外架专项方案.docx
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外架专项方案
一、编制依据
1、《建筑施工手册(第四版)》
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
3、《工程建设标准强制性条文》(房屋建筑部分2002年版)
4、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
5、《建筑施工安全技术手册》
6、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)
二、工程概况
本工程为安置小区东区工程建设项目,位于龙岩市西陂镇小洋村,为地上四栋单体17层的高层住宅(6#~12#楼),地下1层,为人防兼停车,总建筑面积75663.4平方米。
建筑檐口高度为49.0m。
钢管脚手架搭设高度为49.0m。
三、外脚手架搭设
本工程架体总高不超过50M,可采用落地式钢管脚手架搭设,架体总高为49.00m,在25.8m(第九层板面标高)和37.4m(第十三层板面标高)高度分二次采用钢丝绳卸荷。
落地架架体立杆纵距la=1.5m,架体宽lb=1.05m,架体步距h=1.8m,内立杆离结构墙面b=20cm,小横杆每立杆处均设,大横杆搭设在小横杆上,每根小横杆上均匀设置4根大横杆。
安全网为立式密目安全网,脚手板为竹脚手板。
四、材质要求
钢管采用外径48mm,壁厚3.5mm的普通钢管,符合钢结构设计规范要求,有产品合格证式质量保证书。
严重锈蚀、压扁、弯曲、裂纹、打孔的钢管不得使用。
严禁48mm与51mm钢管混用。
扣件应采用可锻铸铁制作,无裂纹、变形、滑丝,拧紧扭力矩为50—60N·m,并不得小于40N·m,且不得大于65N·m。
扣件在使用中应经常检查是否松动,发现松动及时紧固。
脚手板采用竹材料制作,每块质量应不大于30kg。
竹脚手板应是质地坚实、无腐朽、虫蛀、断裂的毛竹片制作的竹榀,松脆、破损散边的竹榀不得使用。
五、扣件式脚手架搭设的施工顺序
按脚手架立杆纵向间距铺设垫板→设置立杆→设置纵、横向扫地杆→搭设大横杆→搭设小横杆→扶手水平杆→搭设剪刀撑杆→连墙杆拉设→张挂密目安全网→铺脚手板→验收→使用。
六、搭设操作
(1)地基处理
落地架直接落于地下室顶板砼面上,地质坚实,平整,因此可不必对地基承载力进行验算。
部分脚手架立杆落于回填土上的,采用150厚C20砼浇捣作为垫层。
因此可不必验算地基承载力。
(2)立杆设置
立杆底部设置垫块,垫块可采用长度不小于2跨,厚度不小于5cm的木垫块,也可用坚硬的胶合板块。
立杆接长除顶层步可用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣对接,对接应相错布置,两根相邻。
立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个接头在高度方向错开距离不宜小于500mm,各接头中心距至主节点距离不宜大于步距的1/3,立杆搭接长度不应小于1m,并且不少于2个扣件固定,立杆顶端高出女儿墙上皮1m,高出檐口上皮1.5m且立杆应设置扫地杆,当立杆基础不在同一高度,应将高处扫地杆向低处延长2跨与立杆固定。
(3)小横杆搭设
每一立杆与大横杆相交处(即主节点),都必须设置小横杆,应采用直接扣件扣紧在大横杆上,该杆轴线偏离主节点的距离不大于15cm,小横杆靠墙一端离开墙面不宜大于100mm,各杆件相交伸出的端头,均要大于100mm,以防杆件滑脱。
(4)大横杆搭设
大横杆置于小横杆之上,在立柱内侧,用扣件与小横杆连接,同一步大横杆四周要交圈。
采用对接扣件连接,其接头交错布置。
不在同步、同跨内,相邻接头水平距离不小于50cm,各接头距立柱的距离不大于50cm。
且不宜大于纵距1/3。
(5)剪刀撑、连墙件
脚手架外侧沿整个长度高度方向设置连续剪刀撑。
剪刀撑的水平夹角为45—60°。
剪刀撑的搭接长度应大于1m,固定扣件应不少于2个。
每道剪刀撑设宽度应大于4跨,且大于6m。
对24m以下均必须在外侧立面两端设置一道剪刀撑,中间各道剪刀撑的净距不宜大于15m,24m以上在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑,连墙件用钢管与建筑物可靠连接,尽量靠主节点设置,偏离主节点不宜大于300mm。
(6)脚手板与防护设施
作业层脚手板应铺满、铺稳、有固定措施,不得有探头板,离开墙面120~150mm。
自顶层作业层开始向下每隔6步架满铺一层脚手板。
底层的脚手板应满铺且用安全网兜底。
底层脚手板与建筑物空隙应封严,架体外立杆内侧应用密目式安全网封严。
作业层外侧设置1.2m和0.6m双道防护栏和180mm高的挡脚板。
七、脚手架的使用要求
1、架子在主体施工时可铺三层脚手板,装饰时各层满铺,主体施工时,同时作业的施工步层不得超过两层,每层作业荷载不得大于3KN/m²;外墙装修施工时,同时作业的施工步层不得超过三层,每层作业荷载不得大于2KN/m²。
安全网、脚手板要扎牢,不准随意拆动,如须拆动必须经技术负责人批准由架工负责处理。
2、架子上的施工人数,堆入材料,按设计要求控制,不得将结构施工荷载传递到架上,不得将短小模板、钢筋、钢管、扣件放在架上,更不能将室内建筑垃圾清到架上,不准在架上另设悬挂物体,严禁向架上或架外抛掷物品。
3、架上所用的扣件,必须定期保养巡查,如有毛病,应立即更换。
架上的附墙支撑,要绑扣在结构物可靠处,不得绑扣在模板支撑上或其他不牢固的位置上。
4、未以允许,严禁他人破坏架子结构或擅自拆除脚手架各杆件。
5、脚手板都要采用铁丝与钢管绑扎牢固。
6、使用期间,对外架应建立严格的检查制度,检查项目如下:
A、脚手架是否出现倾斜或变形。
B、连墙点是否出现缺漏。
C、立杆是否出现沉陷或悬空,扣件有否出现松脱或断裂。
D、脚手板要满铺,并不得有探头板或与墙面的间隙不大于150mm。
E、脚手架上使用荷载不得超过规范规定,使用过的材料、设备机具不得堆放在脚手架或斜道的休息平台上。
F、严禁利用脚手架吊运重物或在脚手架上拉缆风绳。
G、严禁拆除主节点的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆和连墙件。
如出现经上情况,应根据施工规范及有关标准整改完成后,方可继续使用。
7、正常情况下,每半月检查一次,职遇暂停工程复工、台风、暴雨等天气生,必须对脚手架重新进行详细的检查,并做好检查记录,方可使用。
八、脚手架的拆除
1、架子拆除时应划分作业区,周围设围栏或竖立警戒标志,地面设有专人指挥,严禁非作业人员入内。
2、拆除的高空作业人员,必须戴安全帽、系安全带、穿软底鞋。
3、拆除顺序遵循由上而下、先搭后拆的原则。
即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑、后拆横向水平杆、纵向水平杆、立杆等,并按一步一清的原则进行,严禁上下同时进行拆除作业。
