电梯井钢管扣件支撑架子施工方案.docx
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电梯井钢管扣件支撑架子施工方案
张江D-2-2新建地块项目
井
道
脚
手
架
专
项
方
案
上海利恩建设集团有限公司
张江中区D-2-2地块项目部
2014年4月28日
一、工程概况
(一)工程简介:
项目
内容
工程名称
张江中区D-2-2地块建设新建项目
工程业主
上海张江(集团)有限公司
设计单位
同济大学建筑设计研究院(集团)设计有限公司
围护设计单位
上海现代建筑设计集团申元岩土工程有限公司
监理单位
上海恒基建设工程项目管理有限公司
工程地点
上海市浦东新区张江高科技园区
质量目标
创上海市结构优质工程,、单位工程争创上海市“白玉兰奖”。
(二)建筑设计概况:
项目
内容
功能
地下一层为设备机房,机动车停车库;地下夹层为工业研发及自行车停车库
建
筑
规
模
场地面积
地下夹层面积
地下一层面积
32124m2
10200m2
25866m2
建筑层数
地下2层,地上2幢11层,17幢3-5层;
建筑层高
地下夹层1#、2#楼
3.05m
地下1层1#、2#楼
4.1m
地下夹层3#~19#楼
3.02m
地下1层3#~19#楼
3m
地下室防水
混凝土刚性自防水,外APF自粘改性沥青防水卷材2道。
(三)结构设计概况:
基础类型
桩+筏基础
结构形式
地下室外墙为剪力墙,内框架结构。
持力层土质情况
粉质粘土夹粘质粉土⑤3层,砂质粉土⑦层。
地下水位情况
地下静止水位埋深在1.50~2.00M
基础埋深
-7.1;局部(-7.5,-8.0)
构造特点
本工程钢筋混凝土底板、楼板、外墙板均设后浇带,后浇带两侧砼令期达60天后用膨胀混凝土浇筑。
钢筋接头型式
当d>28时不宜采用绑扎搭接;轴心受拉及小偏心受拉构件不得采用绑扎搭接;纵筋的直径>28或为偏拉柱时,应采用机械连接或等强对接焊。
结构尺寸
基础底板
600mm
剪力墙
400mm
汽车坡道剪力墙
500mm
砼强度等级
底板C35防水砼
墙
C35防水砼
顶板、梁C35防水砼
楼板、梁
C35防水砼
地下夹层柱C35防水砼
地下一层柱
C35防水砼
二、施工方案
1、基本要求
⑴、材料:
a、采用18#工字钢和φ48×3.5钢管,其质量应符合现行国家标准(GB/T3091-2001)中Q235-A级钢的规定。
b、扣件采用机械性能不低于KTH330-08的铸铁制造。
铸件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼。
毛刺、氧化脱皮等应立即清除干净。
c、脚手板采用竹脚手板。
d、型钢和钢管及扣件均有进场合格证,且有复试报告。
⑵、基层:
将两根或三根(第三道)18#工字钢搁置在电梯井四周的混凝土梁、板上,用150长¢25钢筋焊在工字钢上,将¢48钢管立杆套入其中,与纵横4根钢管(伸出井壁外)用扣件固定,再在井壁外与横钢管用扣件锁住。
⑶、立杆
立杆构造应符合下列要求:
①、每杆立杆底部应固定在18#工字钢上;
②、必须设置纵横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在底座上皮不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上,并伸出墙外与横杆用扣件锁住。
③、立杆接长必须采用对接扣件连接,并错层布设,间距满足规范规定。
⑷、连墙杆
①、连墙杆按每两步横钢管伸过墙体与墙体锁牢;
②、应从底层第一步纵、横向水平处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其他可靠措施固定;
③、连墙杆不应与垂直运输机械相碰。
采用钢管与梁或预埋在砼楼板的短钢管连接扣件。
也可采用与柱子用钢管和扣件锁紧。
⑸、水平杆
水平杆宜设置在立杆内侧,不宜接长;纵向水平杆格栅间距为300mm;横向水平杆间距为800mm。
横向水平杆通过扣件与立杆连接。
⑹、作业层
作业层必须满铺脚手板。
2、工艺流程
安装型钢底座→立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装横向扫地横杆并与立杆和扫地杆扣紧(固定立杆底端前,应吊线确保立杆垂直)→装设第一步纵、横向水平杆(与立杆扣接固定)→校正立杆垂直和水平使其符合要求,按40~60N.m力拧紧扣件螺栓→安装第二步纵、横水平杆→安装第三、四步纵横杆→接立杆→装设作业层间横杆→铺设脚手板、绑扎防护及挡脚板→安装电梯井口防护门。
⑴、开始搭设前,单位工程负责人应按有关规定向架设人员进行技术交底。
⑵、清除搭设场地杂物,平整搭设场地,并使排水畅通。
⑶、电梯井架子必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。
⑷、在入口处设置限荷标志,不允许在其上堆放集中荷载过长时间。
⑸、每搭完一步电梯井架子后,校正步距、纵距及立杆的垂直度:
⑹、底座安放应准确地安放在定位线上;
⑺、立杆搭设应符合下列规定:
①、严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用;
②、相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内,错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3;
③、当搭设至有连墙件的构造时,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙件;
④、顶层立杆接长如采用搭接,搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
⑤、水平杆不允许搭接。
⑻、扣件安装应符合下列规定:
①、扣件规格必须与钢管外径φ48相同;
②、螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m,且不大于65N.m;
③、对接扣件开口应朝上或朝内;
④、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。
⑼、脚手板的铺设应符合下列规定:
①、脚手板应铺满、铺稳,离开墙面不大于100mm;
②、脚手板应设置在三根横向水平杆上,间距不大于900mm;
③、脚手板采用对接平铺,接头处必须设两根横向水平杆,脚手板外伸长应取130~150mm,两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm;
④、脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支撑杆件上。
三、拆除
1、拆除电梯井架子前的准备工作应符合下列规定:
①、应全面检查卸料平台的扣件连接,连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;
②、根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施,经批准后方可实施;
③、单位工程技术负责人进行拆除安全技术交底;
④、应清除平台上杂物笃。
2、拆除电梯井架子时,应符合下列规定:
①、拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;
②、连墙件必须随电梯井架子逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆卸料平台;
③、当电梯井架子拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5m)时,应先在适当位置采取临时加固后,再拆除连墙件。
3、拆除电梯井架子时应符合下列规定:
①、各构配件严禁抛至地面;
②、拆除现场必须设置警戒区,必须设监护人员,并配备良好的通讯设施。
警戒区内严禁非操作人员通行;
③、杆件和扣件拆除时应分离,不允许连接在一起输送至地面,或两杆同时拆下输送至地面;
④、垫铺板拆除,应自外向里竖立、搬运,防止自里向外翻起;
⑤、拆除时,必须用电气焊时,应严格执行其特殊的防火规定,应增派专职人员,配备消防器材,防止火星和切割物落引起的火灾,严禁无证动用焊割工具;
⑥、当日作业后,应检查岗位周围情况,不得留有隐患;
⑦、输送地面的杆件和扣件应分类堆放整齐。
附件一:
井道钢管支撑架计算书
计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。
