天成家园脚手架施工方案
更新时间:2024-06-12 01:23:01 阅读量: 综合文库 文档下载
天成家园A、B、C座外脚手架工程
施 工 组 织 设
沈阳山盟建设集团有限公司
二零一一年四月五日
计
目 录
1、编制依据??????????????????????? 1 2、工程概况??????????????????????? 1 3、施工准备与作业条件?????????????????? 1 4、施工工序??????????????????????? 4 5、各工序施工要点???????????????????? 5 6、外架搭设运算????????????????????? 10 6.1、大横杆计算???????????????????? 11 6.2、小横杆计算???????????????????? 12 6.3、扣件抗滑力计算?????????????????? 14 6.4、立杆荷载计算??????????????????? 15 6.5、立杆稳定性计算?????????????????? 16 6.6、最大搭设高度计算????????????????? 17 6.7、连墙件稳定性计算????????????????? 18 6.8、立杆基础承载力计算???????????????? 19 7、悬挑外脚手架计算??????????????????? 20 7.1、卸荷吊点计算??????????????????? 20 7.2、悬挑钢梁受力计算????????????????? 21 8、外架搭设附属设施??????????????????? 22 9、脚手架搭设安全注意事项????????????????24 10、脚手架拆除安全技术措施??????????????? 25
1、编制依据
该施工组织设计根据下列文件编制:
1.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2002 2.《建筑施工脚手架实用手册》 3.《建筑施工手册》 4. 天成家园住宅楼施工图纸 5.天成家园施工组织设计 2、工程概况
本工程处于盘锦市辽河南路和兴隆台街交汇处,共分A、B、C三栋楼(A座33层,B座24层,C座6层,局部2层)。因每栋楼结构层数和所处位置不同,拟按照下述方案进行搭设:地下结构及C楼因层数较低,不予特别计算;A座1-12层采用落地式双排脚手架,13-24层用16#工字钢悬挑加钢丝绳完全卸荷,25层及以上再次悬挑;B座1-12层采用落地式双排脚手架,12层及以上采用方案同A座。
3、施工准备与作业条件 3. 1 施工准备 3.1.1劳动力准备
脚手架搭设人员必须是经过按照现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理细则》(GB5036)考核合格并取得合格证的专业架子工。上岗人员必须定期进行体检,具有高血压、心脏病等不宜登高的人员不允许从事脚手架搭设工作。
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本工程外脚手架的搭设工作共计需要劳动力30人左右,待地下结构回填土结束后进场 3.1.2材料准备 3.1.2.1材质要求
搭设脚手架用的钢管、扣件、安全网、安全绳等的材质必须符合现行国家标准的有关规定。钢管、扣件、安全网在使用前应按照批次进行抽样,送法定检测单位进行检测,检测不合格的材料一律不得使用在工程中。外架在搭设之前必须对使用的材料进行认真检查,压扁、裂缝、弯曲,有孔等的材料不得使用。安全网必须全部使用新的,不得使用旧安全网。
脚手板全部采用竹笆板,挡脚板采用木胶合板,挡脚板高18cm。 3.1.2.2外防护架搭设材料需用计划见下表(见下页):
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序号 1 材料名称 规格 6m 3~4.5m 单位 根 根 根 套 套 套 块 m2 m2 m2 Kg 个 根 根 根 m 数量 3000 1500 4500 12000 3000 3000 300 3000 14000 500 200 600 200 备注 用作小横杆 在立杆底部 防火型 防火型 立杆底座 配置拉环 φ48钢管 1.5m 直角扣 2 扣件 一字扣 旋转扣 3 4 5 6 7 8 脚手板 安全兜网 密目安全网 竹笆板 安全网绳 钢垫板 L=4~6m 1.8*6m 1*1.2 长度3.0m 9 16#工字钢 长度4.0m 长度4.5m 20 若干 20 1200 配带固定扣 10 钢丝绳 6*19 3.1.3技术准备
脚手架在搭设之前技术部门必须根据施工现场的具体情况编制施工方案,要求方案的内容要全面,针对性和可操作性强,能够切实指导现场施工。现场主要管理人员在安排工人施工之前,必须依据施工
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3.2 作业条件
地下结构完成时及时回填土,回填土的质量必须达到外脚手架对基础的基本要求。考虑到现场实际土质情况,拟在外架搭设范围内用碎砖块进行换填,换填厚度30-40cm,其上用100mm 厚C15砼进行硬化。外架周围设置适当坡度的排水沟,保证基础不受雨水浸泡。 4、施工工序
