10#11#12#悬挑脚手架施工方案1.docx
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10#11#12#悬挑脚手架施工方案1.docx
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10#11#12#悬挑脚手架施工方案1
华源盛世商住中心10#、11#、12#楼
屋面悬挑构件模板支撑
施
工
方
案
编制人:
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编制日期:
审核单位:
审核人:
审核日期:
华源盛世商住中心10#11#12#楼
屋面悬挑构件模板支撑施工方案
本工程为华源盛世商住中心10#、11#1、2#楼,各单位工程建筑面积均为14764.58m2,框架结构,17层,建筑总高为57.15米(室外地面至坡屋脊),脚手架的搭设高度为58米。
脚手架一至八层采用落地脚手架;从八层楼楼板以上采用悬挑脚手架。
分段悬挑架8-13层(23.12-41.12m);14-屋面层(41.12-58米)至屋面层采用工字钢分段悬挑外架。
屋面悬挑脚手架外挑支撑从14层梁板(41.12m),(见附图)采用工字挑梁、钢丝绳斜拉悬挑脚手架(主要用于挑出屋面外檐支撑模板施工),属模板支撑体系。
底部施工层脚手板满铺,各中间施工层防护层采用安全网满铺封闭,外用密目式安全网封闭,立杆为三排钢管搭设。
立杆纵距1.5米,立杆横距1.1米,小横杆距墙面距离0.30米,工字钢之间的距离为1.5米,建筑物内工字钢锚固点首端固定在建筑物内离外墙0.3米处,尾端固定在建筑物内工字钢尾端0.3米处,然后在其首尾锚固点中间加固一个锚固定牢固(锚固点位置根据实际情况而定)。
拉外脚手架的拉墙杆距离距为0.3米。
详见附图如下:
一、对材料的要求:
1.进场的钢管外径必须达到48m、壁厚27mm,W为4493mm3其材质应符合GB700-793号钢的技术条件。
2.挑梁采用18#工字钢,其材质必须符合标准。
二、制作的要求:
1.18#工字钢一端在建筑物内(14层),用两道预埋¢18圆钢Ω型环埋入建筑物梁板,一道设置锚固点首端固定在建筑物内离外墙0.3米处尾端固定在建筑物内的工字钢尾端0.3米处,然后在其首尾锚固点中间加固一个锚固定牢固,将18#工字钢穿入楼层预埋型环Ω内索紧,18#工字钢在建筑内的长度为其在建筑物外悬挑长度的2倍,将18工字钢穿入楼层预埋环Ω型环内索紧,然后在其上设置立杆,横杆,水平杆,连墙杆剪刀撑。
将18#工字钢穿入楼层预埋环Ω型环内索紧,在用木楔固定。
然后在其上设置立杆,横杆,水平杆,连墙杆剪刀撑。
将工字钢挑出顶角处用φ16.5钢绳斜拉在悬挑层上一层梁板上。
坡屋面满堂支撑与悬外挑支撑相连。
2、斜坡屋面砼待悬挑板砼强度达到100%以上后,再进行浇筑.本次计算不考虑其荷载。
3.悬挑工字钢的根部锚固长度,不应小于悬挑长度的1.5倍。
将上部荷载计算出来,计算出每个悬挑工字钢承受的压力上部荷载。
计算书:
一)、参数信息:
1.脚手架参数
三排脚手架搭设高度为12m,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.50m,立杆的横距为1.10m,(实际搭设要小于1.1M,可能是0.8M,按1.1计算偏于安全)大小横杆的步距为1.80m;
内排架距离墙长度为0.30m;
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为2根;
脚手架沿墙纵向长度为15.0m;
钢管平均长度6.0m;
采用的钢管类型为Φ48×2.7.0mm;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力:
8KN
连墙件布置取二步三跨,竖向间距3.m,水平间距4.50m,采用扣件连接;
连墙件连接方式为直角扣件连接;
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
3.000kN/m2;屋檐混凝土及模板取2.5kN/m2,
,综合取值合计为5.5kN/m2.脚手架用途:
结构脚手架;
所有施工层数:
4层;
3.风荷载参数
本工程地处湖北省随县,基本风压为0.40kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为0.74;
风荷载体型系数μs为0.65;
脚手架计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值:
