4.1-单、双排扣件式钢管外脚手架设计与验算

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1、 导言 脚手架是建筑施工中必须使用的重要的临时设施 是施工现场安全防护 工人操作 施工过程中堆放材料以及解决楼层间少量垂直和水平运输而搭设的支架 在结构施工 装修施工和设备管道的安装施工中随着工程进展需要而搭设的工作平台或作业通道 它直接影响到施工的安全 质量 进度和工程成本 要予以充分重视 基本要求 宽度应满足工人操作 材料堆放及运输的要求 一般2m左右 且不小于1 5m 构造简单 装拆方便 能多次周转使用 具有足够的强度 刚度和稳定性 保证在施工期间的各种荷载作用下 脚手架不变形 不摇晃 不倾斜 过高的外脚手架应有接地和避雷装置 知识目标 掌握脚手架设计计算步骤 掌握单 双排扣件式钢管外脚

2、手架 满堂脚手架 悬挑式脚手架以及常见里脚手架的构造要求 掌握脚手架的装拆顺序及要求 掌握脚手架基本质量要求与安全技术要求 了解门式脚手架与碗扣式脚手架的基本知识 了解脚手架方案应具备的内容 技能目标 能进行单 双排扣件式钢管外脚手架 悬挑式脚手架 满堂脚手架的设计计算 具备选择脚手架类型并进行脚手架质量检测 安全检查的能力 能进行脚手架的安装与拆除的操作 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 讲授新课 4 3悬挑式脚手架的设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 4认识其它脚手架 质量标准与安全技术 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1

3、1单 双排扣件式钢管外脚手架的基本构造及要求 钢管扣件式多立杆脚手架由钢管 宜采用 48 3 3 6焊接钢管或无缝钢管 每根钢管的最大质量不应大于25 8kg 和扣件组成 分为单排式和双排式两种形式 图4 2多立杆式脚手架a 立面 b 侧面 双排 c 侧面 单排 1 立杆 2 大横杆 3 小横杆 4 脚手板 5 栏杆 6 抛撑 7 斜撑 剪刀撑 8 墙体 对接扣件直角扣件 旋转扣件 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 扣件式钢管脚手架底座a 内插式底座 b 外套式底座1 承插钢管 2 钢板底座 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 垫板

4、 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 多立杆式外脚手架的一般构造要求 m 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 多立杆式外脚手架的一般构造要求 m 注 1 单排脚手架搭设高度不应超过24m 双排脚手架搭设高度不宜超过50m 高度超过50m的双排脚手架 应采用分段搭设等措施 2 表中 h 步距 la 纵距 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 多立杆式外脚手架的一般构造要求 m 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 单 双排脚手架的搭设流程

5、 在牢固的地基弹线 立杆定位 摆放扫地杆 竖立杆并与扫地杆扣紧 装扫地小横杆 并与立杆和扫地杆扣紧 装第一步大横杆并与各立杆扣紧 安第一步小横杆 安第二步大横杆 安第二步小横杆 加设临时斜撑杆 上端与第二步大横杆扣紧 安装连接件后拆除 安第三 四步大横杆和小横杆 安装二层与柱拉杆 接立杆 加设剪力撑 铺设脚手板 绑扎防护及档脚板 立挂安全网 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 单 双排脚手架的拆除流程 由上而下 后搭者先拆 先搭者后拆 同一部位拆除顺序是 栏杆 脚手板 剪刀撑 大横杆 小横杆 立杆 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1 2单 双排扣件式钢管外脚手架设计步骤

6、 单排扣件式钢管脚手架与双排扣件式钢管脚手架 的设计步骤基本是一致的 开始 脚手架基本参数选择 荷载参数计算或选取 纵 横向杆的计算 扣件抗滑移计算 立杆荷载计算 立杆稳定性验算 连墙件的计算 立杆地基承载力计算 脚手架设计图 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 例题 江西某学院新教学楼为五层框架结构 建筑面积27320m2 由四栋连体而成 其中1 2 3 采用落地式双排扣件式钢管外脚手架施工 1 脚手架参数选择本工程采用双排脚手架 同时施工层数为二层 搭设高度为22 6m 钢管采用 48 3 3 6 I 12 71cm4 W 5 25cm3 A0 5 06cm2 A 1381 32c

