悬挑式脚手架专项施工方案样本.docx
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悬挑式脚手架专项施工方案样本
悬挑式型钢脚手架专项施工方案
一、工程概况
紫阳县道教文化养生谷一期安顿房位于紫阳县城关镇太平村紫阳沟,地下1层,地上6层,总建筑面积4753.06m2,框架构造,建筑总高度23.9m。
悬挑脚手架容许搭设高度为20m,实际3层一挑,总高度8.7m<20m,在容许范畴之内。
二、脚手架设计计算
1.计算参数
(1)脚手架参数
双排脚手架搭设高度为8.7米,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:
立杆纵距为1.50米,立杆横距为1.00米,立杆步距为1.80米;
内排架距离墙长度为0.20米;
大横杆在上,搭接在小横杆上大横杆根数为2根;
脚手架沿墙纵向长度为50米;
采用钢管类型为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0.80;
连墙件布置取两步两跨,竖向间距3.60米,水平间距4.0米,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件连接;
(2)活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):
2.700;
脚手架用途:
构造脚手架;
同步施工层数:
2层;
(3)风荷载参数
本工程地处江西省赣州市,查荷载规范基本风压为0.350,风荷载高度变化系数μz为1.000,风荷载体型系数μs为0.645;
计算中考虑风荷载作用;
(4)静荷载参数
每米立杆承受构造自重荷载原则值(kN/m2):
0.1248;
脚手板自重原则值(kN/m2):
0.300;
栏杆挡脚板自重原则值(kN/m2):
0.150;
安全设施与安全网自重原则值(kN/m2):
0.005;
脚手板铺设层数:
6层;
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;
(5)水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用16a号槽钢,其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度2.30米。
与楼板连接螺栓直径(mm):
20.00;
楼板混凝土标号:
C35;
(6)拉绳与支杆参数
支撑数量为:
1;
钢丝绳安全系数为:
6.000;
钢丝绳与墙距离为(m):
3.000;
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.20m。
2.大横杆计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)第5.2.4条规定,大横杆按照三跨持续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆上面。
将大横杆上面脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆最大弯矩和变形。
(1)均布荷载值计算
大横杆自重原则值:
P1=0.038kN/m;
脚手板自重原则值:
P2=0.300×1.000/(2+1)=0.100kN/m;
活荷载原则值:
Q=2.700×1.000/(2+1)=0.900kN/m;
静荷载设计值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.100=0.166kN/m;
活荷载设计值:
q2=1.4×0.900=1.260kN/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=0.08×0.166×1.5002+0.10×1.260×1.5002=0.313kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.166×1.5002-0.117×1.260×1.5002=-0.369kN.m;
选取支座弯矩和跨中弯矩最大值进行强度验算:
σ=Max(0.313×106,0.369×106)/5080.0=72.638N/mm2;
大横杆最大弯曲应力为σ=72.638N/mm2不大于大横杆抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2,满足规定。
(3)挠度验算:
最大挠度考虑为三跨持续梁均布荷载作用下挠度。
计算公式:
其中:
静荷载原则值:
q1=P1+P2=0.038+0.100=0.138kN/m;
活荷载原则值:
q2=Q=0.900kN/m;
最大挠度计算值为:
V=0.677×0.138×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×0.900×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=1.985mm;