4.1 地上1-12层以下外架搭设施工工序:平整、换填及硬化架下场地→外架下硬化的砼强度达到要求→外架定位放线→按照立杆的间距进行放样→放置纵向扫地杆→逐根树立杆,随即与纵向扫地杆扣牢→安装横向扫地杆,并与立杆扣牢→搭设第一步大横杆,与立杆扣牢→搭设第一步小横杆→搭设第一步防护栏杆→搭设第二步大横杆,与立杆扣牢→搭设第二步小横杆→搭设第二步防护栏杆→搭设临时斜撑→设置连墙杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设外架防坠落设施→立挂密目安全网┅┅→挂设平兜网。
地上13层及以上悬挑式外架搭设施工工序:在13层顶板模板上进行外架定位放线→预埋悬挑梁固定用钢筋→预埋的悬挑梁固定钢筋处砼强度达到设计要求→安装工字钢悬挑梁→按照立杆的间距进行放样→放置纵向扫地杆→在工字钢上逐根树立杆,随即与纵向扫地杆扣牢→安装横向扫地杆,并与立杆扣牢→搭设第一步大横杆,与立杆扣牢→搭设第一步小横杆→搭设第一步防护栏杆→搭设第二步大横杆,与立杆扣牢→搭设第二步小横杆→搭设第二步防护栏杆
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→搭设临时斜撑→设置连墙杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设外架防坠落设施→立挂密目安全网→挂设平兜网┅┅→搭设到6层和12层时采用钢丝绳进行完全卸荷。 5、各工序施工要点 5.1 架下支承处理
地下结构回填土结束后,对需要搭设外架的部分进行人工平整、夯实,土质松软处用碎砖头换填,再用100mm厚 C15砼进行硬化,并设置排水沟,以防止基础下沉,造成安全隐患。待砼强度达到要求时即可进行外架搭设。
至于悬挑式脚手架,在施工12层顶板砼时注意按照本方案设计的间距提前预埋固定悬挑梁用的钢筋。悬挑梁拉结钢筋采用提前制作的拉结筋进行预埋,要求埋设的位置、高度必须准确,埋设时可以采用电焊机将拉结筋和梁或板的钢筋点焊(点焊时严禁损坏拉结筋)在一起,以免拉结筋在浇注砼时移动。11层顶板浇注完毕,在施工12层顶梁时将钢丝绳拉环提前预埋在12层边梁上(钢丝绳拉环按照本方案设计的间距进行预埋),以便安装悬挑梁时钢丝绳拉结。悬挑梁和拉结用钢丝绳安装完毕,即可按照外脚手架搭设的有关规定进行悬挑部分外脚手架的搭设。 5.2 外架下基础或承重形式
搭设外脚手架时先在外架立杆底部铺设一道木跳板(截面尺寸为:50*250mm,长度4~6m不等),每立杆根部加设一个钢板底座,以减少立杆对基础的局部压力。
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上部承重形式采用钢丝绳在6层、12层分别进行一次完全卸荷。卸荷用钢丝绳上端直接连接在6层和12层顶梁上预埋的钢筋拉环上,钢丝绳下端连接在外架立杆和横杆交接处的主节点上。要求拉结用钢丝绳长短一致,钢丝绳的质量必须达到外架承重要求,不得有断丝。钢丝绳的标准为直径D=12.5mm、规格6*19、承重1550MPa。每个钢丝绳拉结点均采用内外两根钢丝绳进行拉结,分别固定在内外排立杆和大横杆交接的接点位置处,钢丝绳上下吊点的垂直距离为2.6m。钢筋拉环采用直径20mm的圆钢进行制作,见后附图。钢丝绳的水平设置距离等于外架立杆的纵距,水平距离为1.2m。 5.3 按照立杆间距进行放样
内排立杆距建筑物边缘的距离为0.3m,立杆横向间距1.05m,立杆纵向间距1.2m。悬挑部分外架的悬挑梁必须按照本方案设计的位置进行安放,悬挑梁放置必须拉通线进行,要求悬挑梁上的内、外排立杆的稳固端必须在一条线上,同时立杆放样时也必须拉通线。悬挑梁放置好后,对后端锚固部分在预埋钢筋里的空隙采用木楔子楔紧,同时注意固定好木楔子,以防滑动。 5.4 放置纵向扫地杆
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离底座上皮不大于20cm处的立杆上。纵向扫地杆放置于双立杆的内侧,扫地杆本身采用对接扣件连接,在架体的端部可以采用搭接连接。搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆端的距离不应小于100mm。当立杆基础不在同一个高度时,
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必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应该大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于50cm。 5. 5 安装横向扫地杆
横向扫地杆采用长1.4m的φ48钢管进行搭设,横向扫地杆伸出内排立杆中心15cm,外排立杆中心线15cm。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。 5.6 搭设大横杆
大横杆步距为1.8m,采用4~6m的φ48钢管。大横杆和立杆采用直角扣件与立杆扣牢,大横杆的连接采用对接扣件进行,同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/300。大横杆接头与相邻立杆的距离不大于纵跨的1/3。同一水平面的内外两根大横杆的接头和上下相邻两根大横杆的接头相互错开,不得出现在同一跨间内,且相邻接的水平距离大于50cm。
