挡风系数计算

更新时间:2023-06-01 20:15:47 阅读: 评论:0

一种异型幕墙工程的扣件式钢管脚手架设计
于克洲  中建七局装饰公司
随着社会主义经济建设的迅猛发展和技术的进步,作为基本艺术形式之一的建筑外观也逐步丰富起来。在外装饰装修施工中常常遇到异型幕墙,使用爬架、挑架、吊篮等脚手架有时都有无法克服的影响施工的因素。笔者以一实例介绍一种异型落地扣件式钢管脚手架的设计,供大家交流、指正。
一、工程概况
本工程位于河南省南阳市张衡路,南阳房地产大厦幕墙用扣件式钢管脚手架。地上十六层,幕墙最高标高66.800m,底层室内外高差1.100m,搭设高度为69.000 m 本工程的特点在于主楼及幕墙垂直剖面为一外凸圆弧,如图1所示,其最大矢高为4.360m脚手架既要满足位于圆弧上部的施工操作又要满足下部的操作要求。
该异型脚手架位于外侧的为主架,内侧为副架,副架为方便装饰操作,与主架连接成一体,如图2所示。主架标高30.000m以下为双立杆;剪刀撑与地面夹角45度,在主架外侧四周沿高度和宽度方向连续设置。如图3所示。
二、施工准备
1、室外散水回填土须严格分层夯实,铺设200C15素砼,距外立杆1.5m以外设一砖砌排水沟。
2 钢管:采用φ48mm×3.5mm,其质量应满足现行规范要求,且应进行防锈处理;扣件必须满足现行规范要求,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换,且新旧扣件均应进行防锈处理。
3 安全网:采用立网和平网两种,立网必须满足规范GB16909    异型幕墙外观    的有关要求,本工程选用2400/100cm2,平网必须满足规范GB5725的有关要求。
4、垫板:采用20#槽钢平行于墙面放置。
5竹脚手板:使用宽度不小于60mm的竹片和直径510mm间距不大于600mm拼接螺栓制造,。竹跳板与外架钢管的连接采用14#铁丝绑扎牢固。每块质量不大于30kg
三、方案设计计算
(一)方案设计参数
由图2可知,此脚手架主要计算主架即可满足方案要求。
立杆横距为b=1050mm,立杆纵距L=1500 mm;内立杆距11层外墙皮最远处距离b1=400mm, a1=300mm;脚手架步距为h=1800 mm;考虑便于施工,铺设8层竹跳板;采用密目网为2400/100cm2,每目透风面积1.5mm2,网自重0.002KN/m2;南阳地域风荷载为WO0.350KN/m2;连墙杆按二步三跨设置,垂直距离为H1=2h=3600 mm,水平距离为L1=3L=4500m;在主体外侧四周立面搭设剪刀撑,由底部到顶部随脚手架的搭设连续设置。为增加脚手架横向平面的刚度,在脚手架拐角处,在东西立面内加设斜撑杆,使之成为“之”字形。架体最高69m
(二)、横向水平杆计算:
荷载、抗弯强度、变形计算(略)
横向水平杆的抗弯强度,变形符合要求
(三)、纵向水平杆计算:
荷载、抗弯强度、变形计算(略)
纵向水平杆的抗弯强度,变形,扣件抗滑承载力符合要求
2 脚手架剖面
3 脚手架外立面
(四)、密目网全封脚手架立杆计算:
采用密目网为2400/100cm2,每目透风面积1.5mm2,网自重0.002KN/m2
计算立杆轴压力设计值:标高30米以下采用双立杆
1)脚手架自重标准值产生的轴力
NG1K0.1248×69+0.053×3010.2KN
0.1248h1.8La1.5查规范附录AA-1
2)构配件自重产生的轴力:
NG2K0.35×(1.05+0.3)×1.5×1/2×8+0.14×1.5×8+0.002×1.5×694.722KN
3)施工荷载标准值产生的轴力:
NQK4×(1.05+0.3)×1.5×1/24.05KN
a.不组合风荷载时立杆轴压力设计值:
N1.2×(10.2+4.722+1.4×4.0523.57KN
b.组合风荷载时立杆轴压力设计值:
N1.2×(10.2+4.722+0.85×1.4×4.0522.726KN
密目网全封闭时风荷载体型系数:
