钢筋混凝土屋面板上搭设脚手架的设计和工程应用.doc

精品文档钢筋混凝土屋面板上搭设脚手架的设计和工程应用摘要：本文通过工程实例介绍了在钢筋混凝土屋面板上搭设脚手架，并进行了脚手架计算和钢筋混凝土屋面结构承载力验算。关键词：钢筋混凝土屋面板；脚手架；设计；屋面板承载力验算；工程应用Design and Application of Construction Scaffolding on the common reinforced concrete roof Abstract:This paper introduces the design and application of scaffolding on the common reinforced concrete roof from practical example.Then give the method of calculating the scaffolding design and checking the common reinforced concrete roofs carrying capacity. Key words: the common reinforced concrete roof ；scaffolding；design ；examination of bearing capability ; application 1 工程概况温州市电信十分局工程配套用房为六层框架结构，总建筑高度21.2米，如图1所示设计采用全高全封闭的落地式扣件式双排钢管脚手架。其中有一部分架体需要在二层屋面上方通过。有三种设计方案：采用悬挑脚手架，利用钢丝绳部分卸荷；采用壁挂式脚手架；先在各楼层采取必要的防护措施，主体施工及二层钢筋混凝土屋面板施工完毕，直接在屋面板上搭设脚手架。 最终实施了第三种脚手架方案。2架体设计与计算配套用房二层屋面以上脚手架搭设高度19.3米，材料采用483.2钢管（为安全起见计算按483.0），立杆纵距1.50m ，立杆横距1.05m，立杆步距1.80m，连墙件2步3跨布置，竖向间距3.60m、水平4.50m。施工均布荷载为3.0KN/，同时施工2层，脚手片共铺设5层，整片外架外侧拉设密目式安全网，剪刀撑按每10米连续设置一道，脚手架下垫16号槽钢。二层屋面板厚度为110，设计采用C30混凝土，配筋为短跨方向10200，长跨方向8200，支座负弯距配筋10200。3 脚手架计算13.1 纵向水平杆（大横杆）的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆上面。均布荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m脚手片的荷载标准值P2=0.351.05/3=0.1225 kN/m活荷载标准值Q=3.01.05/3=1.05 kN/m静荷载计算值q1=1.20.38+1.20.1225=1.516 kN/m活荷载计算值q2=1.41.05=1.47 kN/m强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩M1max=0.08q1LL+0.1q2LL =0.081.5161.51.5+0.11.471.51.5 =0.6 kN/m支座最大弯矩M2max=0.1q1LL0.117q2LL =0.11.5161.51.50.1171.471.51.5 =0.728 kN/m选择支座弯矩荷跨中弯矩最大值进行强度验算=M/W=728/4.49=162.1N/mm2f=205 N/mm2强度满足要求。挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度静荷载标准值q1=0.038+0.1225=0.161 kN/m活荷载标准值q2=1.05 kN/mVmax=0.677q1L4/（100EI）+0.99 q2L4/（100EI） =（0.6770.161+0.991.05）15004/（100206000107780） =2.62mm大横杆的最大挠度小于1500/150与10mm，满足要求。3.2 横向水平杆（小横杆）计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆传力至小横杆。荷载值计算大横杆的自重标准值P1=0.0381.5=0.057 kN/m脚手片的荷载标准值P2=0.351.051.5/3=0.184 kN/m活荷载标准值Q=3.01.051.5/3=1.575 kN/m荷载计算值P=1.20.057+1.20.184+1.41.575=2.5 kN/m强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利的分配弯矩和M=Mpmax+ Mqmax=1.2QLL/8+PL/3=1.20.0381.051.05/8+2.51.05/3=0.881 kNm=M/W=881/4.49=196.0 N/mm2f=205 N/mm2强度满足要求。挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和Vmax=5qL4/（384EI）+pL（3LL-4LL/9）/（100EI） =50.0381050/（384206000107780）+18161050（310501050-410501050/9）/（72206000107780）=3.39mm小横杆的最大挠度小于1500/150与10mm，满足要求。