大横杆在阴阳角处应形成井字架,由于脚手架的宽度一致,故转角处应形成正方形。大横杆及防护栏杆在架体两端伸出的长度应统一,且小于40cm。 5.7 搭设小横杆
小横杆间距为1.2m,放在大横杆之下,采用直角扣件与立杆扣牢。小横杆伸出内排立杆中心15cm,外排立杆中心线15cm。 5.8 搭设防护栏杆
第一步大横杆和小横杆搭设完毕即可搭设防护栏杆。防护栏杆步距为1.8m,位置放在大横杆以下60cm处,采用4~6cm的ф48钢
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管搭设。防护栏杆与立杆采用直角扣件扣牢,本身采用对接扣件连接。防护栏杆上部涂刷红白相间的油漆,红白油漆间距30cm。
第二步架体的搭设和第一步基本相同。待第二步搭设完毕,即可开始搭设临时斜撑,安装悬挑部分外架的第一道钢丝绳。 5.9 临时斜撑搭设
第二步架体搭设完毕,由于剪刀撑无法搭设,为保证整个架体的稳定性,在第一、二步间临时搭设一个斜撑。斜撑上部与第二大横杆扣牢,下端撑在自然地面上,在搭设两道连墙杆后方可拆除。悬挑部分外架第一步搭设完毕,要及时将连墙杆安装上,以便于安装第一道钢丝绳和上部架体继续搭设。 5.10 设置连墙杆
为保证整个架体的稳定性,必须在脚手架上设置连墙杆,本工程连墙杆采用钢性连接。根据本工程的特点,连墙杆竖向间距每隔2步架(即3.6m高)设置一道,水平间距为每隔2跨架体即做一道拉结(即2.4m);无论什么情况下,每根连墙件覆盖的面积不得超过30m2,若连墙杆确实无法安装,可以采用在顶梁上预埋拉接钢筋的方法进行拉结,拉接钢筋同外架拉接钢管焊接在一起,具体见后附图。
连墙件宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于30cm。设置时从第一步纵向水平杆处开始设置。连墙杆与柱子面或墙面应垂直,不准向上倾斜,向下倾斜时角度不宜超过15°。 5.11 立杆构造
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在竖立杆时,要注意杆件的长短搭配使用(使用3m、4.5m、6m)。立杆的接头必须采用对接扣件连接(顶层顶步可以采用搭接连接)。立杆接头与相邻大横杆的距离不大于步高的1/3,不在同一步高和同一间距内,且相邻接头的高度差应大于50cm。 5.12 加设剪刀撑
在脚手架的外侧,沿长度方向连续设置剪刀撑,每道剪刀撑宽度不小于4跨,即连接5根立杆;沿高度方向连续设置,剪刀撑与地面的夹角为45~60°。结合本工程的具体情况,针对本工程每一个转面均设置剪刀撑。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不应小于1m,应采用3个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于10cm。剪刀撑斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上。剪刀撑的搭设应该随立杆、纵向水平杆的搭设同步进行,各底层斜杆下端均必须支撑在垫板上,并同扫地杆连接。 5.13 铺设外架防坠落设施
本工程外架在1F和作业层全部采用铺设竹笆脚手板,以后每隔三层满铺一道,脚手板应满铺,铺设时做到严密、牢固、铺平、铺稳、铺实,不得有超过2cm的空隙。在外架小横杆上,每步架体的中间均设置一道纵向水平杆,以便铺设竹笆脚手板,所有脚手板采用10#铁丝和钢管绑扎在一起。竹笆脚手板应按照其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设,且采取对接平铺。脚手架的悬挑层、卸荷层、操作层必须设有18cm高的挡脚板和高度1.2m的防身栏杆,同时卸
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荷层必须铺设竹笆脚手板。
外架的第一步必须设置安全兜网,然后在每两道竹笆板之间设置一道兜网。兜网设置必须封闭,不得出现有遗漏,要求周圈交圈,若出现同一周圈的兜网无法交圈则上下周圈兜网搭接长度不得小于一跨。兜网设置必须严密、绑紧、绑平,四周和外架大横杆绑扎在一起,不得用扎丝绑扎。外架内排立杆距外墙距离超过30cm的架体,在内排立杆与外墙之间必须设置平网或满铺竹脚手板作为防坠落措施,每隔4层设置一道。 5.14 立挂密目安全网
本工程使用的密目安全网规格为1.8m*6m,安全网的网孔数量等有关技术标准必须符合有关规范要求。挂设安全网时,应伸展开,不得有皱。安全网的绑扎采用安全网专用安全绳,严禁使用扎丝进行绑扎。安全网在转角处增设一根附属立杆和纵向水平杆连接在一起,并紧靠着转角处的立杆,挂设安全网时安全网包紧增加的附属立杆,使安全网的转角顺直。安全网挂设必须严密,不得有任何遗漏的地方。 6、外架搭设验算
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)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为37.9m,立杆采用单立管。搭设尺寸为:立杆的纵距1.20m,立杆的横距1.05m,立杆的步距1.80m。
