10691m高空悬挑天面构架专项施工方案.docx
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10691m高空悬挑天面构架专项施工方案
106.91m高空悬挑天面构架专项施工方案
江苏南通六建建设集团有限公司
金凤凰·南湖御景项目部
二00七年九月
施工组织设计、施工方案会签表
责任
部门或岗位
签名
日期
编制
(项目经理主持)
项目经理(秦凤斌)
审核
(技术负责人主持)
技术负责人(黄明)
审批
(法人单位总工或
授权委托人)
总工或委托人(陈晓丹)
项目名称:
金凤凰·南湖御景工程方案名称:
天面构架施工专项方案
第一章工程概况
1.1.工程概况
金凤凰·南湖御景工程总建筑面积95592平方米,钢筋砼框架-剪力墙结构,建筑层数地下二层,地上公寓二十九层,住宅地上三十一层,建筑高度99.60米;公寓标准层层高3.2m,住宅标准层层高3.0m;该工程屋面99.60m以上设计有天面构架,天面构架造型新颖,采用钢筋混凝土+型钢的混合结构。
在公寓圆弧处的构架为一大悬挑弧形悬空构架,弧形构架悬空长度较大,构架平面图如下所示。
C轴以内构架模板及其支撑系统可直接支承于屋面板上,支模高度4.5m~5.4m(屋面板顶至弧形梁顶)。
C轴外侧构架弧形梁(外围最大弧长12.46m)距地高度104.92m~106.91m,其模板及支撑系统在外侧和底部无防护结构,安全要求高,施工难度大。
为确保该部位弧形构架施工能安全、顺利地进行,综合考虑结构受力、安全可靠、经济成本等各方面因素,我们对此部分模板支撑系统进行了如下设计。
1.2.编制依据
序号
名称
1
金凤凰·南湖御景工程结构施工图、建筑施工图;
2
天面构架施工图
3
JGJ130建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
4
《建筑施工手册》(第三版)、《建筑结构荷载规范》
5
《材料力学》(西安交通大学出版社)
6
《钢结构设计与计算》(机械工业出版社)
第二章支撑系统方案的初步设计
指思思想:
先考虑采用18#工字钢纯悬挑体系,如不满足要求再进行调整。
初步方案:
由于弧形构架梁的悬空高度达到106.91m,阳台外混凝土最大悬挑长度达4.0m左右,经过多种方案比较,在圆弧天面处采用18#工字钢悬挑体系较合适。
工字钢悬挑支撑体系为纯悬挑结构,和普通“悬挑+钢丝绳”外架不完全相同;悬挑工字钢支承在阳台边封口梁上,外悬挑长度和封口梁内压锚长度基本相等;工字钢根部压锚采用两道φ20的圆钢“∩”形卡锚固在现浇板内,位置见图;工字钢布置原则上沿封口梁每1000mm左右均匀布置(可适当避开柱);悬挑部分工字钢上焊φ20短钢筋头作为支架立管定位。
悬挑工字钢安装完毕,搭设满堂钢管支撑作为弧形构架的支撑系统。
构架梁模板支撑系统:
采用多层胶合板作模板,50×100mm木方作龙骨和搁栅,在悬挑结构体系上,搭设满堂钢管脚手架(间距1200×1000)作模板的支撑固定系统。
平面布置及剖面图见下。
第三章对初步方案悬挑结构的验算
工字钢为纯受弯构件,圆弧中部工字钢挑出长度为4.4m(4.0+0.4)左右,承受最不利荷载。
设计满堂架纵横杆间距1200×1000,大横杆步距为1600mm。
考施工时立杆间距可能会产生误差,为安全体现,验算时按立柱的间距为1500×1500mm,大横杆步距也为1600mm进行验算。
3.1.梁支撑验算
选构架外侧梁悬挑最大处槽型梁板(截面为1500×400mm)进行计算,见左下图。
(说明:
图中设计槽型梁板尺寸有多个,是设计错误,此处暂按最大尺寸进行验算)
