MTO项目低温乙烯储运系统土建工程扣件式落地双排脚手架支撑方案

MTO项目低温乙烯储运系统土建工程扣件式落地双排脚手架支撑方案编制人：审批人：审核人：施工单位：聊城市龙豪建筑安装工程有限公司编制日期：2017年11月目 录1、 工程概况2、 脚手架搭设方案3、 梁模板（扣件式、梁板立柱共用）计算书1、编制依据2、工程属性 3、荷载设计 4、模板体系设计 5、面板验算 6、小梁验算 7、主梁验算 8、2号主梁验算 9、纵向水平钢管验算 10、可调托座验算 11、立杆验算 12、高宽比验算 13、立杆地基基础计算 五、板模板（扣件式）计算书 1、编制依据 2、工程属性 3、荷载设计 4、模板体系设计 5、面板验算 6、小梁验算 7、主梁验算 8、可调托座验算 9、立杆验算 10、高宽比验算 11、立杆地基基础计算一、工程概况：本工程为MTO项目低温乙烯储运系统土建工程,工程地点位于山东聊城高新技术产业开发区鲁西化工园区内。MTO项目低温乙烯储运系统土建工程，冷凝框架、设备基础、罐区防火缇及管墩基础等，制冷机组框架为一层框架结构，建筑高度为5.2m，建筑面积156.25m2.建筑物抗震设防烈度为7度，设计合理使用年限为50年，框架抗震等级为三级，建筑结构安全等级为二级，地基与基础设计等级为丙级；建筑抗震设防类别为乙类，场地地震基本烈度为7度，设计地震分组为第二组，建筑物火险类别为甲类，耐火等级为二级。基础形式为独立基础，结构形式为框架结构。砼的强度等级：基础垫层为C15，梁、柱、板、基础为C30。脚手架使用材料的选用：脚手架采用482.75mm厚焊接钢管，用于纵向水平杆、立杆的钢管长度为3m或6m，用于横向水平杆及连墙杆的钢管长度为1.52.5m，搭设脚手架所用的钢管要进行防锈处理，钢管上严禁打孔，搭设时对钢管进行检查弯曲、变形，有裂缝、结疤、压痕和划道深的要一一清出不准使用，使用的扣件要符合钢管脚手架扣件（GB15831）的规定，不允许有裂缝、变形现象，滑丝要更换。二、脚手架的搭设方案：（1）本工程脚手架总高度为11.84米，外脚手架采用双排扣件式钢管脚手架，立杆横距Lb=0.9m,纵距La=1.5m，内立杆距建筑物外墙面0.3m，纵向水平杆间距h=1.5m，横向水平杆横距1.5m，纵距1.5m，连墙杆二步三跨设置，立杆及纵向水平杆的连接采用对接扣件，立杆与纵向水平杆、连墙杆及纵向水平杆的连接采用直角扣件，剪刀撑用旋转扣件连接，具体措施及实施说明如下：（2）基础及底座 脚手架所在的基础地面必须夯实、平整，清除架体周围杂物，按规范铺设400mm20mm40mm木垫板，（3）立杆 采用3m或6m钢管，采用对接扣件连接；相邻立杆的对接扣件不在同一高度内，同步为两个接头应隔一根立杆，在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头、中心至主节点的距离不大于500mm，立杆顶端要高出女儿墙顶面不小于1.3m，立杆与纵向水平杆用直角扣件扣紧，不能隔步设置或遗漏。（4）纵向水平杆纵向水平杆放置在立杆内侧，长度不可小于三跨，接头采用对接扣件连接，对接要交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不能设在同步内，不同步的两个相邻接头在水平方向错开的间距小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。（5）横向水平杆横向水平杆靠近立杆布置，连接于内外两纵向水平杆上，并用直角扣件扣紧，横向水平杆靠墙一端离开墙面为30cm，其外侧杆端至杆件边缘的距离为30cm，以防杆件滑落。（6）连墙杆按二步三跨设置，靠近主节点处设置，其偏离主节点的距离不大于30cm，与柱墙连接要里外卡小于50cm，大于30cm的短钢管，连墙杆不允许固定在小于50cm的窗间墙处，连墙件的布置形式采用矩形布置；连墙件与脚手架的搭设同步进行，如脚手架的下部暂不能设连墙件时采用抛撑，抛撑用通常杆件与脚手架可靠接连接，与地面倾角在4560度间，连接点中心至主节点的距离不大于300 mm，抛撑在连墙件搭设后方可拆除，连墙杆与墙柱抱接。（7）剪刀撑脚手架外侧立面的两端、转角处各设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置，中间各道剪刀撑之间的净距不大于15m，每道剪刀撑的宽度为五跨，斜杆与地面的倾角为4560度，底层斜杆下端均垫在垫板及垫铁上，剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于15cm，剪刀撑采用搭接接长，搭接长度为0.5m，二个旋转扣件固定（纵向水平搭接不小于1m等间距设置三个旋转扣件固定；脚手架立杆的对接，当采用搭接接长时，搭接长度不小于1 m，不少于二个旋转扣件固定；剪刀撑搭接长度不小于500mm，并采用二个旋转扣件固定；详见规范），其斜杆伸出端至扣件边缘的距离不小于10cm。 操作层铺设脚手架（木脚手板）设防护栏标高1.2米，防护栏杆底部设一道横杆共三道。三、施工荷载传递路线脚手板横向水平杆横向水平杆与纵向水平杆连接的扣件纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆。扣件式落地双排脚手架计算书计算依据：建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）钢结构设计规范（GB 50017-2003）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）一、参数信息1.脚手架搭设参数脚手架从地面开始搭设搭设高度(m)4.96顶步栏杆高(m)1.3内立杆距墙(m)0.3立杆步距(m)1.5总步数13立杆纵距(m)1.5立杆横距(m)0.9小横杆伸出内立杆长度(m)0.3扫地杆距地(m)0.2采用小横杆在上布置，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根钢管类型48 2.75连墙件布置方式二步二跨连墙件连接方式扣件连接连墙件扣件连接方式单扣件扣件抗滑承载力折减系数1脚手架沿墙纵向长度(m)482.荷载参数(1)活荷载参数装修脚手架均布活荷载(kN/m2)2装修脚手架同时施工层数2(2)风荷载参数工程地理位置山东济南市基本风压(kN/m2)0.45地面粗糙度类别D类(有密集建筑群且房屋较高市区)(3)静荷载参数1)脚手板参数选用木脚手板，按规范要求铺脚手板脚手板自重(kN/m2)0.35铺设层数22)防护栏杆第2步开始步步设防护栏杆每步防护栏杆根数2总根数263)围护材料2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭密目网规格2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目网自重(kN/m2)0.01密目网自重(kN/m2)0.01上半步高度(m)0.83.地基参数土类型素填土承载力标准值(kPa)115立杆基础底面面积(m2)0.25承载力调整系数1 脚手架搭设体系剖面图 脚手架搭设体系正立面图 脚手架搭设体系平面图二、小横杆的计算 小横杆在大横杆的上面，考虑活荷载在小横杆上的最不利布置，验算强度和挠度时不计小横杆的悬挑荷载，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。1.均布荷载值计算作用在小横杆上的荷载标准值：q=0.031+0.3501.5/2+21.5/2 = 1.793 kN/m；作用在小横杆上的荷载设计值：q=1.2（0.031+0.3501.5/2）+1.421.5/2 = 2.452 kN/m；2.强度验算最大弯矩 M = ql2/8 =2.4520.92/8 = 0.248 kN.m； 最大应力计算值 = M / W =0.248106/4.18103=59.390 N/mm2； 小横杆实际弯曲应力计算值=59.390N/mm2 小于抗弯强度设计值f=205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度 = 5ql4/384EI = 5.01.7939004/(3842.0610510.04104)=0.741 mm； 小横杆实际最大挠度计算值=0.741mm 小于最大允许挠度值min（900/150，10）=6.000mm，满足要求！三、大横杆的计算小横杆在大横杆的上面，小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆，所以，大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。计算小横杆传递给大横杆的集中力时，计入小横杆的悬挑荷载。1.小横杆传递给大横杆的集中力计算内排大横杆受到的集中力标准值： F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.51.7930.9(1+0.3/0.9)2=1.435 kN；内排大横杆受到的集中力设计值：F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.52.4520.9(1+0.3/0.9)2=1.961 kN；外排大横杆受到的集中力标准值： F=0.5qlb1+(a1/lb)2=0.51.7930.91+(0.3/0.9)2=0.897 kN；外排大横杆受到的集中力设计值：F=0.5qlb1+(a1/lb)2=0.52.4520.91+(0.3/0.9)2=1.226 kN；2.大横杆受力计算大横杆按三跨（每跨中部）均有集中活荷载分布计算，由脚手架大横杆试验可知，大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的，按以上荷载分布进行计算可以满足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。