4、拆立杆时,应先抱住立杆再拆开最后两个扣,然后托住中间,再解端头扣。
5、连墙件应随拆除进度逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架,分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固。
6、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一个人有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。
7、拆除时不应碰坏门窗、玻璃、落水管、房檐瓦片、地下明沟等物。
8、拆下的材料应堆放成堆,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。
9、在拆除过程中,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交待清楚后方可离开。
九、质量安全措施:
(一)质量保证措施
1、由项目部组织架子工长、安全员对使用架子的有关工种、班级长、工人骨干进行使用标准安全防护,日常检查维护的技术交底,让人人都知道,时刻注意遵守。
2、脚手架搭设、拆除前必须给作业人员下达安全技术交底。
3、脚手架严格依照本施工组织设计进行施工。
4、脚手架搭设完毕,依据施工组织设计与单项作业验收表对脚手架进行验算。
(二)安全保证措施
1、脚手架搭、拆人员必须是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业架子工,上岗人员应定期体检,体检合格后才发上岗证。
2、搭、拆脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿软底鞋。
3、架子搭、拆时应划分作业区,周围设围栏或竖立警戒标志,地面设有专人指挥,严禁非作业人员入内。
4、架子及架上操作人员,每天上下班前,要检查架子的支撑锚固点是否牢固,发现问题,立即处理或报项目部解决。
架上施工荷载要均匀布置,不得集中一边,单向偏移受力,并不得超过设计荷载,特别防止外墙、梁拆模时模板突然下落的冲击力,如须落在架上,必须采取缓冲措施。
5、夜间、六级及以上大风,或雷雨天气,不准搭设或拆除外架,也不准在架上作业,其他按高层脚手架的操作规程执行。
十.双排脚手架的计算
(一)、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为49m,立杆采用单立管;
搭设尺寸为:
立杆的横距为1.05m,立杆的纵距为1.5m,大小横杆的步距为1.8m;
内排架距离墙长度为0.20m;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为4根;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为1.00;
连墙件采用两步三跨,竖向间距3.6m,水平间距4.5m,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m2;脚手架用途:
装修脚手架;
同时施工层数:
2层;
3.风荷载参数
本工程地处福建龙岩市,基本风压0.35kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为1.00,风荷载体型系数μs为1.13;
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(kN/m):
0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):
0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;
脚手板类别:
竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆、竹笆片脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):
0.038;
脚手板铺设总层数:
3;
5.地基参数
地基土类型:
素填土;地基承载力标准值(kPa):
120.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.20;地基承载力调整系数:
1.00。
(二)、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。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05/(4+1)=0.063kN/m;
活荷载标准值:
Q=2×1.05/(4+1)=0.42kN/m;
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.063=0.122kN/m;
活荷载的设计值:
q2=1.4×0.42=0.588kN/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)
2.强度验算
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=0.08×0.122×1.52+0.10×0.588×1.52=0.154kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.122×1.52-0.117×0.588×1.52=-0.182kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.154×106,0.182×106)/5080=35.827N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为σ=35.827N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
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+0.063=0.101kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=0.42kN/m;
最大挠度计算值为:
ν=0.677×0.101×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.42×15004/(100×2.06×105×121900)=0.977mm;
大横杆的最大挠度0.977mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!