7、m2 钢管每米长质量3 97kg m 连墙件布置取二步三跨 连墙件连接方式为扣件连接 一层内排架距离墙长度 0 3m 纵距la 1 2m 横距lb 1 3m 步距h 1 8m 注 脚手架参数的选择一般可根据建筑单位的经验或直接参考 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2011 2 荷载参数选取本工程荷载参数选择如下 施工均布活荷载标准值 3kN m2 基本风压 0 0 3kN m2 风荷载高度变化系数 z为1 16 风荷载体型系数 s 1 每米立杆承受的结构自重标准值 0 1202kN m2 脚手板自重标准值 0 3kN m2 栏杆挡脚板自重标准值 0 16kN m2 安全设施

8、与安全网 0 01kN m2 注 工程荷载参数均取自 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2011 或按此规范规定取自其它相关规范 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 计算简图脚手架示意图 3 纵 横向杆的计算基本计算流程 荷载计算强度验算挠度验算 1 纵向杆的计算 均布荷载值计算纵向杆的自重标准值 G1K 0 0397kN m 脚手板的自重标准值 活荷载标准值 静荷载的标准值 Gk 0 0397 0 10 0 14kN m 纵向杆计算简图 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算

9、 强度验算验算公式 式中 弯曲正应力 M 弯矩设计值 N mm W 截面模量 mm3 f 钢材的抗弯强度设计值 N mm2 抗拉 抗压和抗弯强度设计值f均取205N mm2 满足要求 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 挠度验算验算公式 式中 挠度 mm 容许挠度 mm 受弯构件容许挠度为 脚手板 脚手架纵向 横向水平杆 v l 150与10mm 脚手架悬挑受弯构件 v l 400 型钢悬挑脚手架悬挑钢梁 v l 250 l为受弯构件跨度 对悬挑杆件为其长度的2倍 静荷载标准值 GK 0 0397 0 10 0 14kN m 活荷载标准值 qk 1 00kN m 满足要求 4 1单 双

10、排扣件式钢管外脚手架设计与验算 2 横向杆的计算 荷载值计算跨中集中荷载的设计值 悬臂集中荷载的设计值 强度验算 挠度验算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 4 扣件抗滑力的计算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 式中 Rc 扣件抗滑承载力设计值 对接扣件 抗滑 3 20kN 直角扣件 旋转扣件 抗滑 8 00kN R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 本工程取Rc 8 00kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求注 若单扣件不能满足要求时 可采用双扣件进行抗滑力的计算 5 立杆荷载计算 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 不组合风荷载时 组

11、合风荷载时 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 6 立杆的稳定性计算 1 不考虑风荷载时长细比 根据 查 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130 2011 表A 0 6得 满足要求 2 考虑风荷载时 满足要求 4 1单 双排扣件式钢管外脚手架设计与验算 7 连墙件的计算 1 强度验算满足要求 2 稳定定验算满足要求计算式中 A0 连墙件净截面面积 mm2 A 连墙件毛面积 mm2 Nl 连墙件轴向力设计值 Nl 风荷载产生的连墙件轴向力设计值 N0 连墙件约束脚手架平面外变形产生的轴向力 单排架2kN 双排架取3kN 4 1单 双排扣件式钢管外

12、脚手架设计与验算 3 扣件抗滑移验算每个连墙件有内外各安装两个直角扣件 满足要求 8 立杆的地基承载力计算 立杆基础底面的平均压力 满足要求式中 Nk 上部结构传至基础顶面的轴向力标准值 kPa A 基础底面面积 m2 fg 地基承载力特征值 由地质勘探报告提供 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 满堂扣件式钢管脚手架简称满堂脚手架 在纵 横方向由不少于三排立杆并与水平杆 水平剪刀撑 竖向剪刀撑 扣件等构成的脚手架 满堂架架体顶部作业层施工荷载通过水平杆传迸给立杆 顶部立杆呈偏心状态 满堂脚手架主要用于单层厂房 展览大厅 体育馆等层高 开间较大的建筑顶部的施工 满堂扣件

