高层屋顶葡萄架悬挑部位危险源搭设计算书

1、第 86 页补充部分葡萄架支模架支撑平台操作要点本工程主屋面上方北侧设置有外扩葡萄架，葡萄架由水平向主梁和竖向次梁组成，主梁截面为 200600mm ，次梁截面为 200400mm ，间距 600 一道，主梁与次梁梁底齐平，梁间镂空无板。搭设工艺：埋设固定环及预埋件连廊钢管回顶摆放型钢梁焊接斜撑满铺钢管及脚手板搭设外架搭设葡萄架支模架体系。拆除工艺流程与搭设工艺流程相反。一、悬挑型钢梁1、悬挑型钢梁的单根总长度为9m ，其悬挑部分长度为4m ，型钢梁下采用 16#钢管斜撑，形成局部悬挑的三角支撑体系。型钢梁采用18#工字钢。2、在工字钢与钢管斜撑处设置加劲肋，加劲肋采用12mm 厚钢板，两侧对

2、称设置。二、钢管斜撑1、悬挑工字钢锚固到预埋环内后，在工字钢下层安装钢管斜撑，斜撑底部置到下层楼面梁预埋钢板上，顶部顶紧工字钢下翼缘相应位置。2、钢管斜撑顶部与底部分别与工字钢下翼缘和预埋钢板围焊，焊缝高度为6mm ，焊缝必须饱满。3、斜撑采用 16#工字钢，长度为 4m 。三、水平刚性支撑及斜撑1、钢管斜撑顶紧工字钢梁后，在边跨内设置水平斜撑；在工字钢梁端部及斜撑支点处各设置一道水平刚性支撑，两侧与剪力墙顶紧并焊接牢固。2、水平斜撑及刚性支撑与工字钢腹板中间焊接牢固，焊缝采用角焊缝围焊，焊缝高度6mm 。四、抗剪键在工字钢尾锚固到预埋环内后，在工字钢尾端部下翼缘处焊接钢板抗剪键，抗剪键采用

3、100mm 高 10mm 厚钢板，抗剪键与连廊梁侧面顶紧牢固，防止工字钢向外侧滑移。第 87 页补充部分屋面葡萄架支模架支撑平台（兼外架支撑平台）验算计算书本工程主楼屋面上方北侧设置有外扩葡萄架 ，葡萄架由水平向主梁和竖向次梁组成，主梁截面为 200600mm ，次梁截面为 200400mm ，间距 600一道，梁间镂空无板。葡萄架支模架体系采用 带钢管斜撑的悬挑工字钢支撑体系，同时该支撑体系作为上部外架的基础。外架高度为4.8m。该体系主要承受以下荷载：1）外架立杆荷载；2）支模架立杆荷载；3）带斜撑悬挑工字钢支撑体系自重及操作活荷载；屋面层结构平面布置图屋顶层结构平面布置图第 88 页一、

4、外架立杆荷载计算书1. 参数信息：1.1 脚手架参数双排脚手架搭设高度为 4.5m；双排脚手架搭设起始高程为97.9m；纵距为1.2m；横距为0.80 m；步距为1.8m；内排架距离墙长度为 0.3m；钢管48x3.0mm ；钢管i ：10.78cm4钢管w ：4.49cm3连墙件布置取二步二跨；连墙件连接方式为扣件连接；1.2 荷载参数施工均布活荷载标准值 :2.5kn/m2；本工程地处江西南昌，基本风压为0.45kn/m2；风荷载高度变化系数 z为2.19 ；风荷载体型系数 s为0.58；每米立杆承受的结构自重标准值:0.1161kn/m2；脚手板自重标准值 :0.35kn/m2；栏杆挡脚

5、板自重标准值 :0.14kn/m2 安全设施与安全网 :0.005kn/m2；每米脚手架钢管自重标准值:0.038kn/m2；同时施工层数 :2 层；1.3 水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用 16号工字钢，悬挑段长度： 1.2m 内锚固段长度： 1.8m 支座卡环直径： 20mm 支座卡环抗拉强度： 50n/mm2第 89 页1.4 拉绳参数钢丝绳安全系数取 :8 ；钢丝绳的抗拉强度： 1400n/mm2层高:3m；拉绳拉环直径： 20mm 拉绳拉环抗拉强度： 50n/mm2侧立面图第 90 页脚手架示意图2. 纵向杆的计算 : 2.1 均布荷载值计算纵向杆的自重标准值 :p1=0.038 kn