0.1248kN/m2;
脚手板自重标准值:
0.300kN/m2;
栏杆挡脚板自重标准值:
0.150kN/m2
安全设施与安全网:
0.005kN/m2;
脚手板铺设层数:
4
脚手板类别:
木板脚手板;
栏杆挡板类别:
模板脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值:
0.038kN/m2;
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用18号工字钢,其中:
建筑物外悬挑段长度1.9m
建筑物内锚固段长度4.1m
与楼板连接的锚固圆钢直径:
18.00mm;
楼板混凝土标号:
C25;
6.拉绳与支杆参数
悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳、下面采用圆钢与建筑物联结。
钢丝绳安全系数取:
6.00;
钢丝绳与梁夹角为:
60.0度;
二)、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.300×1.500/(2+1)=0.150kN/m;
活荷载标准值:
Q=5.500×1.500/(2+1)=2.750kN/m;
荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.150+1.4×2.750=4.486kN/m;
小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,
计算公式如下:
最大弯矩M1max=4.486×1.1002/8=0.679kN.m;
最大应力计算值σ=Mqmax/W=151N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力为σ=151N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.150+2.75=2.938kN/m
最大挠度V=5.0×2.938×1100.04/(384×2.060×105×107831.23900425)=2.506mm;
小横杆的最大挠度2.506mm小于小横杆的最大容许挠度1100.0/150=7.333与10mm,满足要求!
三)、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.100=0.042kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.300×1.100×1.500/3=0.165kN;
活荷载标准值:
Q=5.500×1.100×1.500/3=3.025kN;
荷载的设计值:
P=(1.2×0.042+1.2×0.165+1.4×3.025)/2=2.242kN;
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:
M1max=0.08×0.038×1.5002=0.00684kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:
M2max=0.267×2.242×1.500=0.898kN.m;
M=M1max+M2max=0.00684+0.898=0.9kN.m
最大应力计算值σ=0.9×106/4493.0=201.38N/mm2;
大横杆的最大应力计算值σ=201.38N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:
mm
均布荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
Vmax=0.677×0.038×1500.04/(100×2.060×105×107831.2)=0.059mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载P=(0.042+0.165+3.025)/2=1.616kN
V=1.883×1.616×1500.03/(100×2.060×105×107831.2)=4.625mm;
最大挠度和:
V=Vmax+Vpmax=0.059+4.625=4.684mm;
大横杆的最大挠度4.684mm小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150=10.000与10mm,满足要求!
