厂前村东湖新城统征储备项目 拆迁还建小区5#、6#地块
地下室顶板回顶专项施工方案
工程名称: 厂前村东湖新城统征储备项
目拆迁还建小区5、6号地块
施工单位:中泽建安集团有限公司 * * 人: *** 审 核 人: 审 批 人: 编制日期: 二零一九年五月十一日
目 录
第一章 工程概况 ....................................................................................................................... 2 第二章 编制说明及依据 ........................................................................................................... 2
一、编制说明 ......................................................................................................................... 2 二、编制依据 ......................................................................................................................... 2 三、设计数据 ......................................................................................................................... 3 第三章 施工进度计划 ............................................................................................................... 3 第四章 施工准备与资源配置计划 ........................................................................................... 4
一、 材料准备 ....................................................................................................................... 4 二、人员准备 ......................................................................................................................... 4 三、施工现场平面布置 ......................................................................................................... 4 第五章 计算书 ........................................................................................................................... 5
一.楼板承载力验算 ............................................................................................................. 5 二、 梁支撑架计算 ............................................................................................................... 6 三、 板支撑计算 ................................................................................................................. 15
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第一章 工程概况
武汉市洪山区人民政府和平街厂前村村民委员会拟在武汉市洪山区厂前村其征地范围内兴建厂前村东湖新城统征储备项目拆迁还建小区。本工程设计使用50年,防火一类,耐火一级,屋面、地下室顶防水一级,其他部位二级,抗震烈度6度,结构形式:高层住宅剪力墙结构 区域 6号地块 6号地块 栋号 1#楼 2#楼 地上层/地下层 26F 33F -1F/-2F 楼层高度(米) 78m 99 面积(㎡) 20231.52 30893.5 24513.87 28.3 室内正负零=绝对标高 纯地下室 车库和设备房 总建筑面积:75638.89㎡
第二章 编制说明及依据
一、编制说明
为了保证厂前村东湖新城统征储备项目拆迁还建小区工程安全、文明施工、按规范化要求并达到国家规定的标准。同时也为了尽早完成主体结构施工,根据现场的实际情况和施工的需要,在本工程的地下室顶板上布置材料堆场,在地下室顶板上(局部)设置施工道路。施工期间的荷载远大于设计活荷载,为避免荷载超量,引起结构板开裂,需对施工道路及施工升降机部位的地下室顶板现浇板进行顶撑加固(具体位置详见施工平面布置图)。