6、/m；脚手板的自重标准值 :p2=0.350.80/3=0.09kn/m ；活荷载标准值 : q=2.5 0.80/3=0.67kn/m ；静荷载的设计值 : q1=1.20.038+1.2 0.09=0.16 kn/m ；活荷载的设计值 : q2=1.40.67=0.93kn/m；设计值： q=q1+q2=0.16+0.93=1.09 kn/m ；纵向杆计算简图2.2 强度验算mmax=0.1ql2mmax=0.11.091.22=0.16kn.m；=mmax/w=0.16106/(4.49 103)=35.63n/mm2；f=205 n/mm2；满足要求 2.3 挠度验算 : 第 91 页

7、计算公式如下： v=0.677q1l4/100ei v 静荷载标准值 : q1=0.038+0.09=0.13kn/m ；活荷载标准值 : q2=0.67kn/m；标准值：q=q1+q2=0.13+0.67=0.80kn/m ；最大挠度计算值为：v = 0.677 0.801200.004/(100 210000.000107800.00)=0.50mm；v=1200.00/150=8.00mm 满足要求！ 3. 横向杆的计算 : 3.1 荷载值计算纵向杆跨中的自重标准值 : p1=0.0381.2=0.05kn；横向杆跨中的自重标准值 : p2=0.0380.80/3=0.01kn ；脚手板

8、跨中的自重标准值：p3=0.350.801.2/3=0.11kn ；跨中活荷载标准值 : p4=2.50.801.2/3=0.80kn ；跨中集中荷载的设计值 : p1=1.2(0.05+0.11+0.01)+1.40.80 = 1.32kn ；横向杆悬臂的自重标准值 : p5=0.0380.3/2=0.01kn ；脚手板悬臂的自重标准值：p6=0.350.31.2/2=0.06kn ；悬臂活荷载标准值 : p7= 2.5 0.31.2/2=0.45kn ；悬臂集中荷载的设计值 : p2=1.2(0.01+0.06)+1.40.45=0.71kn；横向杆计算简图3.2 强度验算跨中最大弯矩计算

9、 : m1=p1b/3-p2a/3 m=1.320.80/3 -0.710.3/3=0.28kn.m ；支座最大弯矩计算 :m2=p2a/2=0.71 0.3/2=0.11kn.m ；最大应力计算值 =0.28106/(4.49 103)=62.36n/mm2；f=205 n/mm2；第 92 页满足要求 3.3 挠度验算横向杆跨中荷载标准值 :p1=0.05+0.11+0.80=0.96kn 支座最大弯矩计算 :m2=0.11kn.m 跨中最大挠度计算 : v=23p1b3/648ei-m2b2/16ei =23960.00800.003/(648 210000107800.00) -110

10、000.00800.002/(16 210000107800.00)=0.58mmv=800.00/150=5.33mm 满足要求！ 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(规范5.2.5): r rc 其中：rc- 扣件抗滑承载力设计值 , 取8.00kn；r - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；纵向杆的自重标准值 : p1= 0.038 1.24/2= 0.09 kn ；横向杆的自重标准值 : p2= 0.038 (0.80/2)=0.02 kn；脚手板的自重标准值 : p3= 0.35 1.2(0.80/2) = 0.17 kn

11、；活荷载标准值 : q = 2.51.2(0.80/2)= 1.20 kn；荷载的设计值 : r = 1.2(0.09+0.02+0.17)+1.41.20 = 2.02kn ；单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求 5. 脚手架立杆荷载的计算 : 5.1 静荷载计算(1) 每米立杆承受的结构自重标准值(kn) ng1=(0.1161+0.038 1.24/2/1.8)4.5=0.75kn；(2) 脚手板的自重标准值 (kn/m2); ng2=0.3521.20.80/2=0.34kn ；(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值(kn/m) ；ng3=0.1421.2/2=0.17kn ；(4) 吊挂的安

12、全设施荷载，包括安全网(kn/m2)；ng4=0.0051.24.5=0.03kn；第 93 页经计算得到，静荷载标准值ng=0.75+0.34+0.17+0.03=1.29kn ；5.2 活荷载计算活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=2.50.801.22/2=2.40kn；5.3 风荷载计算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(gb50009-2012)的规定采用：wo = 0.45 kn/m2；uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(gb500

13、09-2012)的规定采用：uz = 1.82 ；us - 风荷载体型系数：取值为0.58；经计算得到，风荷载标准值wk=0.70.451.820.58=0. 33kn/m2；不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值计算公式n=1.2ng+1.4nq=1.21.29+1.4 2.40=4.91kn；考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值为n=1.2ng+0.851.4nq=1.21.29+0.85 1.42.40=4.40kn；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 mw为mw=0.851.4wklah2/10=0.85 1.40.331.21.82/10=0.15kn.m；6. 立杆的稳定性计算 :

