满堂脚手架施工方案.docx
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满堂脚手架施工方案
第一章、工程概况
工程名称:
重庆市渝都监狱警察职工安置房(北斗星苑)工程
建设单位:
重庆市渝都监狱
设计单位:
重庆市建筑工程设计院有限责任公司
监理单位:
重庆市建渝工程监理工程有限公司
施工单位:
中阳建设集团有限公司
工程建筑概况:
本工程包括地下车库、9栋高层住宅、1栋幼儿园及商业裙房,总建筑面积约万m2,项目层高。
建筑层数:
1#、4#、5#、9#楼24F/-1F,建筑高度米;2#、3#楼30F/-1F,建筑高度米;6#楼25F/-1F,建筑高度米;7#、8#楼29F/-1F,,建筑高度米;幼儿园3F/吊1F,建筑高度米;车库-1F及商业楼;地下室层高米,主楼架空层层高米;住宅楼标准层层高均为米;幼儿园层高米,吊层6米高。
本工程基础设计采用人工挖孔桩,基础形式为人工挖孔桩基础,结构类型为框、剪结构。
本工程抗震设防烈度为6度,设计使用年限50年,一级建筑工程等级。
防水等级屋面及地下一级,防水层4mm厚高聚物改性沥青防水卷材,胶粘剂二道及2mm厚聚氯乙烯合成高分子防水卷材,同材性胶粘剂二道,屋面保温材料燃烧性能等级B1。
第二章、编制依据
1、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011);
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011);
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2011);
4、施工组织设计及施工图纸。
第三章、危险源识别与监控
一、脚手架工程事故的类型分析
1、整架倾倒或局部垮架。
2、整架失稳、垂直坍塌。
3、人员从脚手架上高处坠落。
4、落物伤人(物体打击)。
5、不当操作事故(闪失、碰撞等)。
二、引发事故的主要原因分析
1、整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架
(1)构架缺陷:
构架缺少必须的结构杆件,未按规定数量和要求搭设剪刀撑等。
(2)在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和剪刀撑等。
(3)构架尺寸过大,承载能力不足或设计安全不够与严重超载。
(4)脚手架基础(如所支撑的楼板强度未达到要求)承载力不足。
2、人员从脚手架上高处坠落
(1)作业层未按规定设置围挡防护。
(2)作业层未铺满脚手板或架面之间的间隙过大。
(3)脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂和坠落。
(4)不当操作产生的碰撞和闪失。
3、落物伤人(物体打击)
(1)在搭设和拆除时,高空抛掷构配件,砸伤工人或过路行人。
(2)架体上物体堆放不牢或意外碰落,砸伤工人或过路行人。
(3)整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架,砸伤工人或过路行人。
4、不当操作大致有以下情形:
(1)用力过猛,致使身体失稳。
(2)在架面上拉车退着行走。
(3)拥挤碰撞。
(4)集中多人搬运或安装较重构件。
(5)架面上的水或其他易滑物品未清除,造成滑落。
5、其他伤害
(1)在不安全的天气条件(六级以上大风、雷雨)下继续施工。
(2)在长期搁置以后未作检查的情况下重新投入使用等。
三、危险源的监控
1、对脚手架的构配件材料的材质,使用的机械、工具、用具进行监控。
2、对脚手架的构架和防护设施承载可靠和使用安全进行监控。
3、对脚手架的搭设、使用和拆除进行监控,坚决制止乱搭、乱改和乱用情况。
4、加强安全管理,对施工环境和施工条件进行监控。
第四章、安全技术设计
一、脚手架材料要求
1、脚手架杆件采用外径48mm、壁厚的焊接钢管,其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700-2006中Q235A级钢的规定,每根钢管质量不应大于。
用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为米,小横杆、拉结杆-2.3米,使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷,并涂有防锈漆作防腐处理,不合格的钢管决不允许使用。
2、扣件使用生产厂家合格的产品,并持有产品合格证,扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-2014规定的要求,对使用的扣件要全数进行检查,不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。
扣件与钢管的贴合面要严格整形,保证与钢管扣紧的接触良好,扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不小于5mm,扣件的活动部位转动灵活,旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm,扣件螺栓的拧紧扭力距达时,不得发生破坏。
3、木脚手板的选用必须严格,脚手板材质坚硬,不腐烂,横向裂纹不得大于四分之一板宽,脚手板宽一般为200~300mm,厚度不小于50mm,两端宜各设直径不小于4mm的镀锌钢丝箍两道,单块重量不宜大于30Kg。
竹笆板的选用必须严格,竹笆宜采用毛竹或南竹制作,进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。
钢管和扣件均按规定送检,检测结果呵呵后投入使用。
二、满堂脚手架施工措施
楼板厚度大部分为h=100mm,局部120mm、130mm厚,车库板厚度为530mm。
框架梁以200*500、200*550、300*500、300*700、300*1000、800*530、500*900等,预留洞口设置梁结构,尺寸为200*300、200*400等。
结合本工程结构形式、实际施工特点,室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。