二、编制依据
类别 国家 名称 《建筑结构荷载规范》 《混凝土结构设计规范》 《钢结构工程设计规范》 编号 GB50009-2012 GB50010-2010 GB50017-2003 2
《建筑工程施工质量验收统一标准》 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 《建筑机械使用安全技术规程》 《施工现场临时用电安全技术规范》 《建筑施工安全检查标准》 行业 《建筑施工高处作业安全技术规范》 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 《施工现场机械设备检查技术规范》 《建筑施工模板安全技术规范》 《建设工程施工现场管理规定》 其它 《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》 《建筑工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》 GB50300-2013 GB50204-2015 JGJ33-2012 JGJ46-2005 JGJ59-2011 JGJ80-91 JGJ130-2011 JGJ160-2008 JGJ162-2008 建设部令15号 建质[2009]87 号 建质[2009]254号 三、设计数据
地下室顶板板厚:250mm 梁板砼等级:C35 P6
梁最大间距为3.6m;断面400×900 顶板上设计回填土厚度为1m
活动荷载:5KN/m2 ;活动荷载消防车道时:20~35KN/m2(无覆土情况下,车辆等效荷载为27.5KN/m2)
第三章 施工进度计划
加固脚手架根据结构层施工进度搭设,搭设进度计划见下表:
搭设部位 升降机基础、车道 搭设高度 地下一层~地下室顶板 搭设时间 方案审批完成后开始 完成时间 开始后15天内完成 本工程加固脚手架预计使用时间为加固搭设完成后9个月。 3
第四章 施工准备与资源配置计划
一、 材料准备
脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235—A级钢的规定,钢管尺寸规格为Ф48.3×3.6,钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道,钢管外径、壁厚、断面等偏差应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)的规定,旧钢管表面锈蚀深度和弯曲变形允许偏差应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)的要求,钢管上严禁打孔,偏差较大和有较大孔洞的钢管不允许使用。所有钢管必须涂刷防锈漆。
木方使用的顶托应全部符合质量要求,顶托的托盘和螺母均不应有缺损、裂缝现象,螺杆不应有弯曲、滑丝现象,不符合要求的顶托一律不得使用。
底部和顶部支撑使用50×100mm规格的杉木方,木方应无分层开裂、无翘曲、无腐朽、无大节眼虫眼,并没有明显弯曲变形。
加强对使用材料的检查,检查钢管是否合格,是否变形,检查扣件是否松动,螺栓螺纹是否有损,检查钢管型号、质量等,不合格的材料一律不准在本工程中使用,严禁使用变形和不合格的材料,严禁使用变形和不合格的扣件、钢管。
二、人员准备
架体搭设操作必须由架工搭设,架工必须持证上岗。搭设前必须由技术、安全部门对操作人员进行技术交底及安全交底。交底必须以口头形式和书面形式同时进行,并且有交底人和被交底人的签字。
三、施工现场平面布置
依据施工现场情况,阴影区域为车库顶板行车区域
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第五章 计算书
一.楼板承载力验算
300KN级消防车直接作用下双向板等效均布荷载为27.5kN/㎡(板跨4m) 按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),取1m宽板带进行验算。屋梁楼盖钢筋配置如下图所示:
q1=1.2*(25*0.18)+1.4*(27.5+5)=50.9KN/㎡
q2=1.35*(25*0.18)+1.4*0.7*(27.5+5)=37.925KN/㎡ M=0.1ql2=0.1*50.9*4*4=81.44KNm V=0.6ql=0.6*50.9*4=122.16KN (一) 跨中板带正截面受弯承载力
跨中板带两个方向配筋相同,板面均配置C12@170,板底均配置C12@170。1m宽板带面筋6C12,底筋6C12。
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计算参数:C35混凝土强度设计值fc=16.7N/mm2错误!未找到引用源。,b=1000mm错误!未找到引用源。;
as=21mm; as/=21mm; fy = fy/=360N/ mm2 As=6×52×π=471 mm2 ; As/=6×52×π=471mm2 h0 =H-as = 180-21=159mm
按照规范公式7.2.1-2,混凝土受压区高度:
α1fcbx = fyAs-f'yA's
由于混凝土强度小于C80,故,α1=1.0
所以, 1.0×16.7×1000×x=360×471-360×471
x=0mm<2 as/ 取x=2 as/ =42
则