3.1.1.荷载标准值
1)模板及支撑自重标准值
取0.75KN/M3,高度取7.0m,得:
0.75KN/M3×7.0m×1.5m×1.5m=11.8KN
2)、3)、新浇混凝土及钢筋自重
25×(1.50×0.40-1.10×0.32)×1.5=9.3KN
4)施工人员及设备荷载标准值
施工人员及小型设备,取1.0KN/M2;
则1.0×1.50×1.50=2.25KN
5)振捣混凝土产生的荷载标准值
取1.0KN/M2
则1.0×1.50×1.50=2.25KN
3.1.2.荷载设计值
第1)、2)、3)项为恒载,取荷载分项系数γi=1.2;第4)、5)项为活载取荷载分项系数1.4。
3.1.3.荷载组合
按1)+2)+3)+4)+5)进行组合,得:
(11.8+9.3)×1.2+4.5×1.4=29.26KN
3.1.4.计算
仅计算钢管立柱稳定性,其余大小横杆、剪刀撑、模板背楞等按构造要求设置。
立柱稳定性计算,按两端铰节受压构件来简化计算。
钢管立柱应采用对接扣件进行连接,接点不能设置在同一截面上;钢管立柱不宜采用旋转扣件进行连接,如必须采用旋转扣件,则搭接处旋转扣件的数量不少于2个,搭接长度不少于800mm,同时接杆的底部需增设1个直角扣件,以增加承载能力。
钢管立柱不得采用其他方式连接。
满堂架大横杆步距为≤1600mm。
立柱的间距为1500×1500mm。
立柱稳定性验算:
σ=N/ΨA≤f
N=42.68/3==9.75KN
A=4.89cm2
长细比 λ=L/i=1600/15.8=101
查表得Ψ=0.58
σ=N/ΨA
=9.75×103/0.58×4.89×102=34.38N/mm2<180N/mm2
立柱稳定性满足要求。
3.2.悬挑工字钢验算
悬挑脚手架的水平钢梁是一个悬臂梁,悬挑水平钢梁采用双道锚环固定。
悬挑水平钢梁采用18号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度按最长处4.4m验算。
最大弯矩
=9.75×(4.270+3.220+2.320)=96kN.m
支座反力
=96/4.4=21.8kN
最大应力 σ=M/1.05W+N/A=96×106/(1.05×185400.0)+0=493.1N/mm2;
水平支撑梁的最大应力计算值493.1N/mm2大于水平支撑梁的抗压强度设计值215.000N/mm2,单根工字钢不满足要求!
第四章对初步方案的调整及验算
4.1.对初步方案的调整
对以上纯悬挑工字钢支撑体系进行调整:
在天面下两层(28、29层)采用满堂钢管斜撑体系加固(见下图)。
纵横杆间距与上部对应,以便将上部荷载有效传递。
4.2.对调整后悬挑工字钢的验算
4.2.1.工字钢的承载验算
先验算工字钢下内两根斜杆的承载:
内外斜杆水平杆步距匀按1600考虑
长细比 λ=L/i=1600/15.8=101.3
查表得Ψ=0.580A=4.89cm2
Nmax=σ×ΨA=180×0.580×4.89×102=51052N=51.1KN
根据单扣件抗滑承载力8KN,双扣件抗滑承载力12KN考虑。
则下方斜撑可承受最大弯矩为:
单扣件Mmax=8×cos390×3.385+8×cos330×4.270=49.69KN.M
双扣件Mmax=12×cos390×3.385+12×cos330×4.270=74.54KN.M
则双扣件情况下,工字钢最大应力σ=M/1.05W+N/A=(96-74.5)×106/(1.05×185400.0)+0=110.4N/mm2<215.000N/mm2
所以,在28、29层增加满堂斜撑后,承载满足要求!
