验算BC杆抗压强度σ =RB/An<f,即31N/mm2<f=170N/mm2,BC杆抗压强度满足要求验算刚度查表,钢管φ48×35mm受压长细比限值[λ]=200,BC杆长细比:λ=μL/r r= I/A(I=12.19×104、A=489mm2),解得 λ=95<200 BC杆满足要求,杆件稳定。AC杆:a、抗弯强度Σ=M/rWn=Mmax/r Wn=(4780×106)/15.79×5.08×103)=60N /mm2<f=170N/mm2,抗弯强度满足。b、抗剪强度τ= Qmax/Aτ=14<fV=100N/mm2,满足。综上所述,结构安全,可满足使用要求。
参考文献
[1]《建筑施工手册》(第四版).中国建筑工业出版社
[2]《建筑结构荷载规范》.GB50009-2001.中国建筑工业出版社
【关键词】 荷载;悬挑;脚手架
一、脚手架搭设方法
(1)搭设内容。外脚手架的横杆在每层平台及每两步架处,伸入平台脚手架的距离为两个立杆;斜支撑杆件平均分成3段,中间两个节点应与相临斜撑或其它杆件刚性连接。(2)构造要求。一是立杆。间距选用1.2m;横杆步距1.5m,对接,两端的高差不超过2cm。二是立杆横杆接头的详细做法。立杆对接扣件应交错布置,两个相邻立杆的节间不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm,各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3,纵向水平杆对接接头应交错布置,不可设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不小于500mm,并避免设在纵向水平杆的跨中。三是剪刀撑的搭设方法。在建筑物四周转角处必须设置,每道跨越立杆的根数为5~6根,宽度不小于4跨且不小于6m;与地面间倾角宜在45~60°之间,由底至顶连续设置并用旋转扣件固定在立杆上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。四是小横杆的设置。采用直角扣件扣紧在纵向水平杆下部,端头处伸出长度不小于120mm。
二、脚手架工程设计及搭设参数
脚手架钢管选用ф48×3.5;其材质应符合GB700-793号钢的技术条件。扣件式联接采用铸铁扣件,采用KT-33-8可锻铸铁扣件,所用材料出厂检验合格。外挑钢管长度为1.56m。立杆纵向间距为1.2m,内立杆距柱子外侧0.5m,外立杆距柱子外侧1.5m,大横杆间距为1.0m,小横杆长度为1.2~5.0m。外挑脚手架与平台脚手架节点采用三个直角(旋转)扣件连接。
三、悬挑架的荷载取值及设计
悬挑架荷载的取值与组合:计算基数,计算高度,H=13m,步距h=1.5m,立杆纵距l=1.5m,立杆横距lb=1.0m,小横杆间距0.9m,查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001)。(1)荷载。操作层上均布活荷载q1=3KN/m2;钢管φ48×3.5mm,q2=0.0384KN/m;脚手板均布荷载q3=0.30KN/m2,扣件q4=0.0135KN/只。计算单元内作用于挑架上的集中力F(按一层平台考虑):F=1.0×1.2×3+1.0×1.2×0.3+(12×3.6+1.2×11×2+18×2+6×2×3)×0.0384+46×0.0135+1.2×13×0.0025=10.1(KN)。按里外立杆0.45和0.55系数分配,作用于内外立杆上的集中力F1和F2。F1=0.45F=4.545KN,F2=0.55F=5.555K N,取N=5.555KN。(2)受力计算。查表及附图:对C点取矩可得RAV= a/L<(a/2)q+N>,代入数值得:RAV=6.63KN,对A点取矩,可得RB=[SQR(L2+ h2)/2]×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N],则RB= =15.309KN,对B点取矩,可得RAH=(L/h)×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N ],则RAH=4.374KN AC杆最大弯矩取M1、M2之大者,M1=ME=Na(1-((2Lb+a2))/2L2)+(a2/8)(2-a/L)2q=4.78KN.m;M2= =MD=abN/L+(a/2)×(L-a) ×(qa/ L)=3.97KN.m 经计算可知: AC杆最大弯矩M1=4.78 KN.m,剪力Q在A点最大Qmax=RAV=6.63KN。
四、外挑脚手架设计计算(计算简图如下)
(1)计算参数。钢管φ48×3.5mm,净载面面积An=489mm2,净载面抵抗矩Wn=5.08×103mm3,截面惯性矩I=12.19×104 mm4,回转半径i=15.78mm,抗拉、抗压、抗弯设计强度f=1 70N/mm2,抗剪设计强度fV=100N/mm2.单个旋转扣件抗破坏力17KN,单个直角扣件抗破坏力25KN.(2)验算BC杆抗压强度σ =RB/An<f,即31N/mm2<f=170N/mm2,BC杆抗压强度满足要求验算刚度查表,钢管φ48×35mm受压长细比限值[λ]=200,BC杆长细比:λ=μL/r r= I/A(I=12.19×104、A=489mm2),解得 λ=95<200 BC杆满足要求,杆件稳定。AC杆:a、抗弯强度Σ=M/rWn=Mmax/r Wn=(4780×106)/15.79×5.08×103)=60N /mm2<f=170N/mm2,抗弯强度满足。b、抗剪强度τ= Qmax/Aτ=14<fV=100N/mm2,满足。综上所述,结构安全,可满足使用要求。
参考文献
[1]《建筑施工手册》(第四版).中国建筑工业出版社
[2]《建筑结构荷载规范》.GB50009-2001.中国建筑工业出版社