四)、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8kN。
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8kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
小横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.100×2/2=0.042kN;
大横杆的自重标准值:
P2=0.038×1.500=0.057kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.300×1.100×1.500/2=0.248kN;
活荷载标准值:
Q=5.5×1.100×1.500/2=4.54kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.042+0.057+0.248)+1.4×4.54=6.771kN;
R<8kN,扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
施工中需多增加一扣件,增加抗滑移力
五)、脚手架立杆荷载的计算:
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(kN),为0.1248
NG1=[0.1248+(1.10×2/2+1.50×2)×0.038/1.80]×12.20=2.579kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×6×1.500×(1.100+0.30)/2=1.890kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板标准值为0.150
NG3=0.150×6×1.500/2=0.675kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.500×12.200=0.092kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.235kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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=5.5×1.100×1.500×1/2=4.538kN;
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=0.400kN/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=0.740;
Us--风荷载体型系数:
取值为0.645;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.400×0.740×0.645=0.134kN/m2;
一、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=1.2×5.235+1.4×4.538=12.635kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.235+0.85×1.4×4.538=11.682kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.134×1.500×1.8002/10=0.077kN.m;
六)、立杆的稳定性计算:
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=12.635kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.163;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.500;
计算长度,由公式lo=k×μ×h确定:
lo=3.140
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=4.24cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.49cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=12635/(0.186×424.12)=160.167N/mm2;
立杆稳定性计算σ=160.167N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=11.682kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.163;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.500;
计算长度,由公式lo=k×μ×h确定:
lo=3.140
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=4.24cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.49cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=11682/(0.186×424.12)+77300/4492.968=165.29N/mm2;
立杆稳定性计算σ=165.29N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
七)、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
N2=N1w+N0
风荷载标准值Wk=0.134kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=12.00m2;
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=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
N1w=1.4×Wk×Aw=1.4*12*0.134=2.25kN;
连墙件的轴向力设计值N1=N1w+N0=5+2.25=7.25kN;
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;
由长细比L/i=300.000/15.945的结果查表得到φ=0.949,L为内排架距离墙的长度;
又:
A=4.241cm2;[f]=205.00N/mm2
连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.241×10-4×205.000×103=82.509kN;