只是需特别说明的是:
工字钢下方承压水平杆需采用双扣件作等扣。
4.2.2.压锚钢筋验算
单道压筋(φ20的圆钢)fmax=3.142×102×215=67553N=67.553KN
可以足够满足要求。
4.3.补充说明
后来设计对悬挑外伸长度进行了修改,原最大外伸长度3970mm改为3209mm,为保证安全仍采用此支撑体系进行施工。
第五章技术质量保证措施
5.1进场(搭设前)脚手架材料质量标准
5.1.1工字钢、钢管:
工字钢截面尺寸、材质必须符合有关规范和规定要求;钢管采用外径48mm,壁厚3.5mm的Q235的焊接钢管,材质符合《碳素结构钢》(GB700-88)的相应规定。
5.1.2扣件:
符合《可锻铸铁分类及技术条件》(GB978-67)的规定,与钢管管径相匹配。
使用机械性能不低于KT-33-8的可锻铸铁,附件材料应符合《碳素结构钢》(GB700-88)中Q235钢的规定;螺纹符合《普通螺纹》(GB196-81)的规定;
5.1.3安全网:
必须是经国家指定监督检验部门监定许可生产的厂家产品。
5.2脚手架的质量检查及验收
5.2.1在脚手架完成之后,必须由安全部、技术部、搭设班组等按照分段、分层进行检查、验收,并填写验收单、合格后方可进行使用。
5.2.2所有预埋卡箍必须采用φ20的圆钢,预埋必须满足的长度,吊环钢筋锚固长度不小于30d,保证预埋质量。
5.3质量要求
(1)立杆垂直度:
±100mm(最后验收)。
(2)搭设中立杆垂直度:
H=2m,±7mm;H=10m,±20mm;H=20m,±40mm;H=30m,±60mm;H=40m,±80mm;H=50m,±100mm。
(3)间距:
a步距±20mm;b立杆纵距±50mm;c立杆横距±20mm。
(4)纵向水平高差:
a同杆两端±20mm;b同跨内两根纵向水平杆高差±10mm。
(5)横向水平杆外伸长度(500mm):
-50mm。
(6)扣件螺栓拧紧力距40~65N•m。
第六章防高空坠落安全措施
6.1.落实“三宝”防护措施
安全帽、安全带、安全网是建筑行业广大职工公认的安全“三宝”,挽救过千万职工的生命,必须正确使用。
(1)进入施工现场的人员必须戴安全帽。
一是安全帽必须符合国家标准;二是要正确佩戴,尤其是要系好帽带,防止脱落,使其在高处坠落或物体打击时起到保护作用。
(2)悬空作业人员必须系好安全带。
凡在2m以上悬空作业,必须系好合格的安全带,有的悬空作业点没有挂安全带的条件时,施工负责人应为工人设置挂安全带的安全拉绳、安全栏杆等,并确保高挂低用。
(3)高处作业点的下方必须设安全网。
6.2.落实临边防护措施
在施工过程中,尚未安装栏杆的阳台周边、无外架防护的屋面周边、框架工程楼层周边、跑道(钭道)两侧边、卸料台的外侧边等,必须设置1m高的双层围栏或搭设安全网。
6.3.把住架子十道关
脚手架在建筑施工中,是不能少的重要工具,一旦脚手架发生故障,极易造成重大伤亡事故。
因此,对各种脚手架必须认真把好“材质关、尺寸关、铺板关、栏护关、连结关、承重关、上下关、雷电关、挑梁关、检验关”等十道关口(详见《预防高空坠落专项方案》)。
第六章施工中的注意事项
6.1.高处和临边洞口作业应设护栏,张安全网,架体搭设人员要穿紧口工作服、防滑鞋、戴安全帽、系安全带;作业人员作业时要带好工具袋,暂时不用的工具,装入工具袋。
6.2.支模过程中,如需中途停歇,应将支撑、搭头、柱头板等钉牢。
拆模间歇时,应将已活动的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放,防止因踏空、扶空而坠落。
6.3.不得将钢筋集中堆在悬挑部分的模板和脚手板上,也不要把工具、钢箍、短钢筋随意乱放以免滑下伤人;钢筋工在绑扎3m以上的柱钢筋,必须搭设操作平台。
6.4.遇有大雨、大雾和六级以上大风时,所有工种应停止高处作业。
6.5.操作人员不得在悬挑部位集中,要分散开来,由尽量少的人员在悬挑部位进行操作;作业人员更不得相互戏嘻打闹,以免失足发生坠落事故。
6.6.在浇筑梁板混凝土时,按照先里后外、先中间后两边的顺序进行,确保满堂内脚手架比悬挑架先受力,以防倾覆,混凝土浇筑采用塔吊吊运浇捣的办法;在凝土浇筑过程中,派专人看护支撑系统,不少于2人,密切注意支撑系统的变化。
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