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采用的钢管类型为48×3.5mm,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.60m,水平间距2.40m。施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工2层,脚手板每隔3层铺设一层。 6.1 大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,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。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 6.1.1 均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105 kN/m ; 活荷载标准值: Q=2×1.05/(2+1)=0.7 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172 kN/m; 活荷载的设计值: q2=1.4×0.7=0.98 kN/m;
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
6.1.2.强度验算
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跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。 跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.22+0.10×0.98×1.22 =0.161 kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.172×1.22-0.117×0.98×1.22 =-0.190 kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算: σ=Max(0.161×106,0.190×106)/5080=37.402 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ= 37.402 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求!
6.1.3 挠度验算
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:
其中:静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m; 活荷载标准值: q2= Q =0.7 kN/m; 最大挠度计算值为:
ν=0.677×0.143×12004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.7×12004/(100×2.06×105×121900) = 0.652 mm;
大横杆的最大挠度 0.652 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1200/150 mm与10 mm,满足要求!
6.2 小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,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作为小横杆集中荷载,
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在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
6.3.1 荷载值计算
大横杆的自重标准值:p1= 0.038×1.2 = 0.046 kN; 脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05×1.2/(2+1)=0.126 kN; 活荷载标准值:Q=2×1.05×1.2/(2+1) =0.84 kN;
集中荷载的设计值: P=1.2×(0.046+0.126)+1.4 ×0.84 = 1.384 kN;
小横杆计算简图
6.2.2 强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准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 = 1.2×0.038×1.052/8 = 0.006 kN.m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax = 1.384×1.05/3 = 0.570 kN.m ; 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.576 kN.m;
最大应力计算值 σ = M / W = 0.576×106/5080=113.386 N/mm2 ; 小横杆的最大弯曲应力 σ =113.386 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2,满足要求!