大横杆最大挠度1.985mm不大于大横杆最大容许挠度1500.0/150mm与10mm,满足规定。
3.小横杆计算
依照JGJ130-第5.2.4条规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆上面。
用大横杆支座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最大弯矩和变形。
(1)荷载值计算
大横杆自重原则值:
p1=0.038×1.500=0.058kN;
脚手板自重原则值:
P2=0.300×1.000×1.500/(2+1)=0.150kN;
活荷载原则值:
Q=2.700×1.000×1.500/(2+1)=1.350kN;
集中荷载设计值:
P=1.2×(0.058+0.150)+1.4×1.350=2.139kN
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原则值最不利分派弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=1.2×0.038×1.0002/8=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式:
Mpmax=2.139×1.000/3=0.713kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.719kN.m;
最大应力计算值σ=M/W=0.719×106/5080.000=141.496N/mm2
小横杆最大弯曲应力σ=141.496N/mm2不大于小横杆抗压强度设计值205.000N/mm2,满足规定。
(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设计值最不利分派挠度和小横杆自重均布荷载引起最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1000.04/(384×2.060×105×121900.000)
=0.020mm
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.150+1.350=1.558kN
集中荷载原则值最不利分派引起最大挠度计算公式:
Vpmax=1557.600×1000.0×(3×1000.02-4×1000.02/9)/(72×2.060×105×121900.0)=2.202mm
最大挠度V=Vqmax+Vpmax=0.020+2.202=2.222mm
小横杆最大挠度为2.222mm不大于小横杆最大容许挠度1000.000/150=6.667与10mm,满足规定。
4.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0.80,该工程实际旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件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6.40kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆竖向作用力设计值;
大横杆自重原则值:
P1=0.038×1.500×2/2=0.058kN;
小横杆自重原则值:
P2=0.038×1.000/2=0.019kN;
脚手板自重原则值:
P3=0.300×1.000×1.500/2=0.225kN;
活荷载原则值:
Q=2.700×1.000×1.500/2=2.025kN;
荷载设计值:
R=1.2×(0.0580.019+0.225)+1.4×2.025=3.197kN;
R=3.197kN 5.脚手架立杆荷载计算 作用于脚手架荷载涉及静荷载、活荷载和风荷载。 静荷载原则值涉及如下内容: (1)每米立杆承受构造自重原则值(kN),为0.1248。 NG1=[0.1248+(1.50×2/2+1.50×2)×0.038/1.80]×24.80=5.476 (2)脚手板自重原则值(kN/m2);采用竹笆片脚手板,原则值为0.30。 NG2=0.300×6×1.500×(1.000+0.2)/2=1.620kN (3)栏杆与挡脚手板自重原则值(kN/m);采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,原则值为0.15。 NG3=0.150×6×1.500/2=0.675kN (4)吊挂安全设施荷载,涉及安全网(kN/m2): 0.005。 NG4=0.005×1.500×24.800=0.186kN 经计算得到,静荷载原则值: NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.957kN 活荷载为施工荷载原则值产生轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和1/2取值。 