13、式钢管支撑架简称满堂支撑架 在纵 横方向不少于三排立杆并与水平杆 水平剪刀撑 竖向剪刀撑 扣件等构成的承力结构 满堂支撑架架体顶部作的钢结构安装等 同类工程 施工荷载通过可调托架传迸给立杆 顶部立杆呈轴心受压状态 满樘脚手架 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 4 2 1满堂脚手架的构造要求满堂脚手架高度不宜超过36m 施工层不得超过一层 与扣件式钢管脚手架的其它形式脚手架一样 每根立杆底部宜设置底座或垫板 必须设置纵 横向扫地杆 立杆头必须采用对接扣件连接 水平杆长度不宜小于3跨 满堂脚手架应在架体外侧四周及内部纵 横向每6m 8m由底至顶设置连续竖向剪刀撑 当架体高

14、度在8m及以下时 应在架体底部设置连续水平剪刀撑 当架体搭设高度在8m以上时 应在架体底部 顶部及竖向间隔不超过8m分别设置连续水平剪刀撑 水平剪刀撑宜在竖向剪刀撑斜杆相交平面设置 剪刀撑宽度应为6m 8m 满堂脚手架的高宽比不宜大于3 当高宽比大于2时 应在架体的外侧四周及内部水平间隔6m 9m 竖向间隔4m 6m设置连墙件与结构拉结 当无法设置连墙件时 应采取设置钢丝绳张拉固定等措施 当满堂脚手架局部承受集中荷载时 应按实际荷载计算并应局部加固 其它要求与单 双排扣件式钢管脚手架基本一致 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 4 2 2满堂支撑架的构造要求满堂支撑架高

15、度不宜超过30m 满堂支撑架应根据架体类型设置剪刀撑 分为普通型和加强型 1 普通型在架体外侧周边及内部纵 横向每5m 8m由底至顶设置连续剪刀撑 剪刀撑宽度为5m 8m 在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置连续水平剪刀撑 当支撑高度超过8m 或施工总荷载大于15kN m2或集中荷载大于20kN m2的支撑架 扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑 水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜8m 普通型水平 竖向剪刀撑布置图1 水平剪刀撑 2 竖向剪刀撑 3 扫地杆设置层 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 2 加强型当立杆纵 横向间距为0 9m 0 9m 1 2m 1 2m时

16、在架体外侧周边及内部纵 横向每4跨 且不大于5m 应由底至顶设置连续竖向剪刀撑 剪刀撑宽度应为4跨 当立杆纵 横向间距为0 6m 0 6m 0 9m 0 9m 含0 6m 0 6m 0 9m 0 9m 时 在架体外侧周边及内部纵 横向每5跨 且不小于3m 应由底至顶设置连续竖向剪刀撑 剪刀撑宽度应为5跨 当立杆纵 横向间距为0 4m 0 4m 0 6m 0 6m 含0 4m 0 4m 时 在架体外侧周边及内部纵 横向每3 3 2m 应由底至顶设置连续竖向剪刀撑 剪刀撑宽度应为3 3 2m 在竖向剪刀撑顶部交点平面应设置水平剪刀撑 扫地杆的设置层水平剪刀撑 设置要求与普通型相同 水平剪刀撑至架体底平面距离与水平剪刀撑间距不宜超过6m 剪刀撑宽度应为3m 5m 其它要求与单 双排扣件式钢管脚手架基本一致 加强型水平 竖向剪刀撑布置图1 水平剪刀撑 2 竖向剪刀撑 3 扫地杆设置层 4 2满堂扣件式钢管脚手架和满堂扣件式钢管支撑架设计与计算 4 2 3满堂脚手架的设计计算满堂脚手架的设计计算一般按双排脚手架的规定进行计算 当满堂脚手架立杆间距不大于1 5m 1 5m 架体四周及中间与建筑物结