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6.2.3 挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计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:
νqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900) = 0.024 mm ; 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.046+0.126+0.84 = 1.012 kN; 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:
νpmax = 1012×1050×(3×10502-4×10502/9 ) /(72×2.06×105×121900) = 1.66mm;
最大挠度和 ν = νqmax + νpmax = 0.024+1.66= 1.684 mm;
小横杆的最大挠度为 1.684 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050/150mm与10 mm,满足要求!
6.3 扣件抗滑力计算
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1.00,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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8.00 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 大横杆的自重标准值: P1 = 0.038×1.2×2/2=0.046 kN; 小横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.05/2=0.02 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.2/2=0.189 kN; 活荷载标准值: Q = 2×1.05×1.2 /2 = 1.26 kN;
荷载的设计值: R=1.2×(0.046+0.02+0.189)+1.4×1.26=2.048 kN;
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R < 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
6.4 立杆荷载计算
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,为0.1248kN/m
NG1 = [0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×25.00 = 3.920kN; (2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2 NG2= 0.3×4×1.5×(1.05+0.3)/2 = 1.215 kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m
NG3 = 0.15×4×1.5/2 = 0.45 kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×25 = 0.188 kN; 经计算得到,静荷载标准值
NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.772 kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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= 2×1.05×1.2×2/2 = 2.52 kN; 风荷载标准值按照以下公式计算
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 = 0.45 kN/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= 1 ;
Us -- 风荷载体型系数:取值为1.13; 经计算得到,风荷载标准值
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Wk = 0.7 ×0.45×1×1.13 = 0.356 kN/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= 1.2×5.772+ 1.4×2.52= 10.454 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×5.772+ 0.85×1.4×2.52= 9.925 kN; 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为
Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.356×1.2× 1.82/10 = 0.165 kN.m;
6.5 立杆稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴向压力设计值 :N = 10.454 kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :k = 1.155 ;当验算杆件长细比时,取块1.0;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 :μ = 1.5 ; 计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 :l0 = 3.118 m; 长细比 Lo/i = 197 ;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 :φ= 0.186 ;
立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; σ = 10454/(0.186×489)=114.937 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 114.937 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
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立杆的轴心压力设计值 :N = 9.925 kN;
σ = 9925/(0.186×489)+205860.123/5080 = 149.645 N/mm2;
立杆稳定性计算 σ = 149.645 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求!
6.6 最大搭设高度计算
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.852 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.15 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m; Hs =[0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×1.852 +1.4×3.15)]/(1.2×0.125)=80.212 m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 80.212 /(1+0.001×80.212)=74.256 m;
[H]= 74.256 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50 m。
脚手架单立杆搭设高度为37.9m,小于[H],满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
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构配件自重标准值产生的轴向力 NG2K(kN)计算公式为: NG2K = NG2+NG3+NG4 = 1.852 kN; 活荷载标准值 :NQ = 3.15 kN;
每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.206 /(1.4 × 0.85) = 0.173 kN.m;
Hs =( 0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×1.852+0.85×1.4×(3.15+0.186×4.89×100×0.173/5.08)))/(1.2×0.125)=60.018 m;
按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H] = 60.018 /(1+0.001×60.018)=56.62 m;
[H]= 56.62 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =50 m。
脚手架单立杆搭设高度为37.9m,小于[H],满足要求!
6.7 连墙件稳定性计算
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算: Nl = Nlw + N0
风荷载标准值 Wk = 0.356 kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2; 按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw = 1.4×Wk×Aw = 8.073 kN;
连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 13.073 kN; 连墙件承载力设计值按下式计算: Nf = φ·A·[f]
其中 φ -- 轴心受压立杆的稳定系数;
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由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;
又: A = 4.89 cm2;[f]=205 N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.949×4.89×10-4×205×103 = 95.133 kN;
Nl = 13.073 < Nf = 95.133,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到 Nl = 13.073小于双扣件的抗滑力 16 kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
6.8 立杆基础承载力计算
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p ≤ fg 地基承载力设计值: fg = fgk×kc = 100 kPa;
其中,地基承载力标准值:fgk= 100 kPa ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 1 ;
立杆基础底面的平均压力:p = N/A =52.27 kPa ;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 10.454 kN; 基础底面面积 :A = 0.2 m2 。
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p=52.27 ≤ fg=100 kPa 。地基承载力满足要求!
