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第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集 广东佛山·2006
海南800万吨炼化装置脚手架计算机辅助设计
陈业鹏董智力
(中国建筑科学研究院 建筑工程软件研究所)
1前言
在石油化工、炼油、化肥、医药、纺织、环保业的施工领域中,常常要针对塔设备,
储罐,球罐进行脚手架设计。这些设备形状各异,多数规模较大,高达几十米高,又不能
在上面搭设任何悬挑设施。为了解决施工中低效,凭经验问题。中国石化第十建设公司与
中国建筑科学研究院软件所联合研制开发了“石油化工脚手架设计系统软件”。该系统将中
国石化第十建设公司多年的施工经验和软件所强大科研实力结合起来,大大提高了工作效
率和决确性。以海南炼化800万吨/年炼油工程中“炼化重催装置”为例,该工程采用扣件
式钢管脚手架搭设,设计计算和施工图依据《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》,采
用PKPM三维脚手架设计软件完成,包括扣件抗滑承载力计算、立杆的稳定性计算等等。
2脚手架设计
海南炼化800万吨/年炼油工程中“炼化重催装置”的总高度63.4m,由上至下各段分
别为24.5m12.9m和26m。考虑装置上面大直径下面小直径的问题,底部在双排钢管的
图l脚手架搭设图
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第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集 广东佛山·2006
基础上增加钢管排数,可以增加整体的稳定性。
2.1脚手架的边数设计
在实际石化脚手架施工中,最外排的大横杆常常只采用一根钢管,并以此为根据设计圆
形脚手架的边数。这种设计可以使脚手架有更好的整体性,并更节省材料。本例中外排采
用6米的钢管,圆形脚手架的边数为lO边,两角杆之间距离为5.6l米,去掉两头20厘米
的截余长度,这种设计刚刚好。
图2脚手架搭设图
2.2脚手架排距、立杆间距、步距设计
排距:本工程中设备的最大半径为7.15米,最小半径为3.85米。相差3.3米。考虑到
脚手架稳定性及外伸长度,将排距设计为1.1米比较理想。这样可在两半径间加步3排脚
手架。并保证脚手架距内外设备有同样的30cm的距离。小横杆则紧设备布置来加强脚手
架的稳定性。
立杆间距:立柱距距初定为1.5m,但考虑到脚手架边数和采用均匀布置的方式,最后
立柱间距调整为1.405m。在每个侧面可均分脚手架为5跨。
步距设计:因为设备高度较高,为增加立杆的稳定性将步距设置为1.2m,并采用双管
立杆的搭设方式。副立杆的高度为30m。
2.3剪刀撑设计 。
剪刀撑:因为设备高度较高,剪刀撑采用6步5跨,每个侧面由底至项连续布置。
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第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集 广东佛山·2006
斜道:采用附着外脚手架设置,因为斜道主要供施工人员使用不参与运料。故将斜道
宽度设为1.2m。采用之字形布置,在塔体最上段采用一字形的形式。
3脚手架计算
荷载O.1611kN/m,安全网自重荷载0.005kN/m2,施工人员活荷载2.0kN/m2,风荷载0.45
N/m2。主要计算扣件抗滑承载力和立杆的稳定性。
3.1扣件抗滑力的计算
扣件的抗滑承载力按照规范5.2.5计算
足≤冗. (1)
式中 足——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;’
尺——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。
横杆的自重标准值P1-0.038×1.1=0.042kN
X1.4/2=0.042kN
脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.1
x
1.1 1.4/2=1.54kN
活荷载标准值Q=2.0x
荷载计算值尺=1.
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