钢管三角悬挑支撑架方案

1××××小区工程屋面挑檐钢管三角支撑架方案一、工程概况：本工程位于××××××，本工程地下一层，地上17层，由13幢17层高层住宅及6幢3层住宅组成；13幢高层采用框架剪力墙结构，采用钻孔灌注桩基础；6幢3层住宅，框架结构，采用预应力方桩基础；拟建场地设地下室一层，基坑开挖深度约3m。总建筑面积：88398平方米；总工期：720天。0.000相对于黄海标高8.200室内外高差100mm,建筑物高度(室外地面至主要屋面板的板顶):49.95m。建筑抗震设防类别为丙类,建筑结构安全等级为二级,所在地区的抗震设防烈度为六度,剪力墙抗震等级为四级。本工程砌体施工质量控制等级为B级。本工程结构设计正常使用年限为50年。本工程标准层高2.9m，共17层，屋面挑檐檐口高49.850m,挑檐跨度1.0m（从轴线至最外悬挑距离），如图1所示。2ABCDEOOABCDEP1P2图1屋面挑檐剖面图图2屋面挑檐支撑体系的受力二、方案确定根据工程情况，如采用槽钢悬挑架作支撑，造价高，不经济，经反复论证，决定采用Φ48钢管三角悬挑支撑架作为屋面挑檐的支撑体系。为避免斜撑角度太大，斜撑设置在16层、17层。17层设置垂直支撑。每榀三角形悬挑架纵向间距1.2m，上口垂直支撑横向间距0.8m。三、技术要求1）、14层，15层楼梁板混凝土浇筑时，必须沿建筑四周结构梁预埋Φ48钢管，钢管埋深20cm，上部30cm，并要求14层，15层预埋位置上下对应。32）、内脚手架的纵横扫地杆及大横杆与悬挑架水平杆相连。所有水平杆均采用旋转扣件连接，不得采用对接扣件。所有扣件使用前必须进行检查，不得采用有裂纹、滑扣等缺陷的扣件；扣件必须拧紧，不脱扣。3）、搭设必须严格按照方案要求进行，钢管间距、角度必须符合设计计算要求。4)、在17层设置一排斜撑杆，起到卸荷作用，减轻16层斜撑系统荷载，以增大整体支撑系统的稳定性，5）、遇边柱墙时，设置钢管抱箍，与悬挑架连接。6）、16层楼面标高处外架满铺脚手板，17层钢管悬挑平台满铺脚手片，悬挑架外侧立面满挂密目网，水平向张挂水平兜网。四、混凝土浇筑的注意事项1）浇筑屋面梁板混凝土时应采用先里后外的顺序进行。2）混凝土卸料时，不宜堆放在挑檐处，应在框架边梁的内侧卸料，然后采用人工铲料到挑檐处，避免荷载集中，分布不均匀。3）操作人员不得在悬挑部位集中作业，尽量减少人员在悬挑部位作业。4）混凝土浇筑过程中需有专人看护支撑体系，时刻关注支撑体系的变化情况。五、悬挑架受力计算1、计算模型的建立挑檐板厚100mm,梁截面300mm×500mm。根据钢管三角支撑架的受力情况，建立如图3的计算模型（假定为一次超静定结构），按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范及建筑结构荷载规范，施工荷载按2kN/m2计，先计算P1、P2；再依据力法及图乘法求得其他杆件受力；最后根据计算的内力进4行水平杆及斜支撑杆的受弯、受压验算（按照图3简图进行计算）。XAYAABCDEP1P2NBONEO图3悬挑架各构件的受力2、计算书1）求P1、P2值300X500mm梁模板（扣件式）计算书一、工程属性新浇混凝土梁名称KL新浇混凝土梁计算跨度(m)8混凝土梁截面尺寸(mm×mm)300×500新浇混凝土结构层高(m)2.9梁侧楼板厚度(mm)100二、荷载设计模板及其支架自重标准值G1k(kN/m2)面板0.1面板及小梁0.3模板面板0.5模板及其支架0.75新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3)24钢筋自重标准值G3k(kN/m3)梁1.55板1.1施工人员及设备荷载标准值Q1k当计算支架立柱及其他支承结构构件时(kN/m2)1振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k(kN/m2)对水平面模板取值2风荷载标准值ωk(kN/m2)基本风压ω0(kN/m2)0.3非自定义:0.22风压高度变化系数μz0.9风荷载体型系数μs0.8三、模板体系设计新浇混凝土梁支撑方式梁两侧有板，梁板立柱共用(A)梁跨度方向立柱间距la(mm)1200梁两侧立柱间距lb(mm)800步距h(mm)1500新浇混凝土楼板立柱间距l'a(mm)、l'b(mm)1200、800混凝土梁居梁两侧立柱中的位置居中梁左侧立柱距梁中心线距