经计算得到,活荷载原则值: NQ=2.700×1.000×1.500×2/2=4.050kN 风荷载原则值按照如下公式计算: 其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-)规定采用: Wo=0.350kN/m2; Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑构造荷载规范》(GB50009-)规定采用: Uz=1.950; Us--风荷载体型系数: 取值为0.645; 经计算得到,风荷载原则值: Wk=0.7×1.95×0.645×0.35=0.308kN/m2; 不考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值计算公式: N=1.2NG+1.4NQ =1.2×7.957+1.4×4.050 =15.218kN 考虑风荷载时,立杆轴向压力设计值为: N=1.2NG+0.85×1.4NQ =1.2×7.957+0.85×1.4×4.050 =14.368kN 风荷载设计值产生立杆段弯矩MW为: Mw=0.85×1.4WkLah2/10 =0.850×1.4×0.271×1.500×1.8002/10 =0.157kN.m 6.立杆稳定性计算 不考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式为: 立杆轴向压力设计值: N=15.218kN; 计算立杆截面回转半径: 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=1.500; 计算长度,由公式lo=kμh拟定: l0=3.119m; 长细比Lo/i=197.000; 轴心受压立杆稳定系数φ,由长细比lo/i计算成果查表得到: 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]=205.000N/mm2; σ=15218.000/(0.186×489.000)=167.318N/mm2; 立杆稳定性计算σ=167.318N/mm2不大于立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足规定。 考虑风荷载时,立杆稳定性计算公式: 立杆轴心压力设计值: N=14.368kN; 计算立杆截面回转半径: 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=1.500; 计算长度,由公式l0=kuh拟定: l0=3.119m; 长细比: L0/i=197.000; 轴心受压立杆稳定系数φ,由长细比lo/i成果查表得到: 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]=205.000N/mm2; σ=14367.708/(0.186×489.000)+156672.306/5080.000 =188.808N/mm2 立杆稳定性计算σ=188.808N/mm2不大于立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足规定。 7.连墙件计算 连墙件轴向力设计值应按照下式计算: Nl=Nlw+N0 风荷载原则值Wk=0.308kN/m2; 每个连墙件覆盖面积内脚手架外侧迎风面积Aw=14.4m2; 按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生轴向力(kN),N0=5.000kN; 风荷载产生连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算: Nlw=1.4×Wk×Aw=6.209kN 连墙件轴向力设计值Nl=Nlw+N0=11.209kN; 连墙件承载力设计值按下式计算: Nf=φ·A·[f] 其中φ--轴心受压立杆稳定系数; 由长细比l0/i=200.000/15.800成果查表得到: φ=0.966,l为内排架距离墙长度; 又: A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2; 连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.966×4.890×10-4×205.000×103=96.837kN; Nl=9.096 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到Nl=9.096不大于双扣件抗滑力12.800kN,满足规定。 连墙件扣件连接示意图 8.悬挑梁受力计算 悬挑脚手架水平钢梁按照带悬臂持续梁计算。 悬臂某些受脚手架荷载N作用,里端B为与楼板锚固点,A为墙支点。 本方案中,脚手架排距为1000mm,内排脚手架距离墙体200mm,支拉斜杆支点距离墙体为1200mm, 水平支撑梁截面惯性矩I=866.20cm4,截面抵抗矩W=108.30cm3,截面积A=21.95cm2。 