火电厂高层现浇框架结构悬挑脚手架的应用

来源:用户上传      作者: 尹瑞新 黄志源

　　【摘要】 国华锦界煤电工程2号机组主厂房除氧煤仓间上部结构采用现浇混凝土框架结构，横向宽22.5m，纵向长90.15m,高49米，施工周期达8个月，上部结构未施工完成之前无法拆除下部脚手架，影响下部设备安装的施工，施工中采用了封闭悬挑双排外脚手架。
　　【关键词】 荷载；悬挑；脚手架
　　
　　一、脚手架搭设方法
　　（1）搭设内容。外脚手架的横杆在每层平台及每两步架处，伸入平台脚手架的距离为两个立杆；斜支撑杆件平均分成3段，中间两个节点应与相临斜撑或其它杆件刚性连接。（2）构造要求。一是立杆。间距选用1.2m；横杆步距1.5m，对接，两端的高差不超过2cm。二是立杆横杆接头的详细做法。立杆对接扣件应交错布置，两个相邻立杆的节间不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心距主节点的距离不大于步距的1／3，纵向水平杆对接接头应交错布置，不可设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不小于500mm，并避免设在纵向水平杆的跨中。三是剪刀撑的搭设方法。在建筑物四周转角处必须设置，每道跨越立杆的根数为5～6根，宽度不小于4跨且不小于6m；与地面间倾角宜在45～60°之间，由底至顶连续设置并用旋转扣件固定在立杆上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。四是小横杆的设置。采用直角扣件扣紧在纵向水平杆下部，端头处伸出长度不小于120mm。
　　二、脚手架工程设计及搭设参数
　　脚手架钢管选用ф48×3.5；其材质应符合GB700-793号钢的技术条件。扣件式联接采用铸铁扣件，采用KT-33-8可锻铸铁扣件，所用材料出厂检验合格。外挑钢管长度为1.56m。立杆纵向间距为1.2m，内立杆距柱子外侧0.5m，外立杆距柱子外侧1.5m，大横杆间距为1.0m，小横杆长度为1.2～5.0m。外挑脚手架与平台脚手架节点采用三个直角（旋转）扣件连接。
　　三、悬挑架的荷载取值及设计
　　悬挑架荷载的取值与组合：计算基数，计算高度，H=13m，步距h=1.5m，立杆纵距l=1.5m，立杆横距lb=1.0m，小横杆间距0.9m，查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30―2001）。（1）荷载。操作层上均布活荷载q1=3KN/m2；钢管φ48×3.5mm，q2=0.0384KN/m；脚手板均布荷载q3=0.30KN/m2，扣件q4=0.0135KN/只。计算单元内作用于挑架上的集中力F(按一层平台考虑）：F=1.0×1.2×3+1.0×1.2×0.3+(12×3.6+1.2×11×2+18×2+6×2×3）×0.0384+46×0.0135+1.2×13×0.0025=10.1（KN）。按里外立杆0.45和0.55系数分配，作用于内外立杆上的集中力F1和F2。F1=0.45F=4.545KN，F2=0.55F=5.555K N，取N=5.555KN。（2）受力计算。查表及附图：对C点取矩可得RAV= a/L<(a/2)q+N>，代入数值得：RAV=6.63KN，对A点取矩，可得RB=[SQR(L2+ h2)/2]×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N]，则RB= =15.309KN，对B点取矩，可得RAH=（L/h）×[q(2L-a)a/2L+(1+b/L)N ]，则RAH=4.374KN AC杆最大弯矩取M1、M2之大者，M1=ME=Na(1-((2Lb+a2))/2L2)+(a2/8)（2-a/L)2q=4.78KN.m；M2= =MD=abN/L+(a/2)×(L-a) ×（qa/ L）=3.97KN.m 经计算可知： AC杆最大弯矩M1=4.78 KN.m，剪力Q在A点最大Qmax=RAV=6.63KN。
　　四、外挑脚手架设计计算（计算简图如下）
　　
　　（1）计算参数。钢管φ48×3.5mm，净载面面积An=489mm2，净载面抵抗矩Wn=5.08×103mm3，截面惯性矩I=12.19×104 mm4，回转半径i=15.78mm，抗拉、抗压、抗弯设计强度f=1 70N/mm2，抗剪设计强度fV=100N/mm2.单个旋转扣件抗破坏力17KN，单个直角扣件抗破坏力25KN.（2）验算BC杆抗压强度σ =RB/An＜f，即31N/mm2＜f=170N/mm2，BC杆抗压强度满足要求验算刚度查表，钢管φ48×35mm受压长细比限值[λ]=200，BC杆长细比：λ=μL/r r= I/A(I=12.19×104、A=489mm2)，解得 λ=95<200 BC杆满足要求，杆件稳定。AC杆：a、抗弯强度Σ=M/rWn=Mmax/r Wn=（4780×106）/15.79×5.08×103）=60N /mm2＜f=170N/mm2，抗弯强度满足。b、抗剪强度τ= Qmax/Aτ=14＜fV=100N/mm2，满足。综上所述，结构安全，可满足使用要求。
　　参考文献
　　[1]《建筑施工手册》（第四版）．中国建筑工业出版社
　　[2]《建筑结构荷载规范》．GB50009－2001．中国建筑工业出版社

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