M<1*16.7*1000*42*(159-21)+360*471*138=120.19KNm 根据以上计算,楼板承受最大弯矩值81.44KNm<120.19KNm 受剪承载力验算:
V<0.7βhftbh0=0.7*(800/160)¼*1.57*1000*160=262.93KN 根据以上计算,最大剪力122.16<262.93KN
二、梁支撑架计算
2.1梁支撑计算参数 基本参数 混凝土梁高h(mm) 混凝土梁计算跨度L(m) 立杆材质 梁跨度方向立杆间距la(m) 梁底立杆根数n 次楞悬挑长度a1(mm) 900 2 Q235 0.6 2 250 混凝土梁宽b(mm) 模板支架高度H(m) 水平杆步距h1(m) 垂直梁跨度方向的立杆间距lb(m) 次楞根数m 结构表面要求 450 2.85 1.2 0.3 4 表面外露
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剪刀撑(含水平)布置按构造要求布置 立杆规格 方式 材料参数 主楞类型 次楞类型 面板类型 矩形木楞 矩形木楞 主楞规格 次楞规格 50×100 50×100 12mm(克隆、山樟平行方向) 31 Ф48×3 LG-A-120 覆面木胶合板 面板规格 面板E(N/mm2) 主楞合并根数 11500 / 面板fm(N/mm2) 钢管类型 荷载参数 基础类型 可调托座承载力容许值(kN) 架体底部垫板面积A(m2) 新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m^3) 计算模板及次楞时均布活荷载Q1k(kN/m^2) 计算主楞时均布活荷载Q3k(kN/m^2) 是否考虑风荷载 地面粗糙度类型 结构重要性系数γ0 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度Hm(mm) 2.2施工简图 混凝土楼板 30 0.2 24 32.5 1.5 否 / 1 / 地基土类型 地基承载力特征值fak(kPa) 模板及其支架自重标准值G1k(kN/m^2) 钢筋自重标准值G3k(kN/m^3) 计算模板及次楞时集中活荷载Q2k(kN) 计算立杆及其他支撑构件时均布活荷载Q4k(kN/m^2) 省份、城市 基本风压值Wo(kN/m^2) 模板支撑架顶部模板高度Hb(mm) / / / 1.1 2.5 2.5 湖北(省)武汉(市) / / 7
(图1) 剖面图1
(图2) 剖面图2
2.3次楞验算
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。 (1)强度验算
由《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162)中4.1.2条第一款规定“当计算模板和直接支撑模板的小梁(次楞)时,均布活荷载可取2.5kN/m2,再用集中荷载2.5kN进行验算,比较两者所得弯矩值取其最大值”。
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q1=Υ0×max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×a1 =1×max(1.2×(0.2+(1.1+24)×900×0.001)+1.4×32.5,1.35×(0.2+(1.1+24)×900×0.001)+1.4×0.7×32.5)×450/((4-1)×1000)=10.927kN/m
(图1) 次楞计算简图
q2=Υ0×1.2×(G1k+(G3k+G2k)×h)×a1=1×1.2×(0.2+(1.1+24)×900×0.001)×450/((4-1)×1000)=4.102kN/m
p=Υ0×1.4×Q2k=1×1.4×2.5=3.5kN
(图2) 次楞计算简图
经过分析以上两种不同的受力简图,得出最不利的次楞弯矩图如下
(图3) 次楞弯矩图
Mmax=0.983kN·m
σ=Mmax/Wx=0.983×106/(166.667×103)=5.897N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
(2)抗剪验算
同时经过计算最不利的次楞弯矩图的工况下得到次楞剪力图如下:
(图4) 次楞剪力图
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Qmax=4.444kN
τmax=QmaxS/(Ib)=4.444×103×125×103/(833.333×104×10×10)=0.667N/mm2 ≤[τ]=1.4N/mm2
满足要求Ησ
(3)挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×a1
=(0.2+(1.1+24)×900×0.001)×450/((4-1)×1000)=3.418kN/m
(图5) 次楞挠度图
(图6) 次楞挠度图
跨中νmax=0.025mm≤[ν]=0.6×1000/400=1.5mm
满足要求Ησ
2.4主楞验算
根据实际工况,梁下增加立杆根数为2,故可将主楞的验算力学模型简化为2-1=1跨梁计算。这样简化符合工况,且能保证计算的安全,另外还需考虑主楞的两端悬挑情况。
由《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162)中4.1.2条第一款规定“当计算直接支撑小梁(次楞)的主梁时,均布活荷载可取1.5kN/m2”。荷载通过次楞以集中力的方式传递至主楞。故需对次楞在活荷载1.5kN/m2的工况下进行计算其最大的支座反力。 A.由可变荷载控制的组合:
q1=Υ0×{1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4Q3ka1}
=1×(1.2×(0.2+(1.1+24)×900×0.001)+1.4×1.5)×450/((4-1)×1000)=4.417kN/m B.由永久荷载控制的组合:
q2=Υ0×{1.35[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4×0.7Q3ka1}
=1×(1.35×(0.2+(1.1+24)×900×0.001)+1.4×0.7×1.5)×450/((4-1)×1000)=4.835kN/m 取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(4.417,4.835)=4.835kN
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此时次楞的荷载简图如下
(图1) 次楞强度计算受力简图
用于挠度计算时的荷载为:
qk=[G1k+(G2k+G3k)h]a1=(0.2+(1.1+24)×900×0.001)×450/((4-1)×1000)=3.418kN/m
此时次楞的荷载简图如下
(图2) 次楞挠度计算受力简图
根据力学求解计算可得: Rmax=2.889kN Rkmax=2.043kN
还需考虑主楞自重,则自重标准值为gk=60/1000=0.06kN/m 自重设计值为:g=Υ0×1.2gk=1.2×60/1000=0.072kN/m 则主楞强度计算时的受力简图如下:
(图3) 主楞挠度计算时受力简图
则主楞挠度计算时的受力简图如下:
(图4) 主楞挠度计算时受力简图
(1)抗弯验算
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(图5) 主楞弯矩图(kN·m)
Mmax=0.217kN·m
σ=Mmax/Wm=0.217×106/(166.667×103)=1.301N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
(2)抗剪验算
(图6) 主楞剪力图(kN)
Vmax=Qmax=2.9kN
τmax=VmaxS/(Ib)=2.9×1000×125×103/(833.333×104×10×10)=0.435N/mm2≤[τ]=1.4N/mm2
满足要求
(3)挠度验算
(图7) 主楞变形图(mm)
υmax=0.01mm≤[ν]=0.3×1000/400=0.75mm
满足要求
(4)支座反力
立杆稳定验算要用到强度计算时的支座反力,故:
Vmax=5.795kN
2.5立杆承载力验算
根据规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)中相关规定应如实计算立杆由架体结构及附件自重产生的轴力标准值。
架体自重由立杆、水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑及可调托座自重组成。
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A.立杆自重:由于选择的立杆型号为LG-120,立杆长度为LL=1.2m,故立杆根数可简化计算为T1=H/LL=2.85/1.2=2.375
查规范附录A得单根立杆重量为mLG=7.05×9.8/1000=0.069kN 则立杆总重:GLG=T1×mLG=2.375×0.069=0.164kN
B.水平杆自重:立杆承担一个横杆和一个纵杆的重量,由于立杆纵横向间距为0.6m、0.3m,故水平杆规格分别为HG-60、HG-30
查规范表3.2.5得水平杆重量分别为 mHa=2.47×9.8/1000=0.024kN mHb=1.32×9.8/1000=0.013Kn
架体水平杆的步数为:T2=H/h+1=2.85/1.2+1=3.375
则水平杆总重:GHG=T2×(mHa+mHb)=3.375×(0.024+0.013)=0.125kN
C.竖向剪刀撑自重:根据实际施工情况,绝大部分均采用扣件式钢管剪刀撑代替竖向写成杆,故我们按扣件式剪刀撑进行简化计算。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)中规定剪刀撑宽度宜为6-9m,剪刀撑间距可按4跨简化,对于大于4跨的这样计算偏于安全符合构造措施。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中附录B的规定,扣件式剪刀撑钢管(48.3×3.6)的自重,每米取0.0397kN/m。竖向剪刀撑自重:GVX={[(4la)2+(4h)2]0.5+[(4lb)2+(4h)2]0.5}×0.0397=(((4×0.6)2+(4×1.2)2)0.5+((4×0.3)2+(4×1.2)2)0.5)×0.0397=0.409kN
D.水平剪刀撑:按规范规定水平剪刀撑间距不大于8m,且应在架体顶层水平杆设置一道,故剪刀撑道数可按下式计算:
T3=H/8+1=2.85/8+1=1.356
水平剪刀撑的假定形式可按竖向剪刀撑的方式进行。水平剪刀撑自重:GHX=T3×2×[(4la)2+(4lb)2]0.5×0.0397=1.356×2×((4×0.6)2+(4×0.3)2)0.5×0.0397=0.289kN
E.可调托撑:根据规范表3.2.5规定,根据施工实际情况,多数情况下选用KTC-60、KTC-75型号的可调托撑,我们取KTC-75型号可调托座的自重进行计算,这样偏于安全。
可调托撑自重为:GTC=0.0969kN 架体的底座或垫板自重予以忽略。
根据以上统计,架体自重作用于单根立杆的荷载为:
GZ=GLG+GHG+GVX+GHX+GTC=0.164+0.125+0.409+0.289+0.0969=1.085kN
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011—2011)中规定,取
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立杆伸出顶层水平杆长度a=650mm,立杆计算长度系数μ=1,取立杆计算长度附加系数k=1.155
立杆计算长度为:
l0=kμ(h+2a)=1Χ1.155Χ(1.2+2Χ0.65)=2.888m =l0/i=2.888×1000/(1.59×10)=181.604[]=230
满足要求
根据值查规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)附录C得到=0.217
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)中规定,应计算立杆自由端高度h0=400mm的立杆承载力,其取值应根据a=650mm和a=200mm对应的立杆承载力线性插入取值。
P650=φAf/Υ0=0.217×4.24×100×205×0.001/1=18.844kN P200=1.2×P650=1.2×18.844=22.612kN 根据线性插入法可得: P400=20.937kN
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)中规定应分别对由可变荷载控制的组合和由永久荷载控制的组合分别计算荷载,并取最不利荷载组合参与最终的立杆稳定的验算。
由可变控制的组合:
N1=1.2×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4Q4k×la×lb
=1.2×(1.085+0.2+(24+1.1)×900×0.001)×0.6×0.3+1.4×2.5×0.6×0.3=5.787kN 由永久荷载控制的组合:
N2=1.35×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4×0.7×Q4k×la×lb
=1.35×(1.085+0.2+(24+1.1)×900×0.001)×0.6×0.3+1.4×0.7×2.5×0.6×0.3=6.243kN N=max(N1,N2)=max(5.787,6.243)=6.243kN≤P400=20.937kN
满足要求
2.6可调托座验算
按上节计算可知,可调托座受力N=5.795kN≤[N]=30kN
满足要求
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三、板支撑计算
3.1板计算参数 基本参数 计算依据 楼板厚度h(m) 楼板宽B(m) 模板支架高度H(m) 立杆横向间距lb(m) 主楞布置方向 次楞间距a(m) 主楞悬挑长度b1(m) 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011 0.25 4 3.57 0.9 楼板边长L(m) 立杆材质 立杆纵向间距1a(m) 水平拉杆步距h(m) 4 Q235 0.9 1.2 表面外露 0.3 LG-A-120 平行于楼板结构表面要求 长边 0.3 0.3 次楞悬挑长度a1(m) 立杆规格 材料参数 面板类型 面板E(N/mm^2) 次楞类型 主楞类型 主楞合并根数 覆面木胶合面板规格 板 11500 面板fm(N/mm^2) 12mm(克隆、山樟平行方向) 31 45×100 45×100 Ф48×3.6 矩形木楞 次楞规格 矩形木楞 主楞规格 / 钢管类型 荷载参数 可调托撑承载力容许值(kN) 立杆垫板面积A(m^2) 新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m^3) 计算模板及次楞时均布活荷载Q1k(kN/m^2) 计算主楞时均布活荷载Q3k(kN/m^2) 30 0.2 24 32.5 1.5 地基承载力特征值fak(kPa) 模板(不含支架)自重标准值G1k(kN/m^2) 钢筋自重标准值G3k(kN/m^3) 计算模板及次楞时集中活荷载Q2k(kN) 计算立杆及其他支撑构件时均布活荷载Q4k(kN/m^2) / 0.2 1.1 2.5 2.5 15
是否考虑风荷载 地面粗糙程度 沿风荷载方向架体搭设的跨数n 模板支撑架顶部竖向栏杆围挡的高度Hm(mm) 设计简图如下: 否 / 6 / 省份、城市 基本风压值Wo(kN/m^2) 结构重要性系数Υ0 模板支撑架顶部模板高度Hb(mm) 湖北(省)武汉(市) / 1 /
(图1) 模板设计平面图
(图2) 模板设计剖面图1
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(图3) 模板设计剖面图2
3.2次楞验算
次楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑次楞的两端悬挑情况。 (1)强度验算
由《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162)中4.1.2条第一款规定“当计算模板和直接支撑模板的小梁(次楞)时,均布活荷载可取2.5kN/m2,再用集中荷载2.5kN进行验算,比较两者所得弯矩值取其最大值”。
q1=Υ0×max[1.2(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4Q1k,1.35(G1k+(G3k+G2k)×h)+1.4×0.7Q1k]×a1 =1×max(1.2×(0.2+(1.1+24)×0.25)+1.4×32.5,1.35×(0.2+(1.1+24)×0.25)+1.4×0.7×32.5)×0.3=15.981kN/m
(图9) 次楞计算简图
q2=Υ0×1.2×(G1k+(G3k+G2k)×h)×a1=1×1.2×(0.2+(1.1+24)×0.25)×0.3=2.331kN/m p=Υ0×1.4×Q2k=1×1.4×2.5=3.5kN
(图10)
次楞计算简图
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经过分析以上两种不同的受力简图,得出最不利的次楞弯矩图如下
(图11)
次楞弯矩图
Mmax=1.105kN·m
σ=Mmax/Wx=1.105×106/(166.667×103)=6.631N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
(2)抗剪验算
同时经过计算最不利的次楞弯矩图的工况下得到次楞剪力图如下:
(图12)
次楞剪力图
Qmax=7.367kN
τmax=QmaxS/(Ib)=7.367×103×125×103/(833.333×104×10×10)=1.105N/mm2 ≤[τ]=1.4N/mm2
满足要求
(3)挠度验算
q=(G1k+(G3k+G2k)×h)×a1
=(0.2+(1.1+24)×0.25)×0.3=1.9425kN/m
(图13)
次楞挠度图
18
(图14)
次楞挠度图
跨中νmax=0.05mm≤[ν]=3.6mm
满足要求
3.3主楞验算
主楞计算跨数的假定需要符合工程实际的情况,另外还需考虑主楞的两端悬挑情况。
由《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162)中4.1.2条第一款规定“当计算直接支撑小梁(次楞)的主梁时,均布活荷载可取1.5kN/m2”。荷载通过次楞以集中力的方式传递至主楞。故需对次楞在活荷载1.5kN/m2的工况下进行计算其最大的支座反力。 A.由可变荷载控制的组合:
q1=Υ0×{1.2[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4Q3ka1}
=1×(1.2×(0.2+(1.1+24)×0.25)×0.3+1.4×1.5×0.3)=2.889kN/m B.由永久荷载控制的组合:
q2=Υ0×{1.35[G1k+(G2k+G3k)h]a1+1.4×0.7Q3ka1}
=1×(1.35×(0.2+(1.1+24)×0.25)×0.3+1.4×0.7×1.5×0.3)=3.063375kN/m 取最不利组合得:
q=max[q1,q2]=max(2.889,3.063375)=3.063375kN
此时次楞的荷载简图如下
(图15)
次楞强度计算受力简图
用于挠度计算时的荷载为:
qk=[G1k+(G2k+G3k)h]a1=(0.2+(1.1+24)×0.25)×0.3=1.9425kN/m
此时次楞的荷载简图如下
(图16)
次楞挠度计算受力简图
根据力学求解计算可得: Rmax=2.187kN Rkmax=1.316kN
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还需考虑主楞自重,则自重标准值为gk=60/1000=0.06kN/m 自重设计值为:g=Υ0×1.2gk=1×1.2×60/1000=0.072kN/m 则主楞强度计算时的受力简图如下:
(图17)
主楞挠度计算时受力简图
则主楞挠度计算时的受力简图如下:
(图18)
主楞挠度计算时受力简图
(1)抗弯验算
(图19)
主楞弯矩图(kN·m)
Mmax=0.659kN·m
σ=Mmax/Wm=0.659×106/(166.667×103)=3.956N/mm2≤[f]=13N/mm2
满足要求
(2)抗剪验算
(图20)
主楞剪力图(kN)
Vmax=Qmax=2.509kN
τmax=VmaxS/(Ib)=2.509×1000×125×103/(833.333×104×10×10)=0.376N/mm2[τ]=1.4N/mm2
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≤
满足要求
(3)挠度验算
(图21)
主楞变形图(mm)
υmax=0.299mm≤[ν]=3.6mm
满足要求
(4)支座反力
立杆稳定验算要用到强度计算时的支座反力,故:
Vmax=6.905kN
3.4立杆承载力验算
根据规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)中相关规定应如实计算立杆由架体结构及附件自重产生的轴力标准值。
架体自重由立杆、水平杆、水平剪刀撑、竖向剪刀撑及可调托座自重组成。 A.立杆自重:由于选择的立杆型号为LG-120,立杆长度为LL=1.2m,故立杆根数可简化计算为T1=H/LL=3.57/1.2=2.975
查规范附录A得单根立杆重量为mLG=7.05×9.8/1000=0.069kN 则立杆总重:GLG=T1×mLG=2.975×0.069=0.206kN
B.水平杆自重:立杆承担一个横杆和一个纵杆的重量,由于立杆纵横向间距为0.9m、0.9m,故水平杆规格分别为HG-90、HG-90
查规范表3.2.5得水平杆重量分别为 mHa=3.63×9.8/1000=0.036kN mHb=3.63×9.8/1000=0.036Kn
架体水平杆的步数为:T2=H/h+1=3.57/1.2+1=3.975
则水平杆总重:GHG=T2×(mHa+mHb)=3.975×(0.036+0.036)=0.283kN
C.竖向剪刀撑自重:根据实际施工情况,绝大部分均采用扣件式钢管剪刀撑代替竖向写成杆,故我们按扣件式剪刀撑进行简化计算。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中规定剪刀撑宽度宜为6-9m,剪刀撑间距可按4跨简化,对于大于4跨的这样计算偏于安全符合构造措施。
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根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中附录B的规定,扣件式剪刀撑钢管(48.3×3.6)的自重,每米取0.0397kN/m。竖向剪刀撑自重:GVX={[(4la)2+(4h)2]0.5+[(4lb)2+(4h)2]0.5}×0.0397=(((4×0.9)2+(4×1.2)2)0.5+((4×0.9)2+(4×1.2)2)0.5)×0.0397=0.476kN
D.水平剪刀撑:按规范规定水平剪刀撑间距不大于8m,且应在架体顶层水平杆设置一道,故剪刀撑道数可按下式计算:
T3=H/8+1=3.57/8+1=1.446
水平剪刀撑的假定形式可按竖向剪刀撑的方式进行。水平剪刀撑自重:GHX=T3×2×[(4la)2+(4lb)2]0.5×0.0397=1.446×2×((4×0.9)2+(4×0.9)2)0.5×0.0397=0.585kN
E.可调托撑:根据规范表3.2.5规定,根据施工实际情况,多数情况下选用KTC-60、KTC-75型号的可调托撑,我们取KTC-75型号可调托座的自重进行计算,这样偏于安全。
可调托撑自重为:GTC=0.0969kN 架体的底座或垫板自重予以忽略。
根据以上统计,架体自重作用于单根立杆的荷载为:
GZ=GLG+GHG+GVX+GHX+GTC=0.206+0.283+0.476+0.585+0.0969=1.646kN
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中规定,取立杆伸出顶层水平杆长度a=650mm,立杆计算长度系数μ=1,取立杆计算长度附加系数k=1.155
立杆计算长度为:
l0=kμ(h+2a)=1Χ1.155Χ(1.2+2Χ0.65)=2.888m =l0/i=2.888×1000/(1.59×10)=181.604[]=230
满足要求
根据值查规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)附录C得到=0.217
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中规定,应计算立杆自由端高度h0=0.1×1000=100mm的立杆承载力,其取值应根据a=650mm和a=200mm对应的立杆承载力线性插入取值。
P650=φAf/Υ0=0.217×4.24×100×205×0.001/1.1=17.131kN P200=1.2×P650=1.2×17.131=20.557kN 根据线性插入法可得: P100=20.557kN
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2011)中规定应分别对
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由可变荷载控制的组合和由永久荷载控制的组合分别计算荷载,并取最不利荷载组合参与最终的立杆稳定的验算。
由可变控制的组合:
N1=1.2×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4Q4k×la×lb
=1.2×(1.646+0.2+(24+1.1)×0.25)×0.9×0.9+1.4×2.5×0.9×0.9=10.728612kN 由永久荷载控制的组合:
N2=1.35×[GZ+G1k+(G2k+G3k)×h]×la×lb+1.4×0.7×Q4k×la×lb
=1.35×(1.646+0.2+(24+1.1)×0.25)×0.9×0.9+1.4×0.7×2.5×0.9×0.9=10.8648135kN N=max(N1,N2)=max(10.728612,10.8648135)=10.8648135kN≤P100=20.557kN
满足要求
3.5可调托座验算
按上节计算可知,可调托座受力N=6.905kN≤[N]=30kN
满足要求
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