14、6.1 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 = 4.91 kn ；i - 计算立杆的截面回转半径 (cm) ；i=1.59cm 第 94 页a - 立杆净截面面积 (cm2)； a=4.24cm2- 轴心受压立杆的稳定系数 , 由长细比 l0/i 查表得到；- 钢管立杆抗压强度计算值 (n/mm2) ；f - 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00 n/mm2；l0 - 计算长度 (m) ；如果完全参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范由公式(1) 计算(1) l0 = k1uh k1- 计算长度附加系数，取值为k1=1.16；u- 计算长度系数，参照建筑施工

15、扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3 ，u=1.50；公式(1) 的计算结果：l0=1.161.501.8=3.13m；l0/i=196 ；=0.188；=4910.00/(0.188424.00)=61.60n/mm2；满足要求 ! 6.2 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 = 4.40kn ；i - 计算立杆的截面回转半径 (cm) ；i=1.59cm w - 立杆净截面模量 (抵抗矩 ) ：w =4.49 cm3a - 立杆净截面面积 (cm2)； a=4.24cm2- 轴心受压立杆的稳定系数 , 由长细比 l0/i 查表得到；- 钢管立杆抗压强度计算值

16、 (n/mm2) ；f - 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00 n/mm2；l0 - 计算长度 (m) ；如果完全参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范由公式(1) 计算(1) l0 = k1uh k1- 计算长度附加系数，取值为k1=1.16 ；u- 计算长度系数，参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3 ，u=1.50；第 95 页公式(1) 的计算结果：l0=1.161.501.8=3.13m；l0/i=196 ；=0.188；=4400.00/(0.188424.00)+150000.00/4490.00=88.61n/mm2；满足要求 ! 二、支模架立杆荷载计算书

17、计算葡萄架支模架时，将梁平均成等厚楼板考虑。次梁间距 600 一道，梁高 200400mm ，取一米考虑， 梁体积为：0.20.41 0.08m3，均布区域为 0.6m1m 0.6 m2，折算每平米区域内133.3mm厚楼板，计算取值140mm 厚，偏安全。计算结果如下：1. 参数信息：1.1 立杆参数：立杆的纵距 b=1.2m 立杆的横距 l=0.6m 立杆的步距 h=1.50m 伸出长度： 0.3m 1.2 荷载参数：混凝土板厚： 140mm 混凝土自重选用 25kn/m3模板自重采用 0.3kn/m2施工均布荷载选用 2.5kn/m21.3 地基参数：地基承载力标准值取 170kn/m2

18、基础底面面积取 0.25m21.4 木方参数：木方的宽度 40mm 木方的高度 80mm 木方的间距 250mm 木方的弹性模量为 9500n/mm2第 96 页木方的抗剪强度取 1.4n/mm2木方的抗弯强度取 15n/mm2木方的截面惯性矩 i i=4.00 8.003/12=170.67cm4木方的截面抵抗矩 w w=4.00 8.002/6=42.67cm31.5 面板参数：面板板厚为 12mm 面板的抗剪强度取 1.4n/mm2面板的抗弯强度取 15n/mm2面板的弹性模量为 6000n/mm2面板的截面惯性矩 i i=1001.203/12=14.40cm4面板的截面抵抗矩 w w

19、 =100 1.202/6=24.00cm31.6 其他参数：搭设高度取 2.1m 伸出长度取 0.3m 钢管尺寸 : 48x3.0 钢管i:1.59cm 钢管立杆净截面面积 (cm2) ；a=4.24cm2钢管截面惯性矩 i ：i=10.78cm4钢管截面惯性矩 w ：w=4.49cm42. 模板面板计算面板为受弯结构 , 需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板取1米板带的按照三跨连续梁计算。计算简图静荷载标准值： q1=250.141+0.31=3.80kn/m第 97 页活荷载标准值： q2=2.51=2.50kn/m荷载设计值： q=1.23.80+1.4 2.50=8.06kn/m2.1

20、 抗弯强度计算m = 0.1ql2m=0.18.060.252=0.05kn.m 截面抗弯强度计算值：= m / w =0.05 106/(24.00 103)=2.08 n/mm2截面抗弯强度设计值 :f=15.00 n/mm2面板的受弯应力计算值 2.08n/mm2 小于面板的抗弯强度设计值15.00n/mm2 ，满足要求! 2.2 抗剪计算v=0.6ql v=0.6008.060.25 =1.21kn 截面抗剪强度计算值：t=3q/2bh t t=31210.00/(2 1000.0012)=0.15n/mm2截面抗剪强度设计值 :t=1.40n/mm2面板的剪力计算值 0.15n/mm