离(mm)400梁底增加立柱根数0梁底支撑小梁根数3每纵距内附加梁底支撑主梁根数2梁底支撑小梁一端悬挑长度(mm)50设计简图如下：6平面图7立面图四、面板验算面板类型覆面木胶合板面板厚度(mm)15面板抗弯强度设计值[f](N/mm2)15面板弹性模量E(N/mm2)10000取单位宽度1000mm，按二等跨连续梁计算，计算简图如下：W＝bh2/6=1000×15×15/6＝37500mm3，I＝bh3/12=1000×15×15×15/12＝281250mm4q1＝0.9max[1.2(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4Q1k，1.35(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.4×0.7Q1k]×8b=0.9max[1.2×(0.1+(24+1.5)×0.5)+1.4×2，1.35×(0.1+(24+1.5)×0.5)+1.4×0.7×2]×1＝17.38kN/mq1静＝0.9×1.35×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b＝0.9×1.35×[0.1+(24+1.5)×0.5]×1＝15.61kN/mq1活＝0.9×1.4×0.7×Q2k×b＝0.9×1.4×0.7×2×1＝1.76kN/mq2＝(G1k+(G2k+G3k)×h)×b=[0.1+(24+1.5)×0.5]×1＝12.85kN/m1、强度验算Mmax＝0.125q1L2＝0.125q1l2＝0.125×17.38×0.152＝0.05kN·mσ＝Mmax/W＝0.05×106/37500＝1.3N/mm2≤[f]＝15N/mm2满足要求！2、挠度验算νmax＝0.521qL4/(100EI)=0.521×12.85×1504/(100×10000×281250)＝0.012mm≤[ν]＝l/400＝150/400＝0.38mm满足要求！3、支座反力计算设计值(承载能力极限状态)R1=R3=0.375q1静l+0.437q1活l=0.375×15.61×0.15+0.437×1.76×0.15＝0.99kNR2=1.25q1l=1.25×17.38×0.15＝3.26kN标准值(正常使用极限状态)R1'=R3'=0.375q2l=0.375×12.85×0.15＝0.72kNR2'=1.25q2l=1.25×12.85×0.15＝2.41kN五、小梁验算小梁类型方木小梁材料规格(mm)60×80小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)15.44小梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)1.78小梁弹性模量E(N/mm2)9350小梁截面抵抗矩W(cm3)64小梁截面惯性矩I(cm4)256为简化计算，按四等跨连续梁和悬臂梁分别计算，如下图：9q1＝max{0.99+0.9×1.35×[(0.3-0.1)×0.3/2+0.5×(0.5-0.1)]+0.9max[1.2×(0.5+(24+1.1)×0.1)+1.4×1，1.35×(0.5+(24+1.1)×0.1)+1.4×0.7×1]×max[0.4-0.3/2，(0.8-0.4)-0.3/2]/2×1，3.26+0.9×1.35×(0.3-0.1)×0.3/2}=3.29kN/mq2＝max[0.72+(0.3-0.1)×0.3/2+0.5×(0.5-0.1)+(0.5+(24+1.1)×0.1)×max[0.4-0.3/2，(0.8-0.4)-0.3/2]/2×1，2.41+(0.3-0.1)×0.3/2]＝2.44kN/m1、抗弯验算Mmax＝max[0.107q1l12，0.5q1l22]＝max[0.107×3.29×0.42，0.5×3.29×0.42]＝0.26kN·mσ＝Mmax/W＝0.26×106/64000＝4.12N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2满足要求！2、抗剪验算Vmax＝max[0.607q1l1，q1l2]＝max[0.607×3.29×0.4，3.29×0.4]＝1.318kNτmax＝3Vmax/(2bh0)=3×1.318×1000/(2×60×80)＝0.41N/mm2≤[τ]＝1.78N/mm2满足要求！