必须保证其整体性和抗倾覆性。
1、基本要求
(1)搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求,立杆下垫短木方并加设扫地杆。
(2)剪刀撑:
四边连续设剪刀撑,应由下向上连续设置。
2、脚手架的搭设
(1)钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下:
基础准备→安放垫板→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时安纵横向扫地杆→搭设纵横水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡脚板和栏杆。
(2)脚手架配合施工进度搭设,一次搭设高度高出操作层不宜大于一步架。
(3)垫板、底座均应准确地放在定位线上,垫板面积不宜小于0.1m2,宽度不宜小于200mm,木垫板长度不宜小于2跨,厚度不宜小于50mm。
(4)立管的排距和间距按计算确定。
(5)底部立管采用不同长度的钢管,立管的联接必须交错布置,相邻立管的联接不应在同一高度,其错开的垂直距离不得小于50mm,并不得在同一步内。
(6)大横杆应水平设置,钢管长度不应小于3跨,接头宜采用对接扣件联接,内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内,上下两个相邻接头应错开一跨,其错开的水平距离不应小于500mm。
当水平管采用搭接时,其搭接长度不应小于1m,不少于2个旋转扣件固定,其固定的间距不应少于400mm,相邻扣件中心至杆端的距离不应小于100mm。
如图右图所示:
(7)每根立管的底座向上200mm处,必须设置纵横向扫地杆,用直角扣件与立管固定。
(8)必须严格按照要求在外圈四周连续设置剪刀撑。
剪刀撑与纵向水平杆呈45~60°角。
三、满堂脚手架支撑体系使用范围
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》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2012)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2014)等规范。
本工程层高,车库为;商业为和;标准层为,幼儿园为。
本工程采用满堂脚手架主要用于:
主体室内梁板、车库板、梁、柱支撑。
四、扣件钢管梁板支撑体系设计与计算
(一)、车库板施工支撑体系设计及计算书(车库板为GBF空心现浇砼板)
1、支撑体系设计
根据空心楼板断面图,取*的平面(填充箱按长)。
楼板位置
车库顶板
支模高度
米
楼板厚度
530mm
面板
木胶合板,15mm厚
主楞
双钢管Ф48*
次楞
40mm*90mm方木,间距
支撑体系
立杆纵距
立杆横距
水平杆步距
扫地杆设置
扫地刚距离地面20cm,纵横向均匀
顶层水平杆设置
顶层水平杆距离模板支撑点小于50cm,U型顶托螺杆伸出长度小于20cm
底座与垫板
立杆底均设置底座和木垫板,垫板厚5cm,通长设置
剪刀撑设置
按现行贵方要求设置,详见构造措施部分
2、车库面板支撑模板计算书
支撑示意图:
面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度,取单位宽度1m的面板作为计算单元
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100×6=cm3;I=100×12=cm4;
模板面板的按照三跨连续梁计算。
面板计算简图
、荷载计算
(1)静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重(kN/m):
q1=25××1+×1=kN/m;
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN):
q2=×1=kN/m;
、强度计算
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
其中:
q=×+×=m
最大弯矩M=××=kN·m;
面板最大应力计算值σ=185940/37500=N/mm2;
面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2≥mm2
满足要求!
、挠度计算
挠度计算公式为:
(其中q=m)
面板最大挠度计算值:
v=××3004/(100×9500×107800)=mm;
面板最大允许挠度[V]=300/250=mm≥。
满足要求。
3、纵向支撑钢管的计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为:
截面抵抗矩w=;截面惯性矩I=;
方木楞计算简图
、荷载的计算
钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q11=25××=kN/m;
模板的自重线荷载(kN/m):
q12=×=kN/m;
活荷载为1施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
q2=+2)×=kN/m;
、强度验算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
最大弯矩计算公式如下:
静荷载:
q1=×(q1+q2)=×+=kN/m;
活荷载:
q2=×=kN/m
最大弯距Mmax=×+××=
最大支座力N=×+××=kN;
最大应力计算值σ=M/W=×106/4490=N/mm2;;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=N/mm2≥N/mm2
、挠度验算
计算公式:
静荷载q1=q11+q12=kN/m;活荷载q2=kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=×+××7004/(100××105×)=mm;
支撑钢管的最大挠度小于700/150与10mm,满足要求!