7、 悬挑外脚手架计算
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)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为37.9米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:立杆的纵距1.20米,立杆的横距1.05米,立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为 48×3.5mm,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.60米,水平间距2.40米。施工均布荷载为2.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设4层。
卸荷钢丝绳采取2段卸荷,吊点卸荷水平距离2倍立杆间距。卸荷钢丝绳的换算系数为0.85,安全系数K=1.0,上吊点与下吊点距离2.6m。悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度1.50米。悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最外面钢丝绳距离建筑物1.35m。 7.1卸荷吊点计算
在脚手架全高范围内增加2吊点;吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;以吊点分段计算。计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。
外侧吊点钢丝绳角度α=arctg[2.60/(1.05+0.30)] 内侧吊点钢丝绳角度β=arctg[2.60/0.30]
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由前面计算知立杆轴向力在不考虑风荷载时为10.454kN,考虑风荷载时为9.925kN。可知不考虑风荷载时钢丝绳受力较大。
内外吊点位置处内力计算
T1=N*sinα=11.78 kN T2= N*sinβ=10.52 kN 所有卸荷钢丝绳的最大拉力为11.78kN。
选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于11.78/0.85=13.86kN。 选择6×19+1钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径12.5mm,满足要求!
吊环强度须满足 N / A < [f]
其中[f] -- 吊环钢筋抗拉强度,《混凝土结构设计规范》规定 [f] = 50N/mm2;A --吊环截面积。
吊环的直径D≥2*(N/50π)1/2=17.32mm。 选择吊环直径为20mm,满足要求 7.2 悬挑梁受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。悬挑长度为1.50m, 锚固长度(内平衡点长度)为1.5m。 本工程中,脚手架排距为1050mm,内侧脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体 = 300mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I = 1130.00cm4,截面抵抗矩W = 141.00cm3,截面积A = 26.10cm2。
水平钢梁自重荷载γ=0.00786A*0.0098=0.2357 kN/m
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悬挑脚手架计算简图
工字钢支座弯矩设计值MA=N*(a+2c)+0.5*q*L2 从前面落地式脚手架的计算中可得: 立柱轴力设计值N=10.454 kN 又有q=γ
则MA=10.454*(1.05+2*0.3)+0.5*0.2357*1.52=17.514 kN.m 各支座对支撑梁的支撑反力: Rb=MA/L1=17.514/1.5=11.68kN
弯矩作用应力σA=MA/W=17.514/(141*1000)=0.124 kN/mm2 抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
锚固段与楼板连接拉环的计算:
由前面计算可知拉环最大拉力设计值为11.68kN,略小于钢丝绳吊环所受拉力,选择直径20mm的HRB235光圆钢筋即可。 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。 8、外架搭设附属设施 8.1 通道口设置
脚手架遇到施工时需要通行的洞口时,为了施工方便和不影响通行和运输,将洞口处的立杆抽走,这时应根据实际情况采取以下构造
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措施:
(1) 洞口上的内外排大横杆均采用两根钢管进行加强。
(2) 脚手架内外两侧在洞口上两侧加设人字行斜撑,斜撑与地面成60°夹角。斜撑要与洞口上的立杆和大横杆用扣件扣紧,使立杆上所传来的荷载通过斜撑传递到地基和其他立杆上。 (3) 洞口两侧的内外立杆要用双钢管进行加强。
本工程各栋楼通道口具体设置位置,施工现场可以根据具体情况进行设置,但在准备打开洞口前必须报项目总工程师批准,并作好架体补强工作。每个通道口的大小和尺寸都必须相同,通道口宽3M,高3.6M。所有通道口外部均必须搭设防护棚。 8.2 卸料平台