21、2 小于面板的抗剪强度设计值1.40n/mm2 ， 满足要求 ! 2.3 挠度计算v=0.677q1l4/100ei v 面板最大挠度计算 v=0.6773.802504 /(10 06000144000.00)=0.12mmv=250/250=1.00mm 面板的最大扰度计算值 0.12mm 小于面板的最大挠度允许值1.00mm ，满足要求 ! 3. 板底木方和支撑钢管的计算木方按照均布荷载下连续梁计算。计算简图3.1 荷载的计算(1) 钢筋混凝土板自重 (kn/m) 第 98 页q11=250.140.25=0.88kn/m(2) 模板的自重线荷载 (kn/m) ：q12=0.30.25=

22、0.08kn/m(3) 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kn/m) ：q22=2.50.25=0.63kn/m荷载设计值：q=1.2(0.88+0.08)+1.40.63=2.01kn/m3.2 （纵向）木方的计算计算简图(1) 木方抗弯强度计算：最大弯矩 : m =0.1ql2=0.12.011.22=0.29kn.m 截面抗弯强度必须满足 : 第 99 页=m/w f 抗弯计算强度计算值：=0.29 106/(42.67 103)=6.80n/mm2木方的最大应力计算值 6.80n/mm2 小于木方抗弯强度设计值 15.00n/mm2,满足要求! (2) 木方抗剪计算最大剪

23、力的计算 : v=0.6ql=0.6 2.011.2=1.45kn截面抗剪强度必须满足 : v = 3q/2bh t 截面抗剪强度计算值：v=3 1.451000/(2 4080)=0.68n/mm2截面抗剪强度设计值 t=1.40n/mm2木方的受剪应力计算值 0.68n/mm2 小于木方抗剪强度设计值 1.40n/mm2,满足要求! (3) 木方挠度计算v=0.677(q1+q2)l4/100ei v 面板最大挠度计算 :v=0.67 7(0.88+0.08) 1200.004/(100 95001706700.00)=0.82mmv=1200.00/250=4.80mm 木方的最大挠度计

24、算值 0.82mm 小于木方的最大允许挠度4.80mm ，满足要求 ! 3.3 （横向）钢管的计算集中荷载 p取纵向板底支撑传递力， p =2.01 1.2=2.41kn；计算简图第 100 页剪力图弯矩图挠度图最大弯矩 mmax =0.36kn.m ；最大应力 =0.36106/4.49 103=80.18n/mm2支撑钢管的抗弯强度设计值 f =205.00n/mm2；支撑钢管的最大应力计算值80.18n/mm2 小于支撑钢管的抗压设计强度205.00n/mm2 ，满足要求 ! 最大变形 vmax=0.38mm ；最大允许挠度 vw=600.00/150=4.00mm 支撑钢管的最大扰度计

25、算值0.38mm 小于支撑钢管的最大允许挠度值4.00mm ， 满足要求! 4. （横向）木方的计算第 101 页计算简图(1) 木方抗弯强度计算：最大弯矩 : m =0.1ql2=0.12.010.62=0.07kn.m 截面抗弯强度必须满足 : =m/w f 抗弯计算强度计算值：=0.07 106/(42.67 103)=1.64n/mm2木方的最大应力计算值 1.64n/mm2 小于木方抗弯强度设计值 15.00n/mm2,满足要求! (2) 木方抗剪计算最大剪力的计算 : v=0.6ql=0.6 2.010.6=0.72kn截面抗剪强度必须满足 : v = 3q/2bh t 截面抗剪强

26、度计算值：第 102 页v=3 0.721000/(2 4080)=0.34n/mm2截面抗剪强度设计值 t=1.40n/mm2木方的受剪应力计算值 0.34n/mm2 小于木方抗剪强度设计值 1.40n/mm2,满足要求! (3) 木方挠度计算v=0.677(q1+q2)l4/100ei v 面板最大挠度计算 :v=0.677 (0.88+0.08) 600.004/(100 95001706700.00)=0.05mmv=600.00/250=2.40mm 木方的最大挠度计算值 0.05mm 小于木方的最大允许挠度2.40mm ，满足要求 ! 5. （纵向）钢管的计算集中荷载 p取纵向板底