(三)、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,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:
p1=0.038×1.5=0.058kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05×1.5/(4+1)=0.095kN;
活荷载标准值:
Q=2×1.05×1.5/(4+1)=0.630kN;
集中荷载的设计值:
P=1.2×(0.058+0.094)+1.4×0.63=1.065kN;
小横杆计算简图
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=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.065×1.05×0.6=0.671kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.677kN.m;
最大应力计算值σ=M/W=0.677×106/5080=133.267N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=133.267N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
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)=0.024mm;
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.094+0.63=0.782kN;
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=3.024×782.1×10503/(48×2.06×105×121900)=2.271mm;
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.271=2.296mm;
小横杆的最大挠度为2.296mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7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,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8.00kN;
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=0.038×1.5×4/2=0.115kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.038×1.05/2=0.02kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN;
活荷载标准值:
Q=2×1.05×1.5/2=1.575kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.115+0.02+0.236)+1.4×1.575=2.651kN;
R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(五)、脚手架立杆荷载计算:
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+(1.50×4/2)×0.038/1.80]×49.00=9.251kN;
(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=0.3×3×1.5×(1.05+0.2)/2=0.844kN;
(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=0.15×3×1.5/2=0.337kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×49=0.368kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=10.8kN;
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=2×1.05×1.5×2/2=3.15kN;
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=0.35kN/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
Wk=0.7×0.35×1×1.13=0.277kN/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=1.2×10.8+1.4×3.15=17.37kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×10.8+0.85×1.4×3.15=16.708kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.277×1.5×
1.82/10=0.16kN.m;
(六)、钢丝绳卸荷计算
钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。
在脚手架全高范围内卸荷2次;吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置;以卸荷吊点分段计算。
第1次卸荷净高度为11.6m;
第2次卸荷净高度为11.6m;
经过计算得到
a1=arctg[1.800/(1.050+0.200)]=55.222度
a2=arctg[1.800/0.200]=83.660度
第1次卸荷处立杆轴向力为:
P1=P2=1.5×17.37×11.6/49=6.168kN;
kx为不均匀系数,取1.5
各吊点位置处内力计算为(kN):
T1=P1/sina1=6.168/0.821=7.510kN
T2=P2/sina2=6.168/0.994=6.206kN
G1=P1/tana1=6.168/1.440=4.283kN
G2=P2/tana2=6.168/9.000=0.685kN
其中T钢丝绳轴向拉力,G钢丝绳水平分力。
卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为[Fg]=T1=7.510kN。
钢丝绳的容许拉力按照下式计算:
其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力(kN);
Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),
计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm);
α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数,取0.82;
K--钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取7.51kN,α=0.82,K=6,得到:
选择卸荷钢丝绳的最小直径为:
d=(2×7.510×6.000/0.820)0.5=10.5mm。
吊环强度计算公式为:
σ=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;
N--吊环上承受的荷载等于[Fg];
A--吊环截面积,每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2;
选择吊环的最小直径要为:
d=(2×[Fg]/[f]/π)0.5=(2×7.510×103/50/3.142)0.5=10mm。
第1次卸荷钢丝绳最小直径为10.5mm,必须拉紧至7.510kN,吊环直径为10mm。
根据各次卸荷高度得:
第2次卸荷钢丝绳最小直径为10.5mm,必须拉紧至7.510kN,吊环直径为10mm。
(七)、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=17.37×25.8/49=9.146kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
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=3.118m;
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=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=9146/(0.186×489)=100.554N/mm2;
立杆稳定性计算σ=100.554N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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=16.708×25.8/49=8.798kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
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l0=kuh确定:
l0=3.118m;
长细比:
L0/i=197;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.186
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
σ=8797.505/(0.186×489)+160113.429/5080=128.243N/mm2;
立杆稳定性计算σ=128.243N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(八)、连墙件的稳定性计算:
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=0.277kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2;
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:
Nlw=1.4×Wk×Aw=6.279kN;
连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.279kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf=φ·A·[f]
其中φ--轴心
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