、托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
托梁采用:
钢管(双钢管):
Φ48×3;W=cm3;I=cm4;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=kN
托梁计算简图
托梁计算弯矩图
托梁计算变形图(mm)
托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=;
最大变形Vmax=mm<700/150与10mm
最大支座力Qmax=kN;
最大应力σ=8980=/mm2;
托梁的抗压强度设计值[f]=205N/mm2>/mm2
满足要求。
、模板支架立杆荷载标准值(轴力):
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载
1、静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=×=kN;
(2)模板的自重(kN):
NG2=××=kN;
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25×××=kN;
静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=kN;
2、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
活荷载标准值NQ=+2)××=kN;
3、立杆的轴向压力设计值计算公式
N=+=kN
、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
其中:
N--立杆的轴心压力设计值(kN):
N=;
σ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=;
W--立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=;
σ--钢管立杆受压应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
L0--计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由下式计算:
l0=h+2a
a---立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=;
得到计算结果:
立杆计算长度L0=h+2a=+2×=2m;L0/i=2000/=126;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=;
钢管立杆受压应力计算值:
σ=×424)=mm2<[f]=205N/mm2,满足要求!
(二)、梁施工支撑体系设计及计算书
车库梁的主要类型:
800*530、500*900
主楼梁的主要类型:
200*500、200*450、200*550、150*500、200*700
1、支撑体系设计
梁规格
800*530、900*500
梁宽度
梁高
支模高度
面板
木胶合板,15mm厚
梁侧次楞
40mm*100mm木方,设5根
梁侧主楞
双钢管A48*,间距450mm
梁侧模穿梁螺栓
直径:
12mm,设3根
立杆沿梁长方向间距
梁宽方向间距
梁底立杆根数
1根
水平杆步距
扫地杆设置
扫地杆距离地面20cm,纵横向均设
顶层水平杆设置
顶层水平杆距离模板支撑点小于50cm,U型顶托螺杆伸出长度20cm
底座与垫板
立杆底均设置底座和木垫板,垫板厚5cm,通长设置
剪刀撑设置
按现行规范要求设置,详见构造措施部分
支撑体系设计示意图:
2、梁支撑模板计算书
、梁底支撑计算
强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
、荷载的计算:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=(24+××=kN/m;
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q2=××(2×+/=kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值P1=(3+2)×=kN/m;
、方木的支撑力验算
静荷载设计值q=×+×=kN/m;
活荷载设计值P=×=kN/m;
方木计算简图
方木按照三跨连续梁计算。
本算例中,方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6=cm3;I=5×10×10×10/12=cm4;
、方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
线荷载设计值q=+=kN/m;
最大弯距M==×××=;
最大应力σ=M/W=×106/=N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13N/mm2>N/mm2,满足要求!
、方木抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
其中最大剪力:
V=××=kN;
方木受剪应力计算值τ=3×(2×50×100)=N/mm2;
方木抗剪强度设计值[τ]=N/mm2>N/mm2,满足要求!
、支撑钢管的强度验算
荷载计算公式如下:
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m2):
q1=+×=kN/m2;
(2)模板的自重(kN/m2):
q2=kN/m2;
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m2):
q3=+=kN/m2;
q=×+)+×=kN/m2;
梁底支撑根数为n,立杆梁跨度方向间距为a,梁宽为b,梁高为h,梁底支撑传递给钢管的集中力为P,梁侧模板传给钢管的集中力为N。
当N=2时:
当N>2时:
计算简图(kN)
支撑钢管变形图
支撑钢管弯矩图
经过连续梁的计算得到:
支座反力RA=RB=,中间支座最大反力Rmax=;
最大弯矩Mmax=;
最大挠度计算值Vmax=mm;
支撑钢管的最大应力σ=×106/4490=N/mm2;
支撑钢管的抗压设计强度[f]=N/mm2>N/mm2
、支座反力计算
前面计算的出:
最大支座反力Rmax=
Rc--扣件抗滑承载力设计值,取kN,根据规范:
R≤Rc
得出:
Rmax=<,满足要求!
、立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
、梁两侧立杆稳定性验算:
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力:
N1=kN;
脚手架钢管的自重:
N2=××3=kN;
楼板的混凝土模板的自重:
N3=×2+kN;
楼板钢筋混凝土自重荷载:
N4=×2+kN;
N=+++=kN;
φ--轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i--计算立杆的截面回转半径(cm):
i=;
A--立杆净截面面积(cm2):
A=;
W--立杆净截面抵抗矩(cm3):
W=;
σ--钢管立杆轴心受压应力计算值(N/mm2);
[f]--钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
lo--计算长度(m);
(1)、立杆受压应力计算式:
lo=k1uh...............
(1)
k1--计算长度附加系数,取值为:
;
u--计算长度系数,参照《扣件式规范》表,u=;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1uh=××=m;
Lo/i=/=185;
由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=;
钢管立杆受压应力计算值;σ=×424)=N/mm2;
满足要求!