受脚手架集中荷载N=1.2×7.957+1.4×4.050=15.218kN; 水平钢梁自重荷载q=1.2×21.950×0.0001×78.500=0.207kN/m; 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 通过持续梁计算得到: 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 悬挑脚手架支撑梁变形图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 各支座对支撑梁支撑反力由左至右分别为: R[1]=17.200kN R[2]=14.175kN R[3]=-0.153kN 最大弯矩Mmax=1.807kN.m 最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.807×106/(1.05×108300.0)+ 0.000×103/2195.0=15.891N/mm2 水平支撑梁最大应力计算值15.891N/mm2不大于水平支撑梁抗压强度设计值215.000N/mm2,满足规定。 9.悬挑梁整体稳定性计算 水平钢梁采用16a号槽钢,计算公式如下: 其中φb--均匀弯曲受弯构件整体稳定系数,按照下式计算: φb=570×10.0×63.0×235/(1200.0×160.0×235.0)=1.87 由于φb不不大于0.6,查《钢构造设计规范》(GB50017-)附表B,得到φb值为0.919。 通过计算得到最大应力σ=1.807×106/(0.919×108300.00)=18.152N/mm2; 水平钢梁稳定性计算σ=18.152不大于[f]=215.000N/mm2,满足规定。 10.拉绳受力计算 水平钢梁轴力RAH和拉钢绳轴力RUi按照下式计算: 其中RUicosθi为钢绳拉力对水平杆产生轴压力。 各支点支撑力RCi=RUisinθi。 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为: RU1=18.525kN 11.拉绳强度计算 (1)钢丝拉绳(支杆)内力计算: 钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU均取最大值进行计算,为 RU=18.525kN 如果上面采用钢丝绳,钢丝绳容许拉力按照下式计算: 其中[Fg]--钢丝绳容许拉力(kN); Fg--钢丝绳钢丝破断拉力总和(kN),计算中可以近似计算Fg=0.5d2,d为钢丝绳直径(mm); α--钢丝绳之间荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8; K--钢丝绳使用安全系数。 计算中[Fg]取18.525kN,α=0.820,K=6.000,得到: d=16.47㎜ 经计算,钢丝绳最小直径必要不不大于17.000mm才干满足规定。 (2)钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算 钢丝拉绳(斜拉杆)轴力RU最大值进行计算作为拉环拉力N,为: N=RU=18.525kN 钢丝拉绳(斜拉杆)拉环强度计算公式为: 其中[f]为拉环受力单肢抗剪强度,取[f]=125N/mm2; 所需要钢丝拉绳(斜拉杆)拉环最小直径D=(1852.543×4/3.142×125.000)1/2=14.000mm; 12.锚固段与楼板连接计算 (1)水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点拉环受力R=0.153kN; 水平钢梁与楼板压点拉环强度计算公式为: 其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土构造设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2; 所需要水平钢梁与楼板压点拉环最小直径D=[152.719×4/(3.142×50×2)]1/2=1.394mm; 水平钢梁与楼板压点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。 (2)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下: 锚固深度计算公式: 其中N--锚固力,即作用于楼板螺栓轴向拉力,N=0.153kN; d--楼板螺栓直径,d=20.000mm; [fb]--楼板螺栓与混凝土容许粘接强度,计算中取1.570N/mm2; [f]--钢材强度设计值,取215N/mm2; h--楼板螺栓在混凝土楼板内锚固深度,通过计算得到h要不不大于152.719/(3.142×20.000×1.570)=1.548mm。 螺栓所能承受最大拉力F=1/4×3.14×20.0002×215×10-3=67.51kN 螺栓轴向拉力N=0.153kN不大于螺栓所能承受最大拉力F=67.510kN,满足规定。 (3)水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下: 混凝土局部承压螺栓拉力要满足公式: 其中N--锚固力,即作用于楼板螺栓轴向压力,N=14.175kN; d--楼板螺栓直径,d=20.000mm; b--楼板内螺栓锚板边长,b=5×d=100.000mm; fcc--混凝土局部挤压强度设计值,计算中取0.950fc=16.700N/mm2; 通过计算得到公式右边等于161.75kN,不不大于锚固力N=14.17kN,楼板混凝土局部承压计算满足规定。 