根据实际受力情况进行电算，得到计算简图及内力、变形图如下（内排大横杆、外排大横杆计算方式完全相同，下面是内排大横杆的计算过程，外排大横杆计算过程从略，仅给出最终计算结果）： 弯矩和剪力计算简图 弯矩图(kNm) 剪力图(kN) 变形计算简图 变形图(mm)计算得到内排大横杆： 最大弯矩：M= 0.521 kN.m 最大变形：= 2.755 mm 最大支座反力：F= 4.278 kN计算得到外排大横杆(计算过程从略)： 最大弯矩：M= 0.328 kN.m 最大变形：= 1.741 mm 最大支座反力：F= 2.697 kN3.强度验算最大应力计算值 = 0.521106/4.18103=124.666 N/mm2；大横杆实际弯曲应力计算值=124.666N/mm2 小于抗弯强度设计值f=205N/mm2，满足要求！4.挠度验算最大挠度=2.755mm；大横杆实际最大挠度计算值=2.755mm 小于最大允许挠度值min（1500/150，10）=10.000mm，满足要求！四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算扣件的抗滑承载力按照下式计算: R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值。规范规定直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN。扣件抗滑承载力折减系数1，则该工程采用的单扣件承载力取值为8.000kN，双扣件承载力取值为16.000kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。本工程内排大横杆传给内立杆的竖向作用力为4.278 kN, 外排大横杆传给外立杆的竖向作用力为2.697 kN；作业层内立杆扣件抗滑承载力验算：内立杆受到的竖向作用力R=4.278kN 8.000kN，内立杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！作业层外立杆扣件抗滑承载力验算：外立杆受到的竖向作用力R=2.697kN 8.000kN，外立杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！五、脚手架立杆荷载计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1.静荷载标准值计算(1)结构自重标准值NG1k采用48 2.75钢管。外立杆：NG1k= gk H=0.121421.000=2.550 kN；内立杆：NG1k= gk H=0.101921.000=2.140 kN；(2)构配件自重标准值NG2k1)脚手板的自重标准值NG2k1采用木脚手板，自重标准值gk1=0.35kN/m2 ，铺设层数n1=2层。外立杆：NG2k1= n10.5lblagk1 = 20.50.91.50.35=0.473 kN；内立杆：NG2k1= n1（0.5lb+a1）lagk1 = 2（0.50.9+0.3）1.50.35=0.788 kN；2)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3采用48 2.75钢管，自重标准值gk3=0.0307kN/m ，总根数n3=26根。外立杆：NG2k3= n3（lagk3+0.0132）= 26（1.50.0307+0.0132）=1.541 kN；3)围护材料的自重标准值NG2k4采用2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭，自重标准值gk4=0.01kN/m2。外立杆：NG2k4= laH gk4 =1.5210.01=0.315 kN；4)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5搭接在大横杆上的小横杆根数n4=1根，铺设层数n5=2层，采用48 2.75钢管，自重标准值gk6=0.0307kN/m。外立杆：NG2k5= n5n4（0.5lbgk6+0.0132） = 21（0.50.90.0307+0.0132）=0.054 kN；内立杆：NG2k5= n5n4（0.5lb+a1）gk6+0.0132 = 21（0.50.9+0.3）0.0307+0.0132= 0.072 kN；5）构配件自重标准值NG2k合计外立杆：NG2k=0.473+1.541+0.315+0.054=2.382 kN；内立杆：NG2k=0.788+0.072=0.860 kN；2.活荷载标准值计算活荷载按照2个装修作业层（荷载为2 kN/m2）计算，活荷载合计值Qk=4 kN/m2。外立杆：NQk= 0.5lblaQk = 0.50.91.54=2.700 kN；内立杆：NQk =（0.5lb+a1）laQk =（0.50.9+0.3）1.54=4.500 kN；3.风荷载标准值计算Wk=zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照荷载规范规定采用：0 = 0.45 kN/m2； s - 风荷载体型系数：s=1j =10.870=0.870；j为挡风系数，考虑了脚手架和围护材料的共同作用，计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。