计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
模板支架搭设高度为7.85米(第三道26.50米以上),
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=0.80米,立杆的横距l=0.80米,步距h=1.80米,顶端横杆间距300,按5KN/㎡受力计算。
图井道钢管支撑架立面简图
图井道钢管支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5,(鉴于目前钢管租赁市场钢管质量层次不齐,设计计算壁厚按3.0m计算)。
一、基本计算参数[同上]
二、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=4.49cm3;
截面惯性矩I=10.78cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重线荷载(kN/m):
q1=0.000+0.300×0.300=0.090kN/m
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q21=5.000×0.300=1.500kN/m
(3)施工荷载标准值(kN/m):
q22=1.000×0.300=0.300kN/m
经计算得到,活荷载标准值q2=0.300+1.500=1.800kN/m
2.抗弯强度计算
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:
最大支座力计算公式如下:
静荷载q1=1.20×0.090=0.108kN/m
活荷载q2=1.4×0.300+1.4×1.500=2.520kN/m
最大弯矩Mmax=(0.10×0.108+0.117×2.520)×0.8002=0.196kN.m
最大支座力N=(1.1×0.108+1.2×2.52)×0.80=2.514kN
抗弯计算强度f=0.196×106/4491.0=43.56N/mm2
纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
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:
静荷载q1=0.090kN/m
活荷载q2=0.300+1.500=1.800kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.090+0.990×1.800)×800.04/(100×2.06×105×107780.0)=0.066mm
纵向钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
三、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=2.51kN
支撑钢管计算简图:
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.544kN.m
最大变形vmax=0.971mm
最大支座力Qmax=7.280kN
抗弯计算强度f=0.544×106/4491.0=121.24N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算
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:
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=7.28kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
R≤8.0kN时,可采用单扣件;8.0kN
五、立杆的稳定性计算荷载标准值
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)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.100×16.400=1.632kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.150×0.800=0.120kN
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.300×0.800×0.800=0.192kN
(4)堆放荷载(kN):
NG4=5.000×0.800×0.800=3.200kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.144kN。
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=1.000×0.800×0.800=0.640kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.4NQ
六、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,N=7.07kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.163;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.700
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.50m;
公式
(1)的计算结果:
l0=1.163×1.700×1.80=3.559m
=3559/16.0=223.121
=0.146
=7069/(0.146×424)=113.957N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
l0=1.800+2×0.500=2.800m
=2800/16.0=175.549
=0.233
=7069/(0.233×424)=71.638N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.037;
公式(3)的计算结果:
l0=1.163×1.037×(1.800+2×0.500)=3.377m
=3377/16.0=211.717
=0.163
=7069/(0.163×424)=102.515N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
七、水平钢梁的受力计算
脚手架的水平钢梁按照连续梁计算。
本工程中,脚手架排距为1600mm,内侧脚手架距离墙体300mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4,截面抵抗矩W=185.00cm3,截面积A=30.60cm2。
受脚手架集中荷载P=11.08kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×30.60×0.0001×7.85×10=0.29kN/m
最大弯矩Mmax=5.938kN.m
抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=5.938×106/(1.05×185000.0)+14.322×1000/3060.0=35.248N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!
八、水平支撑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
其中
b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B得到:
b=1.65
由于
b大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值
b'=1.07-0.282/
b=0.899
经过计算得到强度
=5.94×106/(0.899×185000.00)=35.70N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算
<[f],满足要求!
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