N1=7.25 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到N1=7.25小于扣件的抗滑力8kN,满足要求! 八)悬挑梁的受力计算: 悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算 悬出端C受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。 悬臂单跨梁计算简图 支座反力计算公式 支座弯矩计算公式 C点最大挠度计算公式 其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。 本方案算例中,m=1.8m,l=2m,m1=1m,m2=1.7m; 水平支撑梁的截面惯性矩I=1660cm4,截面模量(抵抗矩)W=185cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载N=12.635kN;(本次考虑三立杆转二立杆简化,取值N=25KN计算) 水平钢梁自重强度计算荷载q=0.241kN/m;(钢梁自重) k=1.8/2=0.9 k1=1/2=0.5 k2=1.7/2=0.85 代入公式,经过计算得到 支座反力RA=84.186kN 支座反力RB=-33.70kN 最大弯矩MA=37.89kN.m(按实际受力分析计算) 最大应力σ=37890/(1.05×185000)=195N/mm2 水平支撑梁的最大应力计算值195N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求! 受脚手架作用集中计算荷载N=5.235+4.538=9.8kN 水平钢梁自重计算荷载q=0.241kN/m 最大挠度νmax=12.8mm 按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为 悬伸长度的两倍,即3600mm 水平支撑梁的最大挠度12.8mm大于水平支撑梁的最大容许挠度3600/400mm,不满足要求! 考虑钢丝绳拉力的作用,不会影响安全。 九)、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16号槽钢,计算公式如下 其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: φb=570×10×65×235/(2200×160×235)=1.05 由于φb大于0.6,查《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,得到φb值为1。 经过计算得到最大应力σ=37.89×106/(1×185000)=204N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算σ=204小于[f]=215N/mm2,满足要求! 十、锚固段与楼板连接的计算: 1.水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=33.70kN;实际可为R=37.89/2=18.945KN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: 其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2; 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[18945×4/(3.142×50x2)]1/2=15.56mm; 实际采用A18圆钢,大于15.56mm 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以上锚固长度。 拉绳与支杆参数 悬挑水平钢梁采用悬臂式结构,有钢丝绳与建筑物拉结,但是在计算中不考虑钢丝绳拉力作用,钢丝绳仅作为安全储备。 实际会减少钢梁悬臂端的挠度及减少钢梁建筑物尾端的拉环受力,对结构安全有益。 三、搭设的要求: 1、14层楼板现浇时在楼层预埋φ18圆钢Ω型环,其层楼面的工字钢全部安装好后,由项目经理、项目部安全员、技术负责人、操作班长组织对每一根工字钢及Ω型环,进行全面、认真、细致的检查,确认合格后,再开始搭设脚手架。 2、竖向立杆在其底步开始搭设时,长、短要相互错开(同一步架内的立杆接头要小于等于50%)不在同一平面上,以保证脚手架的整体性,竖向立杆搭设时,最好是2人以上协作施工; 3、悬挑脚手架的拉撑设置: 从第一步架,开始就要每隔不大于3.6×3.6m设置一固定点;拉撑点要用Ω型环和墙、梁等连接牢固,每个节点的螺栓帽均要拧紧; 4、从悬挑梁上面满铺脚手板,且全部封堵到墙面,施工作业层内沿脚手架外侧立杆内侧要设置闭合档脚架,档脚板设置要连续,不可留孔洞,档脚板的高度为200mm,板上用两种油漆作好警示标识,外侧用密目绿网全封; 5、沿脚手架纵向两端和转角处起,在脚步手架外侧面,用斜杆搭成剪刀撑,自下而上循序连续设置,斜杆用长钢管与水平方向成45度至60度夹角;剪刀撑的搭设是将一根斜杆扣结在立杆上,另一根斜杆结在横楞上,交叉处等都应用扣件扣牢,剪刀撑的接长接点,要采用搭接方法,其搭接长度不小于1000mm并用三只转向扣件锁紧,扣件离两端点的距离不小于100mm; 6、脚手架四角应有接地保护及避雷装置;将脚手架接地线与楼层上的接地引下线作可靠的连接; 7、脚手架的最上部分拉撑连杆应加密设置,即每二个立杆间距设一拉撑点,拉撑连杆应与脚手架成垂直,应拉撑在立杆与横楞交接处; 8、每步架完工后,及时将多余的钢管、扣件等材料清理干净,保持竹笆上整洁; 9、脚手架每步架搭设完工后,应由项目部安全员、技术员、班组长等,检查验收合格后,方可使用; 施工过程中,应有专人管理,负责检查、维修工作,发现问题及时报告项目部安全、技术部门,立即采取有效措施; 四、拆除的要求: 1脚手架拆除前,应由单位工程负责人召集有关人员对工程进行全面检查与签证,确认建筑物已施工完毕,确已不需要脚手架时,方可进行拆除; 2拆除脚手架应设置警戒区,并有专人负责警戒和专人监控; 3拆除脚手架前,应将脚手架上留存材料、杂物等清除干净; 4脚手架拆除顺序: 一般为密目网→脚手笆→栏杆→剪刀撑→搁栅→牵杠→横楞→立杆→字钢,按自上而下先搭的后拆,后搭的先拆,逐步拆除,一步一清,不得采用踏步式拆法,不准上下同时作业,剪刀撑应先拆中间扣,再拆两扣,由中间操作人往下递杆子; 5拆除的杆件与零配件,应分类分堆,(零配件装入容器内)用吊车吊下,或放在楼层上用升降机运下,严禁高空抛掷; 6拆下的杆件与零配件运至地面时,应随时按品种、规格堆放整齐,妥善保管。 五、安全的基本措施: 1搭拆脚手架必须由经安全技术教育的架子工承担,并经常进行体格检查,凡患有高血压、心脏病不适应高空作业人员,不得上脚手架操作,所有操作人员必须挂牌持证上岗; 2上班前要对所有的操作人员进行详细的安全、技术交底,并对薄弱部位的注意项详加说明,搭设时派专人监控全过程,做好各自的监控记录;各施工班组做好各自每天的安全、技术交底记录及注意事项说明;上班后,班组长做到“三勤”: 勤检查、勤督促、勤走动;将事故隐患消除在萌芽状态; 3搭拆脚手架时,操作人员必须戴好安全帽,佩好安全带、工具及零配件要放在工具袋内,穿防滑鞋工作,袖口、裤口要扎紧; 4在搭拆脚手架时,如果安全笆、杆件等尚未扣绑扎牢,或已拆开绑扎均不得中途停工; 5搭设中要随时按规定做好脚手架与主体结构的拉撑工作和铺设好竹笆、放置好档脚板以及防护
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