3、挠度验算ν1＝0.632q2l14/(100EI)＝0.632×2.44×4004/(100×9350×2560000)＝0.02mm≤[ν]＝l/400＝400/400＝1mm10ν2＝q2l24/(8EI)＝2.44×4004/(8×9350×2560000)＝0.33mm≤[ν]＝l/400＝400/400＝1mm满足要求！4、支座反力计算梁头处(即梁底支撑小梁悬挑段根部)承载能力极限状态Rmax＝max[1.143q1l1，0.393q1l1+q1l2]＝max[1.143×3.29×0.4，0.393×3.29×0.4+3.29×0.4]＝1.84kN同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1＝R3＝1.03kN，R2＝1.84kN正常使用极限状态R'max＝max[1.143q2l1，0.393q2l1+q2l2]＝max[1.143×2.44×0.4，0.393×2.44×0.4+2.44×0.4]＝1.36kN同理可得，梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R'1＝R'3＝0.87kN，R'2＝1.36kN六、主梁验算主梁类型钢管主梁材料规格(mm)Ф48×3.2主梁弹性模量E(N/mm2)206000主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2)205主梁抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125主梁截面惯性矩I(cm4)11.36主梁截面抵抗矩W(cm3)4.73主梁自重忽略不计，计算简图如下：1、抗弯验算11主梁弯矩图(kN·m)σ＝Mmax/W＝0.623×106/4730＝131.81N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、抗剪验算主梁剪力图(kN)Vmax＝1.95kNτmax＝2Vmax/A=2×1.95×1000/450＝8.67N/mm2≤[τ]＝125N/mm2满足要求！3、挠度验算主梁变形图(mm)νmax＝1.26mm≤[ν]＝l/400＝800/400＝2mm12满足要求！4、扣件抗滑计算R＝max[R1,R2]＝1.95kN≤8kN单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！同理可知，左侧立柱扣件受力R＝1.95kN≤8kN单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！七、纵向水平钢管验算钢管类型Ф48×3.5钢管截面面积A(mm2)489钢管截面回转半径i(mm)15.8钢管弹性模量E(N/mm2)206000钢管截面惯性矩I(cm4)12.19钢管截面抵抗矩W(cm3)5.08钢管抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125钢管抗压、弯强度设计值[σ](N/mm2)215计算简图如下：R＝max[R1，R2]=1.95kN，R'＝max[R1'，R2']＝1.55kN1、抗弯验算纵向水平钢管弯矩图(kN·m)σ＝Mmax/W＝0.66×106/4730＝138.83N/mm2≤[f]=205N/mm213满足要求！2、抗剪验算纵向水平钢管剪力图(kN)Vmax＝3.353kNτmax＝2Vmax/A=2×3.353×1000/450＝14.9N/mm2≤[τ]＝170N/mm2满足要求！3、挠度验算纵向水平钢管变形图(mm)νmax＝2.06mm≤[ν]＝l/400＝1200/400＝3mm满足要求！4、扣件计算R＝6.55kN≤8kN单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！同理可知，左侧立柱扣件受力R＝6.55kN≤8kN单扣件在扭矩达到40～65N·m且无质量缺陷的情况下，单扣件能满足要求！八、立柱验算14立杆稳定性计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范