本工程脚手架上不允许卸料,也不允许直接在外脚手架上直接搭设卸料平台,严禁设置由外架上直接斜挑的卸料平台。根据工程需要确有必要搭设卸料平台时,可以采用16#工字钢直接从楼层内挑出,卸料平台挑出的工字钢必须在挑出端加设横梁。工字钢卸料平台挑出3300mm,出外架2m,卸料平台四周三面采用钢管搭设1.2m高的防护栏杆,中间加设一道护拦。平台面固定18cm高的挡脚板,采用木脚手板制作。卸料平台底部采用5cm*25cm的木脚手板满铺,木脚手板全部采用10#铁丝同工字钢固定在一起。卸料平台的悬挑梁采用规格为6*19、直径16mm的钢丝绳进行在上一层进行斜拉。
悬挑式卸料平台根据需要每层设置一个,同工程同步周转使用,具体位置施工现场可以根据具体情况设置。在施工顶板砼前必须考
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虑将悬挑梁锚固端和斜拉钢丝绳的拉环位置找好,并作好预埋工作。 8.3 排水沟
外架基础处理完毕要及时在外架的周边设置排水沟,排水沟距离外架外排立杆50CM,用红砖砌筑。排水沟为明沟深20CM,宽15CM。排水沟内要保证清洁,保证排水畅通,外架下不得有积水。 9、外架搭设安全注意事项
因此工程外架搭设高度较高,须注意以下事项:
1、脚手架搭设所用的材料规格和质量必须符合有关规范的要求。 2、脚手架上严禁堆放任何材料。施工材料按照规定堆放在相应的楼层上。
3、脚手架沿建筑周边必须进行全封闭。
4、对脚手架沿高度进行分段检查验收。原则上地基基础验收一次,按照结构施工进度每4个结构层验收一次,搭设到设计高度后验收一次。
5、架子工必须是专业的架子工,后进场前应该进行身体检查,经过安全培训,并经考核合格后,持证上岗。
6、施工前必须有安全员和工长对工人进行口头和书面的安全交底。 7、执行安全“三宝”。外架搭设人员必须佩带安全带,并坚持“高挂低用”的原则,穿防滑鞋,严禁酒后作业。
8、脚手架上必须安装防雷装置,其冲击接地电阻不得小于30欧。 9、当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架的搭设和使用。雨雪天气后作业,必须对架体的安全进行检查,操作
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人员上架作业必须采取防滑措施,并应扫除积雪。
10、外架搭设时作业段要设置围栏或警戒标志,划出工作禁区并设置专人看管,禁止非作业人员进入。
11、本工程的外防护架仅为外作业人员防护作用,作业时施工荷载要严格控制,不得超载。在施工过程中,不得将模板支撑架、砼输送泵的固定架等外部受力结构固定在脚手架上,严禁悬挂起重设备。 12、严禁在外脚手架上进行电、气焊作业,必须进行时要实行严格审批制度,并有防火措施和专人看守。 10、脚手架拆除安全技术措施
脚手架的拆除作业同样也很重要,为防止拆除作业中发生安全问题,拆除工程中,工作人员必须严格执行下列措施:
1、拆架前,全面检查拟拆脚手架,根据检查结果,拟订出作业计
划,报请批准,进行技术交底后才准工作。作业计划一般包括:拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。 2、拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。
3、拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。
4、拆架程序应遵守“由上而下,先搭后拆”的原则,即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑,而后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按“一步一清”原则依次进行。严禁上下同时进行拆架作业。
5、拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆、斜
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撑、剪刀撑时,应先拆除中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。 6、连墙杆(拉结点)应随拆除进度逐层拆除,拆抛撑时,应用临时撑支住,然后才能拆除。
7、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一人有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。
8、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。 9、在拆架时,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。
10、拆下的材料要徐徐下运,严禁抛掷。运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,“当天拆当天清”,拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。
11、高层建筑脚手架拆除,应配备良好的通讯装置。 12、输送至地面的杆件,应及时按类堆放,整理保养。
13、当天离岗时,应及时加固尚未拆除部分,防止存留隐患造成复岗后的人为事故。
14、如遇强风、大雨、雪等特殊气候,不应进行脚手架的拆除,严禁夜间拆除。
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