φ0.089(由规范附录AA3查得) φ0.64
φ10.64
密目网全封闭时脚手架挡风系数:
φ0.089+0.640.729
由规范表4.2.4,μS1.3φ=1.3×0.7290.948
WK0.7μZμSWO0.7×1.855×0.948×0.350.431KN/m2
MWKN/m2
立杆容许长细比及稳定系数:
根据Lb1.05m,连墙件二步三跨设置,由规范表5.3.3查得,
立杆计算长度系数μ=1.5
验算立杆容许长细比:
λ=
验算立杆稳定的长细比:
λ=
查规范附表C得立杆稳定系数φ=0.595
立杆稳定性验算:
a.不组合风荷载时:
b.组合风荷载时:
立杆稳定性满足要求。
(五)、连墙件计算
由南阳基本风压 0.35KN/m2,迎风面积3.6×4.5 = 16.2 m2
作用在脚手架上水平风荷载标准值:
Wk=0.7μzμsWo=0.7×1.855×1.3×0.089×0.35=0.053 KN/m2
(规范附表A-3查得:脚手架挡风系数为ф=0.083
每一根连墙杆作用面积为:
Aw3.6 ×4.516.2m2
由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值:
NLw1.4×wk×Aw=1.4×0.053×16.2=1.2KN
连墙件轴向力设计值为:
NLNLw+N0
由于架体采用双排架,故N0 = 5 KN
所以连墙件轴向力NL= 1.2+5  = 6.2 KN
6.2 KN < 8 KN
N/ A= 6.2×103/(4.89×102)= 1.27×10N/mm
<ƒ=2.06×105 N/mm2
故连墙件安全。
(六)、地基承载力验算
上部结构传至基础顶面的轴向力由:立杆自重值轴向力和施工操作等传来的荷载,按架体同时有八个操作工作面考虑。
1)、脚手架自重产生的标准值:
NG1K0.1248×69+0.053×3010.2KN
0.1248由规范附录AA1查得)
2)、构配件自重标准值产生的轴力:
NG2K0.35×(1.05+0.3)×1.5×1/2×8+0.14×1.5×8+0.002×1.5×694.722KN
3)、施工荷载标准值产生的轴力:       
NQK5×(1.05+0.3)×1.5×0.55.063KN
4)、不组合风荷载时立杆轴压力设计值:
N1.2×NG1K+ NG2K+1.4×NQK
=1.2×10.2+4.722+1.4×4.05
23.57KN
5)、组合风荷载时立杆轴压力设计值:
N1.2×(NG1K+ NG2K+0.85×1.4×NQK
1.2×(10.2+4.722+0.85×1.4×4.05
22.726KN
因施工时,钢管脚手架下设200mmC15素砼基础,立杆沿纵向下垫20#槽钢,取底面积S1.5×0.20.30 m2
a.不组合风荷载时立杆对地基产生的应力设计值为:
  P = 23.57/0.30=78.57KN/m2
b.组合风荷载时立杆对地基产生的应力设计值为:
P = 22.726/0.30=75.77KN/m2
由规范 5.5.3 条取KC = 1.0 fgk = 115 KN/m2
fg = 1× 115 = 115KN/m2
不组合风荷载时P1= 78.57< ƒg = 115KN/m2
组合风荷载时P2=75.77< ƒg = 115KN/m2
故地基承载力验算结果安全。
四、结束语
    脚手架的搭投方案设计是建立在科学的计算基础上的,而计算是以现行规范JGJ130-2001为准则的。所以,认真领会理解规范是非常重要的。
在方案的实施过程中,要有针对性的可操作性强的施工组织措施,对施工作业的控制、检查、验收至关重要,是方案实施成败的关键。
本方案在实施前,得到了业主、安全监督部门、监理、主体施工单位和装饰施工单位的多次会审与提出宝贵的意见,保证了方案的安全和可行性,确保了脚手架的安全使用。

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