三、悬挑架构造规定 1.采用[12cm型槽钢,自重为120N/m,搭设高度H=24.8m,立杆横距b(架宽)=1.0m,立杆纵距L=1.5m,大横杆步距1.8m,铺竹脚手板2层,同步施工2层,施工荷载QK=2.7kN/m2,连墙杆布置为两步三跨。 密目网全封闭。 2.脚手架每一纵距一步内只有一根小横杆,在立杆与大横杆交点 处,小横杆伸出外排杆100mm,伸出150mm,里排立杆距墙200mm。 3.由于满铺脚手板,因此应在原有两根小横杆中间再加一根,同 时还要增长2个扣件。 4.按照规定,作业层外排架暂时防护为两道防护栏杆,原有一道大 横杆,需再增长一道大横杆及一种扣件。 5.剪刀撑按水平4跨垂直4步一组设立,两杆交叉与地面成450角。 6.悬挑架构造应满布剪刀撑。 7.连墙件采用主体预埋钢管,用槽钢将脚手架与主体连接,预埋槽钢以高出砼面20cm为宜。 四、悬挑架防护办法 1.脚手架每高4m,水平每隔6m同建筑物牢固地拉结,并加设顶撑使之同步承受拉力和压力,保证架体与建筑物之间连接牢固,不摇晃、不崩塌。 拉接点禁止设在工程围护构造上,拉接杆要设在接近节点位置20cm范畴以内,并且与大横杆扣紧。 在立柱或梁上预埋Ф10钢筋,拉筋采用Ф6钢筋。 双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。 每道剪刀撑跨越立杆根数为4根。 每道剪刀撑宽度不应不大于4跨,且不应不大于6m,斜杆与地面倾角为45°--60°。 剪刀撑斜杆接长采用搭接,搭接长度不得不大于50cm,要用三只扣件,两头要不不大于10cm,剪刀撑最下部距地面10cm。 剪刀撑沿脚手架持续设立,其间距不不不大于20cm。 2.竹笆脚手板应按其主竹筋垂直纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺,四个角应用直径1.2mm镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。 作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定。 3.密目网必要使用获得省安监总站准用证产品,要从脚手架底部开始所有用密目式安全网全封闭,密目网要设在外排立杆里侧,密目网绑扎要用尼龙绳每孔一扎。 4.安全网设立: 从脚手架底部开始所有用密目式安全网全封闭,密目网要设在外排立杆里侧。 密目网绑扎要用尼龙绳环形绑扎或用短绳每孔一绑。 施工层要设随层网,设18cm高持续挡脚板,挡脚板要用铁丝绑在立杆上。 设0.6m和1.2m高防护栏杆两道,防护栏杆要刷红白相间境界色。 5.人行斜道设计: 人行斜道宽度为1.2m,坡度为1: 3(高: 长)。 斜道拐弯平台面积为9m2,宽度为1.5m。 斜道两侧及拐弯平台外围设立1.2m防护栏杆及高180mm挡脚板。 人行斜道脚手板上钉防滑木条,其厚度为30mm,间距为250mm。 斜道使用钢管搭设,重要杆件有立杆、大横杆、小横杆、斜撑杆、剪刀撑等。 立杆纵距为1.5m,埋入地下500mm,大横杆间距为1.0m。 小横杆置于斜横杆上间距为1m。 拐弯处小横杆间距为0.6m。 为保证斜道稳固,在斜道两侧、平台外围和端部应设立剪刀撑,并加强脚手架连墙杆设立。 斜道脚手板应铺平、铺牢。 6.防护棚设立: 在棚上要满铺木脚手板,棚边要设立1m高挡板,在棚上再挂一层安全网,以防止高空坠落物反弹出防护棚外伤人。 五、悬挑架安全技术办法 1.外脚手架立杆基本外侧应挖排水沟,以防雨水浸泡地基。 2.钢管架设立避雷针,分置于主楼外架四角立杆之上,并连通大横 杆,形成霹雷网络,并检测接地电阻不不不大于30欧姆。 3.外脚手架不得搭设在距离外电架空线路安全距离内,并做好可 靠安全接地解决。 4.外脚手架必要及时维修加固,以达到结实稳定,保证施工安全。 5.外脚手架禁止钢竹、钢木搭设,禁止扣件、绳索、铁丝等混用。 6.外脚手架搭设人员必要持证上岗,并对的使用安全帽、安全带、 穿防滑鞋。 7.严格控制施工荷载,脚手板不得集中堆料施荷,施工荷载不得大 于2.7KN/m2. 8.控制扣件螺栓拧紧力矩,采用扭力扳手,扭力矩应控制在40~50N·m 范畴内。 9.禁止脚手板存在探头板,铺设脚手板以及多层作业时,应尽量使 施工荷载内、外传递平衡。 10.保证脚手架整体性,不得与井架、升降机一并拉接,不得截断 架体。 11.钢脚手架再架设和有效期间,要严防与带电体接触。 钢脚手架需 要穿过或接近380V以内电力线路,距离在2m以内时,应采用可靠绝缘办法。 12.在钢脚手架上施工电焊机和混凝土振动器等,要放在干燥木板 上。 操作者要戴绝缘手套,通过钢脚手架电线要严格检查并采用安全办法。 13.采用直径30mm,壁厚3mm镀锌钢管设立避雷针。 14.采用截面为16mm2铜导线,按照脚手架每40m设立一根接地线。 接地线连接保证接触可靠。 六、悬挑架拆除安全技术办法 1.拆架前,全面检查拟拆脚手架,依照检查成果,拟定出作业筹划,报请批准,进行技术交底后才准工作。 作业
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