丁二烯脚手架设计方案

第1页；共18页目录1、编制依据........................................................................................................................................22、工程概况........................................................................................................................................23、脚手架工程....................................................................................................................................24、脚手架安全技术施工..................................................................................................................15第2页；共18页1、编制依据1)扬子石化增设10万吨/年丁二烯项目投标文件2）《建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20013）扬子石化增设10万吨/年丁二烯项目图纸及相关设计文件2、工程概况丁二烯循环水系统主要包括：冷却塔水池、加药间两个单体工程。冷却塔主体采用框架体系，平面轴线尺寸为：37000mm×18500mm；上部框架按照自然层分为五层，标高分别为：3.100米、9.450米11.900米、14.450米以及18.600米；框架柱尺寸分别为：550mm×550mm及400mm×650mm;框架梁尺寸为300mm×750mm;顶板混凝土厚度为180mm；墙板混凝土厚度200mm。加药间设计为单层框架体系，平面轴线尺寸32000mm×6000mm；檐口标高3.600米；顶板厚度110mm。3、脚手架工程3.1脚手架设计冷却塔外架采用落地式钢管扣件式脚手架，搭设尺寸：立杆的纵距为1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米；内部由于冷却塔只有18.6米层有板，板厚180mm，设计采用高支模满堂脚手架，搭设尺寸：排距0.90米，纵距1.0米，步距1.50米。脚手架使用钢管全部采用Φ48×3.5mm。(计算采用3.0)加药间外架采用单排钢管脚手架，搭设尺寸1.8×1.8×0.8；内部脚手架采用满堂钢管脚手架，搭设尺寸1.0×1.0×1.5。下面以冷却塔脚手架为例进行设计计算：3.2落地式扣件钢管脚手架计算书钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)3.2.1、参数信息:1.脚手架参数计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为20.0米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.30米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；采用的钢管类型为Φ48×3.0；横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米，采用扣件连接；第3页；共18页2.活荷载参数施工荷载均布参数(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2；3.风荷载参数江苏省南京市地区，基本风压为0.40，风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为0.65；考虑风荷载4.静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1337；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.140；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:3；脚手板类别:木脚手板；栏杆挡板类别:栏杆木；5.地基参数地基土类型:碎石土；地基承载力标准值(kN/m2):500.00；基础底面扩展面积(m2):0.09；基础降低系数:0.40。3.2.2、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，大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m；脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.050/(2+1)=0.123kN/m；活荷载标准值:Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050kN/m；第4页；共18页静荷载的计算值:q1=1.2×0.033+1.2×0.123=0.187kN/m；活荷载的计算值:q2=1.4×1.050=1.470kN/m；2.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距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.08×0.187×1.5002+0.10×1.470×1.5002=0.364kN.m；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为M2max=-0.10×0.187×1.5002-0.117×1.470×1.5002=-0.429kN.m；我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.364×106,0.429×106)/4490.0=95.546N/mm2；大横杆的抗弯强度:σ=95.546N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。满足要求！3.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计算公式如下：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.123=0.156kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.050kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=0.677×0.156×1500.04/(100×2.06×105×107800.0)+0.990×1.050×1500.04/(100×2.06×105×107800.0)=2.610mm；脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。大横杆的最大挠度小于1500.0/150mm或者10mm,满足要求!3.2.3、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.033×1.500=0.050kN；脚手板的荷载标准值：P2=0.350×1.050×1.500/(2+1)=0.184kN；活荷载标准值：Q=3.000×1.050×1.500/(2+1)=1.575kN；荷载的计算值:P=1.2×(0.050+0.184)+1.4×1.575=2.485kN；第5页；共18页2.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分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=1.2×0.033×1.0502/8=0.006kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=2.485×1.050/3=0.870kN.m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.875kN.m；σ=M/W=0.875×106/4490.000=194.969N/mm2；小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求！3.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小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:Vqmax=5×0.033×1050.04/(384×2.060×105×107800.000)=0.024mm；P2=p1+p2+Q=0.050+0.184+1.575=1.809kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:Vpmax=1808.700×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.060×105×107800.0)=3.347mm；最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+3.347=3.370mm；小横杆的最大挠度小于(1050.000/150)=7.000与10mm,满足要求!；3.2.4、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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6.40kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；第6页；共18页横杆的自重标准值:P1=0.033×1.050=0.035kN；脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN；活荷载标准值:Q=3.000×1.050×1.500/2=2.363kN；荷载的计算值:R=1.2×(0.035+0.276)+1.4×2.363=3.680kN；R6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!3.2.5、脚手架荷载标准值:作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容：(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m)；本例为0.1248NG1=0.125×20.000=2.496kN；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35NG2=0.350×3×1.500×(1.050+0.3)/2=1.063kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆木，标准值为0.14NG3=0.140×3×1.500/2=0.315kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.500×20.000=0.150kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.024kN；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=3.000×1.050×1.500×2/2=4.725kN；风荷载标准值应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》(GB50009-2001)的规定采用：Wo=0.400kN/m2；Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：Uz=0.840；Us--风荷载体型系数：Us=0.649；经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.400×0.840×0.649=0.153kN/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=1.2×4.024+1.4×4.725=11.444kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.024+0.85×1.4×4.725=10.452kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.153×1.500×1.8002/10=0.088kN.m；第7页；共18页3.2.6、立杆的稳定性计算:不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴心压力设计值：N=11.444kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.59cm；计算长度附加系数：K=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：U=1.500计算长度,由公式lo=kuh确定：lo=3.119m；Lo/i=196.000；轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：φ=0.188；立杆净截面面积：A=4.24cm2；立杆净截面模量(抵抗矩)：W=4.49cm3；钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2；σ=11444.000/(0.188×424.000)=143.566N/mm2；立杆稳定性计算σ=143.566小于[f]=205.000N/mm2满足要求！考虑风荷载时,立杆的稳