27、支撑传递力，p =2.010.6=1.21kn；计算简图剪力图弯矩图第 103 页挠度图最大弯矩 mmax =0.71kn.m ；最大应力 =0.71106/4.49103=158.13n/mm2支撑钢管的抗弯强度设计值 f =205.00n/mm2；支撑钢管的最大应力计算值158.13n/mm2 小于支撑钢管的抗压设计强度 205.0 n/mm2 ，满足要求 ! 最大变形 vmax=3.08mm ；最大允许挠度 vw=1200.00/150=8.00mm 支撑钢管的最大扰度计算值3.08mm 小于支撑钢管的最大允许挠度值8.00mm ， 满足要求! 4. 扣件抗滑移的计算纵向或横向水平杆与立

28、杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 5.2.5): r rcrc - 扣件抗滑承载力设计值；r - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；(1) 钢筋混凝土板自重 (kn/m) p 11=250.141.20.6=2.52kn/m(2) 模板的自重线荷载 (kn/m) ：p 12=0.31.20.6=0.22kn/m(3) 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kn/m) ：p 22=2.51.20.6=1.80kn/m荷载设计值：r=1.2(2.52+0.22)+1.41.80=5.80kn/m计算中r取最大支座反力 ,r=5.80k

29、n当直角扣件的拧紧力矩达 40-65n.m时, 试验表明 : 单扣件在 12kn的荷载第 104 页下会滑动 , 其抗滑承载力可取 8.0kn； 双扣件在 20kn的荷载下会滑动 , 其抗滑承载力可取12.0kn。扣件抗滑承载力的设计值为r=8.00kn 扣件抗滑承载力的设计计算满足要求 5. 模板支架立杆荷载标准值( 轴力): 5.1 静荷载标准值：(1) 钢管脚手架的自重 (kn) ：纵距查表值 l=1.20m 步距查表值 h=1.50m 结构自重标准值 gk=0.1291 ng1=0.12912.1=0.27kn钢管的自重计算参照扣件式规范附录a 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改

30、。(2) 模板的自重 (kn) ：ng2=0.31.20.6=0.22kn(3) 钢筋混凝土楼板自重 (kn) ：ng3=250.141.20.6=2.52kn经计算得到，静荷载标准值ng=0.27+0.22+2.52=3.01kn 。5.2 活荷载为施工荷载标准值产生的荷载：经计算得到，活荷载标准值：nq=2.51.20.6=1.80kn5.3 立杆的轴向压力设计值计算公式：n=1.2ng+1.4nq=1.23.01+1.4 1.80=6.13kn6. 立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式n =6.13kn；i=1.59cm；a=4.24cm2；f=205.00 n/mm2；第 105 页l

31、0 = k1uh k1=1.16 ；u=1.50；l0 =2.61m；l0/i=164 ；=0.262；=6130.00/(0.262424.00)=55.18n/mm2； 钢管立杆稳定性计算 55.18n/mm2 小于钢管立杆抗压强度的设计值205.00n/mm2 ， 满足要求! l0 = (h+2a) a=0.3m；l0= (h+2a)=1.50+2 0.3=2.10m；l0/i=132 ；=0.386；=6130.00/(0.386424.00)=37.45n/mm2； 钢管立杆稳定性计算 37.45n/mm2 小于钢管立杆抗压强度的设计值205.00n/mm2 ， 满足要求! 三、带斜

32、撑悬挑工字钢支撑体系自重及操作活荷载计算书底层满铺钢管和模板，钢管间距200mm ，模板采用 15mm 厚木模板，型钢采用18#工字钢，间距 1.2m。钢管、工字钢及模板恒载：71.210.015( 模板 )+0.24 （工字钢）+0.003331.25(钢管 )=0.57kn/m；操作层活载： 2.51.21=3kn/m ；荷载组合一：恒载分项系数：1.2 ；活载分项系数： 1.4 ；荷载设计值： 4.88kn/m 荷载组合二：恒载分项系数：1.35 ；活载分项系数： 0.98 ；荷载设计值： 3.39kn/m 工字钢悬挑层荷载设计取值:4.88kn/m。四、带斜撑悬挑工字钢支撑体系内力计算书通过以上荷载计算，结果如下：1）外架立杆荷载设计值p（点荷载）： 4.91kn；2）支模架立杆荷载设计值q1（线荷载）： 10.22 kn/m；第 106 页3）工字钢悬挑层荷载设计值q2（线荷载）： 4.88 kn/m；1. 带斜撑工字钢悬挑架内力计算计算简图剪力图第 107 页弯矩图轴力图第 108 页支座反力图变形图2. 钢管斜撑验算计算书1）设计信息钢材等级： 235 柱高(m)：3.720 柱截面：空心圆管截面：d*t=89*4 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度： 1.000 强度计算净截面系数： 1.000 第 109 页截面塑性发展：不考虑构件所属结