(三)主楼梁板支撑体系设计及计算
1、主楼梁板支撑体系
梁规格
200*500、200*450
梁宽度
梁高
支模高度
面板
木胶合板,15mm厚
梁侧次楞
40mm*100mm木方,设5根
梁侧主楞
双钢管A48*,间距450mm
梁侧模穿梁螺栓
直径:
12mm,设3根
立杆沿梁长方向间距
梁宽方向间距
梁底立杆根数
1根
水平杆步距
扫地杆设置
扫地杆距离地面20cm,纵横向均设
顶层水平杆设置
顶层水平杆距离模板支撑点小于50cm,U型顶托螺杆伸出长度20cm
底座与垫板
立杆底均设置底座和木垫板,垫板厚5cm,通长设置
剪刀撑设置
按现行规范要求设置,详见构造措施部分
支撑示意图:
2、支撑体系计算
、梁侧模板荷载
新浇筑砼最大侧压力:
其中γ--混凝土的重力密度,取m3;
t--新浇混凝土的初凝时间,可按现场实际值取,输入0时系统按200/(T+15)计算,得;
T--混凝土的入模温度,取℃;
V--混凝土的浇筑速度,取h;
H--混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面总高度,取;
β1--外加剂影响修正系数,取;
β2--混凝土坍落度影响修正系数,取。
根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F;
分别为kN/m2、kN/m2,取较小值kN/m2作为本工程计算荷载。
、梁侧模板面板的计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载;挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。
楞(内龙骨)的根数为4根。
面板按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
面板计算简图:
(1)强度计算
跨中弯矩计算公式如:
其中,σ--面板的弯曲应力计算值(N/mm2);M--面板的最大弯距;
W--面板的净截面抵抗矩,W=50××6=27cm3;
[f]--面板的抗弯强度设计值(N/mm2);
按以下公式计算面板跨中弯矩:
其中,q--作用在模板上的侧压力,包括:
新浇混凝土侧压力设计值:
q1=××18×=m;
倾倒混凝土侧压力设计值:
q2=××2×=m;
q=q1+q2=+=kN/m;
计算跨度(内楞间距):
l=;
面板的最大弯距M=××=×;
经计算得到,面板的受弯应力计算值:
σ=×104/×104=mm2;
面板的抗弯强度设计值:
[f]=13N/mm2>N/mm2;满足要求!
(2)、挠度验算
计算公式:
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=18×=9N/mm;
l--计算跨度(内楞间距):
l=;
E--面板材质的弹性模量:
E=9500N/mm2;
I--面板的截面惯性矩:
I=50×××12=;
面板的最大挠度计算值:
ω=×9×(100×9500××105)=mm;
面板的最大容许挠度值:
[ω]=l/250=250=>
(3)梁侧模板内外楞的计算
(3).1、内楞计算
内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载,按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。
本工程中,龙骨采用1根木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50×1002×1/6=;I=50×1003×1/12=;
内楞计算简图
(3).2、内楞强度验算
强度验算计算公式如下:
其中,σ--内楞弯曲应力计算值(N/mm2);
M--内楞的最大弯距;
W--内楞的净截面抵抗矩;
[f]--内楞的强度设计值(N/mm2)。
按以下公式计算内楞跨中弯矩:
其中,作用在内楞的荷载,q=×18×+×2××=m;
内楞计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
内楞的最大弯距:
M=××=×;
最大支座力:
R=××=kN;
经计算得到,内楞的最大受弯应力计算值σ=×104/×104=N/mm2;
内楞的抗弯强度设计值:
[f]=17N/mm2;>N/mm2
(3).3内楞的挠度验算
计算式:
其中E--面板材质的弹性模量:
10000N/mm2;
q--作用在模板上的侧压力线荷载标准值:
q=×=N/mm;
l--计算跨度(外楞间距):
l=500mm;
I--面板的截面惯性矩:
I=×106mm4;
内楞的最大挠度计算值:
ω=××5004/(100×10000××106)=mm;
内楞的最大容许挠度值:
[ω]=500/250=2mm;>mm
(3).3、外楞计算
本工程中,外龙骨采用2根木楞,截面宽度50mm,截面高度100mm,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50×1002×2/6=;I=50×1003×2/12=;
外楞计算简图
外楞弯矩图
外楞变形图(mm)
(1).外楞抗弯强度验算
其中σ--外楞受弯应力计算值(N/mm2)
M--外楞的最大弯距;
W--外楞的净截面抵抗矩;
[f]--外楞的强度设计值(N/mm2)。
根据连续梁程序求得最大的弯矩为M=
外楞最大计算跨度:
l=280
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