3.3 扣件抗滑力计算荷载值计算横杆的自重标准值P1=0.0381.05=0.04KN脚手片荷载标准值P2=0.351.051.5/2=0.276KN活荷载标准值Q=3.01.051.5/2=2.362KN荷载计算值R=1.20.04+1.20.276+1.42.362=3.686 KNRC=8.0KN单扣件抗滑承载力设计计算满足要求。3.4 立杆稳定性计算静荷载标准值立杆承受的结构自重Ng1=0.13619.3=2.625KN脚手片自重Ng2=0.3551.051.5/2=1.378KN栏杆与脚手板的自重标准值Ng3=0.1451.051.5/2=0.551KN吊挂的安全设施荷载Ng4=0.0491.51.05/2=0.039KNNg= Ng1+ Ng2+ Ng3+ Ng4=2.625+1.378+0.551+0.039=4.593KN活荷载标准值活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内的施工荷载总和的1/2取值。Nq=3.021.51.05/2=4.725KN风荷载标准值Wk=0.7UzUsWo=0.70.9210.2190.6=0.085 KN/m2立杆的稳定性N=1.2 Ng+0.851.4Nq=1.24.593+0.851.44.725=11.13KNMw=0.851.4WkLahh/10=0.851.40.0851.51.81.8=0.049kNmlo=kh = 1.1551.501.8=3.12 = lo /i=kh/i=195查规范得轴心受压杆的稳定系数=0.189 =N/（A）+Mw/w=149.80 N/mm2f=205 N/mm2满足要求。3.5 连墙件计算Nl=Nlw+N0Nlw=1.4 WkAw=0.0851.43.64.5=1.93 kNN0=5.0 KN（按规范2取值）连墙件轴向力设计值Nf=af=0.8424205=69.54 kNNl =1.93+5=6.93 kN连墙件的设计满足设计要求4 屋面板承载力验算4.1 作用荷载计算脚手架作用恒荷载立杆承受的结构自重Ng1=0.13619.3=2.62 kN脚手片自重Ng2=0.3551.051.5/2=1.378 kN栏杆与脚手板的自重标准值Ng3=0.1451.051.5/2=0.551 kN吊挂的安全设施荷载Ng4=0.0491.51.05/2=0.039 kNNg= Ng1+ Ng2+ Ng3+ Ng4=2.625+1.378+0.551+0.039=4.593 kNG1=4.593/1.5=3.062 kN /m 槽钢均布荷载G2=193.55N/m槽钢宽度为160，现扩展脚手架荷载作用范围，增加计算的不利因素取G1=4.593/1.5=3.062 kN/，G2=193.55N/屋面板恒荷载计算取单位1米宽度计算G3=250.11=2.75 kN /屋面作用活荷载标准值原结构设计二层屋面为不上人屋面，但是考虑到脚手架搭设和使用期间，有人在上行动，所以暂定为上人屋面标准值Q1=1.5 kN /屋面恒荷载设计值G=（G1+G2+G3）1.2=6.0051.2 =7.206KN/屋面活荷载设计值Q=1.3Q1=1.95 kN /G+Q=1.95+7.206=9.156 kN /G+Q/2=7.206+1.95/2=8.181 kN /Q/2=1.95/2=0.975 KN/4.2 屋面计算计算跨度L01=3.5m，L02=5.4-0.12-0.12+0.24=5.4 mL01/ L02=0.6480.65板的跨中最大正弯距发生在活荷载为棋盘式布置时3。在本计算中，楼盖边梁对板的作用视为固定支座，计算弯距时，考虑泊松比的影响，取Vc=0.2。4.3 弯距计算因所要计算的屋面板单元L02/ L01=1.5432为双向板。按弹性分析计算弯距。由建筑结构工程师手册4P119124页中的数据、公式为准。跨中最大弯距M1=（0.0345+0.20.0095）8.1813.53.5+（0.0291+0.20.0627）0.9753.53.5 =4.145 kNm / mM2=（0.0095+0.20.0345）8.1813.53.5+（0.0627+0.20.0291）0.9753.53.5=2.462 kNm / m支座处最大负弯距M1= M1=0.07669.1563.53.5=8.592 kNm / mM2= M2=0.05719.1563.53.5=6.404 kNm / m4.4 板截面验算（根据配筋判断屋面结构是否安全）截面有效高度短跨方向采用10200，h01=h-c-d1/2=110-15-5=90；长跨方向采用8200，h02=h-c-d1-d/2=110-15-10-4=81；支座负弯距配筋10200，h03取90。跨中配筋计算取内力臂系数s=0.95，As=m/（0.95h0fy）As1=4.1451000/（0.9590300）=1622/mAs=3932/m（实际配筋）短跨方向安全As2=2.4621000/（0.9581210）=1522/mAs=2522/m（实际配筋）长跨方向安全4.5 支座处负弯距承载力验算m1=0.95h0fyAs1=0.9590300786=20.16 kNm / m8.592 kNm / m安全m2=0.95h0fyAs2=0.9590300393+0.9590210252=14.605 kNm /M6.404 kNm / m安全经对钢筋混凝土屋面板进行结构验算，结论安全。5 结束语1 通过对脚手架的计算和对屋面板的验算算证明，该方案切实可行。2 通过从脚手架搭设到使用至今，脚手架安全可靠，屋面板无裂纹、断裂，脚手架架体稳定。3 脚手架搭设和使用应当注意的几个问题：搭设二层屋面上的脚手架之前应当做好各楼层沿二层屋面方向的防护措施，主体施工时特别注意安全施工；砖砌体施工中沿边部分暂时不能施工，待架体搭设好后施工；二层屋面的混凝土一定要达到100%强度。架体下面要清扫干净，并