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結(jié)合案例分析建筑工程懸挑腳手架力學(xué)驗算及施工措施

2018-08-27 09:52:32藍(lán)海龍
建材與裝飾 2018年38期
關(guān)鍵詞:墻件立桿工字鋼

藍(lán)海龍

1 外部懸挑腳手架

1.1 懸挑腳手架搭設(shè)方法

一層頂至裙樓頂?shù)耐饽_手架的搭設(shè)方法及力學(xué)性能同落地式雙排扣件式鋼管腳手架。懸挑腳手架立桿縱向間距為1.4m,內(nèi)外立桿間距1m,內(nèi)立桿距墻面0.18m,大橫桿步距1.8m,中間設(shè)一道防護(hù)欄桿,高1.2m,小橫桿端部距墻面0.1m,腳手架底部設(shè)在懸挑鋼梁上,作業(yè)層滿鋪竹腳手板,立桿底部設(shè)縱橫向掃地桿。剪刀撐間距8根立桿及轉(zhuǎn)角處搭設(shè),剪刀撐跨5個立桿,斜桿與地面成45~60°角。連墻件兩步三跨設(shè)置,且各層外圍框架柱處,均與柱子形成雙道拉結(jié)。

1.2 腳手架力學(xué)驗算

1.2.1 腳手架計算

腳手架高度最高處24m。外側(cè)立面采用密目網(wǎng)全封閉。立桿縱距l(xiāng)a=1.4m,立桿橫距l(xiāng)b=1m,立桿步距h=1.8m,連墻件為二步三跨設(shè)置,腳手板為木腳板。立桿截面 A=4.89×102mm2,截面模量 W=5.08×103mm2,回轉(zhuǎn)半徑i=15.8mm,慣性矩 I=12.19×104mm4,檔風(fēng)系數(shù) ψ=0.77,基本風(fēng)壓值 ω0=0.6kN/m2,鋼材強(qiáng)度設(shè)計值fc=205N/mm2,連墻件橫距l(xiāng)w=4.5m,連墻件縱距l(xiāng)h=1.8m,本腳手架只為裝修施工使用,所以荷載只考慮裝修荷載2kN/m2。腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2。

1.2.2 橫向水平桿抗彎強(qiáng)度及變形驗算

抗彎強(qiáng)度驗算:

圖1

所以,橫向水平桿抗彎強(qiáng)度滿足要求。

變形驗算:

容許撓度[ν]=l/150=1000/150=6.7mm

按正常使用極限狀態(tài)驗算:

1.2.3 縱向水平桿抗彎強(qiáng)度及變形驗算

由橫向水平桿傳給縱向水平桿的集中力標(biāo)準(zhǔn)值:

驗算抗彎強(qiáng)度:

圖2

變形驗算:

1.2.4 驗算扣件抗滑承載力

圖3

1.2.5 驗算立桿穩(wěn)定性及相應(yīng)連墻件軸向力設(shè)計值

圖4 永久荷載簡圖

圖5 可變荷載簡圖

(1)施工荷載考慮三層的裝修荷載∑Qk=2×3=6kN/m2

計算位置取底層立桿底座處:

作業(yè)層傳給立桿的荷載:

①不組合風(fēng)荷載

Na

確定立桿長細(xì)比及穩(wěn)定系數(shù):

驗算長細(xì)比

滿足要求

②組合風(fēng)荷載時對A桿的驗算

計算風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值

立桿長細(xì)比

(2)連墻件計算:取24m高處μz=1.6

所以要2個扣件才能滿足抗滑承載力要求

Nl/A=11×103/489=22.5N/mm2<205N/mm2滿足要求。

驗算拉桿長細(xì)比及穩(wěn)定:

1.3 懸挑工字鋼力學(xué)驗算

1.3.1 技術(shù)保證措施

該腳手架采用企業(yè)工法:《高層建筑沿高度分段搭設(shè)、拆除工字鋼外懸挑工具式腳手架施工工法》中設(shè)置方式。

1.3.2 荷載統(tǒng)計

裝修施工按三層操作面考慮:2×3=6kN/m2;

腳手板按三層滿鋪:0.35×3=0.1kN/m2;

鋼管立桿承受自重:0.1248kN/m;

扣件自重:14.6N/個。

1.3.3 集中力

圖6 懸挑腳手架計算圖

F1(內(nèi)立桿荷載)=Na=14.6kN;

F2(外立桿荷載)=Nb=10.5kN;

F3(工字鋼自重)=205×10-3×1.8=0.37kN;

Mmax=F1×0.7+F2×1.7+F3×0.9=28.4kN·m。

1.3.4 選型

截面抵抗矩 WX=Mmax/f=28.4×106/215=132.1cm3;

選用熱軋普通工字鋼16號型鋼WX=140.9cm3;

截面慣性矩IX=1127cm4;

半截面面積矩SX=80.8cm3;

腹板厚度t=6.0mm;

彈性模量 E=2.1×104kN/cm3。

1.3.5 剪應(yīng)力計算

滿足要求

1.3.6 撓度計算

荷載標(biāo)準(zhǔn)值:

2 外部懸挑腳手架搭設(shè)工藝

搭設(shè)施工:

(1)施工準(zhǔn)備

①對鋼管等各種材料進(jìn)行驗收,不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁使用。②檢驗合格的構(gòu)配件應(yīng)按品種、規(guī)格分類堆放整齊。③清理、平整搭設(shè)場地。

(2)16號工字鋼懸挑鋼梁安放固定

首先采用雙φ18@200“U”形鋼筋套箍割絲并用雙螺母穿樓板固定,埋設(shè)雙φ18@200“U”形鋼筋套箍,待驗收合格后,先將鋼梁安放就位,用木質(zhì)楔塊卡緊鋼梁,并將鋼梁與“U”形套箍之間用鋼件焊接在一起,鋼梁安裝必須保證其平整度,同一道鋼梁累計相對高度差不超過20mm,每根鋼梁內(nèi)外立桿落腳處的相對高差不超過5mm。在安裝懸挑梁時,角度和標(biāo)高的誤差利用鋼墊塊調(diào)整。鋼梁的懸挑長度根據(jù)架體離結(jié)構(gòu)的距離確定,懸挑端距離頭部100mm及1050mm處各焊接外徑30mm鋼管、直徑25鋼筋一根,高度150mm,作為架體立桿的固定套管。在鋼梁與結(jié)構(gòu)承重部位的結(jié)合處預(yù)埋200mm×150mm的鋼板,防止鋼梁對結(jié)構(gòu)混凝土的破壞,預(yù)埋件采用δ10mm鋼板。

(3)搭設(shè)

①進(jìn)行定位放線。

②縱向掃地桿距離工字鋼上皮不大于200mm處的立桿上,橫向掃地桿固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

③立桿搭設(shè):架體立桿插在懸挑鋼梁的焊接套管上,各層、各步接頭必須采用對接扣件連接。a.立桿上的對接扣件應(yīng)交錯布置,兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi),同步內(nèi)隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向上錯開的距離不宜小于500mm,各接頭中心至節(jié)點的距離不宜大于步距的1/3。b.搭接長度不應(yīng)小于1m,應(yīng)采用不少于2個扣件固定。端部扣件蓋板的邊緣至桿端部距離不應(yīng)小于100mm。

④縱向水平桿搭設(shè):a.縱向水平桿設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè),其長度不宜小于3跨。b.縱向水平桿接長:對接扣件應(yīng)交錯布置,兩根相鄰縱向水平桿的接頭不宜設(shè)置在同步或同跨內(nèi),不同步或不同跨兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不應(yīng)小于500mm,各接頭中心至最近主節(jié)點的距離不宜大于縱距的1/3。

橫向水平桿搭設(shè):a.主節(jié)點處必須設(shè)置一根橫向水平桿,主節(jié)點處兩個直角扣件的中心距離不應(yīng)大于150mm。b.橫向水平桿兩端固定在縱向水平桿上方。

⑤連墻件設(shè)置:a.采用剛性連墻件,兩步三跨布置,遇到柱子每層兩道。b.連墻件應(yīng)靠近主節(jié)點,偏離主節(jié)點的距離不應(yīng)大于300mm。

⑥剪刀撐搭設(shè):外側(cè)立面兩端各設(shè)置一道剪刀撐,并由底部到頂連續(xù)設(shè)置,中間連續(xù)設(shè)置剪刀撐,剪刀撐之間的凈距不大于15m,每道剪刀撐跨越五個立桿間距,斜桿與地面傾角為45~60°。a.剪刀撐斜桿的接長采用搭接,搭接應(yīng)符合縱向水平桿的搭接要求。b.剪刀撐應(yīng)隨立桿、水平桿等同步搭設(shè),各底層斜桿下端均必須支撐在墊塊或墊板上。

3 腳手架拆除

3.1 拆除準(zhǔn)備

①全面檢查腳手架是否符合構(gòu)造要求。②由工程技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行拆除安全技術(shù)交底。③清除雜物及障礙物。

3.2 拆除作業(yè)

①劃出工作區(qū)標(biāo)志,嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入現(xiàn)場。②拆除順序:自上而下逐層進(jìn)行,嚴(yán)禁上下同時作業(yè),后綁者先拆。③連墻件必須隨腳手架逐層拆除,分段拆除高度不應(yīng)大于2步。④材料、工具應(yīng)集中用塔吊運送,嚴(yán)禁往地面拋扔。⑤拆卸后的各種構(gòu)件應(yīng)分類碼放整齊。

4 材料質(zhì)量要求

(1)工字鋼與現(xiàn)澆板連接螺栓的材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行《普通碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》中規(guī)定的Q235鋼制作。

(2)鋼管扣件式腳手架的鋼管為焊縫鋼管,外徑48mm,壁厚3.5mm,它們的力學(xué)性能均應(yīng)符合《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》,鋼管應(yīng)無裂縫,兩端面應(yīng)平整,嚴(yán)禁打孔。

(3)扣件應(yīng)采用可鍛鑄造扣件,機(jī)械性能不低于KTH330-08的可煅鑄鐵,重量及容許荷載均應(yīng)符合規(guī)范要求??奂男问接腥N:旋轉(zhuǎn)扣件、十字扣件、對接扣件。

5 腳手架搭設(shè)質(zhì)量要求

(1)立桿垂直偏差:縱向偏差不大于H/200,且不大于100mm,橫向偏差不大于H/400,且不大于50mm。

(2)單根大橫桿水平偏差不大于20mm,小橫桿水平偏差不大于10mm。

(3)腳手架的步距、立桿橫距偏差不大于20mm,立桿縱距偏差不大于50mm。

(4)扣件連接時螺栓的松緊程度必須適度,緊固力矩宜為40~65N·m,螺栓根部要放正。

6 結(jié)束語

運用工程實例,對腳手架的設(shè)計及驗算過程進(jìn)行了全面的介紹,包括搭設(shè)方式、荷載計算、桿件驗算、結(jié)構(gòu)受力分析。腳手架是工人施工作業(yè)的重要場所,也是一個容易發(fā)生事故的區(qū)域,按規(guī)范對腳手架進(jìn)行設(shè)計計算是十分必要的。

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