z - 风荷载高度变化系数，按照荷载规范的规定采用：脚手架底部z= 0.510，脚手架顶部z= 0.510；经计算得到，风荷载标准值为: 脚手架底部Wk = 0.450.5100.870 = 0.200 kN/m2； 脚手架顶部Wk = 0.450.5100.870 = 0.200 kN/m2；六、立杆稳定性计算(一)基本数据计算1.立杆长细比验算依据扣件式规范第5.1.9条：长细比= l0/i = kh/i=h/i（k取为1）查扣件式规范表5.2.8得： = 1.500；立杆的截面回转半径：i = 1.600 cm；= 1.5001.5100/1.600=140.625立杆实际长细比计算值=140.625 小于容许长细比210，满足要求！2.确定轴心受压构件的稳定系数长细比= l0/i = kh/i=1.1551.5001.5100/1.600=162.422；稳定系数查扣件式规范附录A.0.6表得到：= 0.267；3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩MwMw = 0.91.4WkLah2/10经计算得到，各段弯矩Mw为： 脚手架底部 Mw= 0.085kNm；(二)外立杆稳定性计算1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 = N/(A) + MW/W f外立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+0.91.4NQk =1.2（2.550+2.382）+ 0.91.42.700= 9.320 kN； = 9319.919/(0.267391)+84884.165/4180 = 109.670 N/mm2；组合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值=109.670N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 = N/(A) f外立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（2.550+2.382）+ 1.42.700= 9.698 kN； = 9697.919/(0.267391)=92.987 N/mm2；不组合合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值=92.987N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！(三)内立杆稳定性计算1.组合风荷载时,内立杆的稳定性计算 = N/(A) + MW/W f内立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+0.91.4NQk =1.2（2.140+0.860）+ 0.91.44.500= 9.270 kN； = 9270.347/(0.267391)+84884.165/4180 = 109.195 N/mm2；组合风荷载时，内立杆实际抗压应力计算值=109.195N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！2.不组合风荷载时,内立杆的稳定性计算 = N/(A) f内立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（2.140+0.860）+ 1.44.500= 9.900 kN； = 9900.347/(0.267391)=94.928 N/mm2；不组合风荷载时，内立杆实际抗压应力计算值=94.928N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！七、连墙件的稳定性计算风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 2.515 kN；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 9.000 m2；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 5.515 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 700/16的结果查表得到 =0.873；A = 3.91 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.8733.9110220510-3 = 69.955 kN；Nl=5.515kN Nf=69.955kN，连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl=5.515kN 单扣件的抗滑力8.000kN，满足要求！八、立杆的地基承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc =