中新脚手架.docx
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中新脚手架
目录
第一章工程概况...............................................................................................................2
第二章外脚手架方案选择...............................................................................................4
第三章落地式双排脚手架设计与验算...........................................................................9
第四章悬挑式外脚手架设计与验算.............................................................................20
第五章施工准备.............................................................................................................46
第六章外脚手架的搭设和拆除.....................................................................................49
第七章脚手架的管理.....................................................................................................51
第八章质量保证体系.....................................................................................................58
第九章安全防护措施...............................................................................................59
第十章文明施工........................................................................................................62
附图
第一章工程概况
一、工程简介
中新科技大厦B3-6工程是由苏州工业园区中新开发有限公司投资兴建的集商业、办公、于一体的综合性房产开发项目。
工程位于苏州工业园区阳澄湖大道B3-6号地块,青剑湖附近(澄湾路与科营路交叉路口),地理位置显著。
工程占地面积12135平方米,框架剪力墙结构,建筑造型十分丰富,地下结构1层,地上15层,建筑高度73.2米、总建筑面积31740.32平方米。
二、建筑物基本情况
㈠.楼层平面情况
建筑物结构造型丰富,地上裙房结构平面极不规则,由很多弧线组成,对外脚手架的搭设提出了很高的要求。
地上结构平面除北侧及西侧分别为东西走向和南北走向外,其余均存在不同变化。
地下室部分轴线间距主要为9000mm。
从地上四层开始,办公为标准层,平面布置由东向西高低布置。
㈡.楼层立面情况
该建筑物楼层主要有四种层高(6m、4.5m、4.9m、4.2m、),办公楼标准层高4.2m,裙房和办公楼1~3层层高分别为6.0m、4.5m、4.5m,
地下一层标高为6.0m,办公楼高73.2m,
表1-1楼层层高变化表
楼层
地下室
层高
裙房
层高
主楼
层高
-F1
-6M
F1
6M
6M
F2
4.5M
4.5M
F3
4.5M
4.5M
F4
4.9M
F5
4.2M
F6
4.2M
F7
4.2M
F8
4.2M
F9
4.2M
F10
4.2M
F11
4.2M
F12
4.2M
F13
4.2M
F14
4.2M
F15
4.5M
三、拟采用规范及设计资料
1.《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
2.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
3.《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-99
4.《建筑施工手册》第四版
5.《建筑施工计算手册》
6.《钢结构设计规范》(GB50017—2002)
7.《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)
8.《五金手册》第2版
第二章外脚手架方案选择
一、方案选择
对于本工程,由于建筑物外形较为复杂,且平面多为弧线组成,对外脚手架的形式和搭设提出了较高的要求。
鉴于此,为确保本工程的工期要求及质量、安全文明施工,针对本工程的特点,施工用外脚手架地下部分采用落地式双排钢管外脚手架,地上部分1~3层采用落地式双排钢管外脚手架,4层以上采用悬挑式钢管外脚手架。
1.地下室部分
本工程设置一层地下室,深6.0米,施工用外脚手架地下部分拟采用落地式双排钢管外脚手架。
鉴于现场外墙离基坑维护桩距离过近,有些地方无法设置外脚手架,有些地方仅能设置单排外脚手架,故在底部距离在800以上的设置双排脚手架,底部距离不足800的,设置成单排脚手架形式,钢管直接落在底板垫层上。
2.地上1至3层部分
本工程裙房为3层,高度较小,为便于施工,采用落地式全封闭双排脚手架,地下室结构完成后,进行裙房外脚手架的搭设。
因出±0.000后西南两面有裙房,北面无裙房、裙房高度16.7米,外脚手架可以一次性到顶。
北面外脚手架搭至19.9米(五层楼面),外脚手架均可以搭设在地下一层顶板上。
由于现场考虑到外墙玻璃幕墙施工,故1-4层外墙脚手架的搭设要留置幕墙施工位置。
其平面布置图详见附图WJ-1所示。
3.四层以上部分:
本工程结构四层以上采用悬挑式双排钢管外脚手架,4层一悬挑,悬挑外脚手架超过施工层面1.800米。
钢管落在的工字钢上。
其平面布置图及详图详见附图WJ-2、WJ-3、WJ-4、所示。
二、构造尺寸选择
本工程各部位所用外脚手架,其构造要求见下表及附图:
构造要求双排落地式外架双排悬挑式外架钢管型号Ф48*2.8Ф48*2.8
立杆横距(m)1.001.00
立杆纵距(m)1.71.7
步距(m)1.81.8
每步设置栏杆数22
立杆与墙面间距350mm250-350mm4.8*4.5m/3.6*4.5m
刚性连接预埋件间距5.0*4.5m、3.0*4.5m/2.2*4.5m
每步纵向水平杆加密2根2根
刚性连接(每处两道)Ф48*2.8Ф48*2.8
剪刀撑、斜撑搭接长度500mm500mm
工字钢I16
外脚手架搭设钢管接头要求见附图WJ-5。
第三章落地式双排脚手架设计与验算
一、构架的形式、特点和构造要求
㈠.组成
1.立杆
立杆接头采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直角扣件连接。
接头交错布置,两个相邻立柱接头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于500mm;各接头中心距主节点的距离不大于600mm。
上下立杆采用对接连接,立柱需要搭接时,搭接长度不应小于1m,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于100mm。
立杆垂直度偏差不得大于架高的1/400,每根立杆按6米计,即单根立杆垂直度偏差不大于15mm。
开始搭设立柱时,每隔6跨设一根抛撑,直至连墙杆件安装完毕后,方可根据情况拆除。
当搭设至有连墙杆件的构造层时,搭设完该处的立柱、纵向水平杆、横向水平杆后,立即设置连墙件。
2.大横杆
大横杆置于小横杆之上,在立柱的内侧,用直角扣件与立柱扣紧;其长度大于3跨、不小于6m,同一步大横杆四周要交圈。
大横杆采用对接扣件连接,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500mm,各接头距立柱的距离不大于500mm,并避免设在纵向水平杆的跨中。
3.小横杆
每一立杆与大横杆相交处(即主节点),都必须设置一根小横杆,并采用直角扣件扣紧在立柱上,大横杆在上,大横杆的间距为两立杆间三等分,该杆轴线偏离主节点的距离不大于150mm。
小横杆间距应与立杆柱距相同。
小横杆伸出外排大横杆边缘距离不小于100mm;伸出里排大横杆距结构外边缘150mm,且长度不大于440mm。
若同步内有小横杆超过这一限制,要在作业层采取钢管三角斜撑的方式予以加固。
上、下层小横杆应在立杆处错开布置,同层的相临小横杆在立柱处相向布置。
每一主节点必须设置一根横向水平杆,并采用直角扣件扣紧在立杆上,靠墙(柱)一侧的外伸长度不大于500mm。
4.纵、横向扫地杆纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮200mm处的立柱上,横向扫地杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。
靠边坡的立柱轴线到边坡的距离不小于500mm。
5.剪刀撑
本脚手架采用剪刀撑与横向斜撑相结合的方式,随立柱、纵横向水平杆同步搭设,用通长剪刀撑沿架高连续布置,采用单杆通长剪刀撑。
剪刀撑每6步4跨设置一道,斜杆与地面的夹角在45°~60°之间。
斜杆相交点处于同一条直线上,并沿架高连续布置。
剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上,另一根斜杆扣在小横杆伸出的端头上,两端分别用旋转扣件固定,在其中间增加2至4个扣结点。
所有固定点距主节点距离不大于15cm。
最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30cm内。
剪刀撑的杆件连接采用搭接,其搭接长度≥100cm,应用3个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端的距离≥10cm。
横向斜撑搭设在同节内、由底至顶层呈“之”字型、在里、外排立柱之间上下连续布置,斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立柱或横向水平杆的伸出端上。
除拐角处设横向斜撑外,中间应每隔6跨设置一道。
6.脚手板
脚手板采用竹笆板。
在作业层下部架设一道水平兜网,随作业层上升,同时作业、不超过两层,要合理安排工人作业。
2、内档防护每两层楼高设置一道、采用短钢管在立柱上悬挑,悬挑杆上牵两根通长钢管。
然后用多层板满铺,四角用14#铁丝绑扎牢固。
7.连墙件
连墙件采用刚性连接,垂直间距为楼层层高、水平间距为4.5m,同一位置设置两道连墙杆。
连墙杆用ф48×2.8钢管,通过十字扣件与预埋在楼层边框梁上的钢管连接。
连墙件横竖向顺序排列、均匀布置、与架体和结构立面垂直,并尽量靠近主节点(距主节点的距离不大于30cm)。
连墙杆伸出扣件的距离应大于10cm。
底部第一根大横杆就开始布置连墙杆,靠近框架柱的小横杆可直接作连墙杆用。
8.防护设施
脚手架要满挂全封闭式的密目安全网。
密目网采用1.8×6.0m的规格,用网绳绑扎在大横杆外立杆里侧。
作业层网应高于平台1.2m,并在作业层下步架处设一道水平兜网。
在架内高度3.6m处设首层平网,往上每隔五步距设隔层平网,施工层应设随层网。
作业层脚手架立杆于0.6m及1.2m处设有两道防护栏杆,底部侧面设200mm高的挡脚板。
㈡.构造形式
双排脚手架的构造形式详见附图WJ-6所示。
二、设计及计算
㈠.设计及搭设参数
脚手架钢管选用ф48×2.8,立杆纵向间距为1.7米,横向间距1.0米,内立杆距外墙0.35m,外立杆距外墙面为1.4米,大横杆上下间距为1.8米,小横杆长度为1.2米。
连墙件用ф48钢管与结构预埋件(ф48×2.8钢管)刚性连接,横向距离为5.1米(三跨),竖向距离为楼层层高6.0m、4.5m、4.2m、故连墙件设置间距为5.1×(楼层高度),同一位置设置两道连墙件。
脚手架立杆下设支座板,采用松木方作垫块,其尺寸为200×1500×50,或200×200×50松木方作垫块。
办公楼一层面至五层面,楼层总高19.9米,悬挑架高出施工层面1.8米,总计:
19.9+1.8=21.7米。
故使用此处脚手架进行结构强度、刚度、稳定性等验算。
:
落地式扣件钢管脚手架计算书
一、基本参数:
立杆纵距la=1.7m
立杆横距lb=1m
脚手架形式双排架
脚手架的步距h=1.8m
脚手架搭设高度H=21.7m
小横杆上大横杆根数ng=2根
连墙件布置形式三步三跨
脚手板类型竹笆片
栏杆,档板类型竹串片脚手板挡板
连墙件扣件类型双扣件
脚手板的铺设层数nj=10层
同时施工层数ns=2层
基础底面扩展面积A=0.2m2
二、大横杆的计算
大横杆按照受均布荷载的连续梁计算
1、大横杆荷载计算
脚手板的荷载标准值q1=0.05×0.33=0.02kN/m
活荷载标准值q2=2×0.33=0.66(kN/m)
2、强度计算
(1)、最大弯矩:
其中:
l立杆纵距;取l=1.7m
q1脚手板的荷载标准值q1=0.02kN/m
q2活荷载标准值q2=0.66kN/m
经计算得到:
M=(-0.1×1.2×0.02-0.117×1.4×0.66)×1.7^2=-0.32kN.m
(2)、截面应力计算公式如下:
其中W钢管截面抵抗矩W=4.25cm3
M最大弯矩M=-0.32kN.m
经计算得到:
σ=0.32×1000000÷(4.25×1000)=75.29N/mm2
大横杆强度计算值不大于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,故满足要求
3、挠度计算
最大挠度:
其中:
l立杆纵距l=1.7m
I截面惯性矩I=10.19cm4
E弹性摸量E=206000N/mm2
q1脚手板的荷载标准值q1=0.02kN/m
q2活荷载标准值q2=0.66kN/m
经计算得到:
V=(0.667×0.02+0.99×0.66)×(1.7×1000)^4÷(100×206000×10.19×10000)=2.65mm
最大挠度计算值不大于l/150=11.33mm,并且小于10mm,故满足要求
三、小横杆的计算
小横杆按照集中荷载作用下的简支梁计算
1、小横杆荷载计算
大横杆自重标准值:
P1=0.03×1.7=0.05kN
脚手板的荷载标准值:
P2=0.05×1.7×0.33=0.03kN
静荷载标准值:
P=0.05+0.03=0.08kN
活荷载标准值:
Q=2×1.7×0.33=1.12kN
2、强度计算
(1)、最大弯矩计算公式如下:
其中:
l立杆的纵距l=1m
P静荷载标准值P=0.08kN
Q活荷载标准值Q=1.12kN
经计算得到最大弯矩M=(1.2×0.08+1.4×1.12)×1÷3=0.55kN.m
(2)、截面应力计算公式如下:
其中W钢管截面抵抗矩W=4.25cm3
M最大弯矩M=0.55kN.m
经计算得到:
σ=0.55×1000000÷(4.25×1000)=129.41N/mm2
小横杆强度计算值不大于钢管抗弯强度设计值205N/mm2,故满足要求
3、挠度计算
其中:
l立杆的纵距l=1m
I截面惯性矩I=10.19cm4
E弹性摸量E=206000N/mm2
P静荷载标准值P=0.08kN
Q活荷载标准值Q=1.12kN
经计算最大挠度V=23÷648×(0.08+1.12)×(1×1000)^3÷(206000×10.19×10000)=2.03mm
最大挠度计算值不大于l/150=6.67mm,并且小于10mm,故满足要求
四、扣件的抗滑承载力计算:
横杆的自重标准值P1=0.03×(1+1.7)=0.08kN
脚手板的荷载标准值P2=0.05×1.7×1÷2=0.04kN
活荷载标准值Q=2×1.7×1÷2=1.7kN
荷载的计算值R=1.2×(0.08+0.04)+1.4×1.7=2.52kN
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:
其中Rc扣件抗滑承载力设计值Rc=12kN
R荷载的计算值R=2.52kN
扣件的抗滑承载力不大于单扣件抗滑承载力设计值8kN,满足要求!
五、脚手架计算:
1、荷载计算:
单立杆部分承受的结构自重标准值NG1=0.12×21.7=2.6kN
脚手板的自重标准值NG2=0.05×10×1.7×(1+0.3)=0.55kN
栏杆与挡脚板自重标准值NG3=0×1.7×10÷2=0kN
吊挂的安全设施荷载:
NG4=0.005×1.7×21.7=0.18kN
静荷载标准值NG=2.6+0.55+0+0.18=3.33kN
活荷载标准值NQ=2×2×1.7×1÷2=3.4kN
风荷载标准值Wk=0.7×0.74×1.56×0.35=0.28kN/m2
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×3.33+1.4×3.4=8.76kN
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值N=1.2×3.33+0.85×1.4×3.4=8.04kN
风荷载标准值产生的立杆段弯矩:
Mwk=0.28×1.7×1.8^2÷10=0.15kN.m
风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
Mw=0.85×1.4×0.15=0.18kN.m
构配件自重标准值产生的轴向力:
NG2k=0.55+0+0.18=0.73kN
2、立杆的稳定性计算:
(1)、立杆的长细比计算:
其中:
lo立杆的计算长度lo=1.155×1.7×1.8=3.53m
i立杆的回转半径i=1.6cm
经过计算,立杆的长细比λ=3.53×100÷1.6=221
(2)、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
其中:
A立杆净截面面积;取A=3.98cm2
N不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值;取N=8.76kN
φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.149
不考虑风荷载时立杆的稳定性σ=8.76×1000÷(0.149×(3.98×100))=147.72N/mm2
考虑风荷载时,单立杆的稳定性计算公式
其中:
A立杆净截面面积;取A=3.98cm2
W立杆净截面模量(抵抗矩);取W=4.25cm3
N考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值;取N=8.04kN
Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;取Mw=0.18kN.m
φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ的结果查表得到φ=0.149
考虑风荷载时立杆的稳定性σ=8.04×1000÷(0.149×(3.98×100))+(0.18×1000000)÷(4.25×1000)=177.93N/mm2
不考虑风荷载时,立杆稳定性不大于205N/mm2,满足要求
考虑风荷载时,立杆稳定性不大于205N/mm2,满足要求
没有双立杆
3、最大搭设高度的计算
不组合风荷载最大搭设高度:
组合风荷载最大搭设高度:
其中:
A立杆净截面面积A=3.98cm2
W钢管截面抵抗矩W=4.25cm3
f钢管立杆抗压强度设计值f=205N/mm2
gk每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.12kN/m
NQK活荷载标准值NQK=3.4kN
Mwk计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩Mwk=0.15kN.m
NG2K构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.73kN
φ轴心受压杆件稳定系数φ=0.149
经计算,不组合风荷载最大搭设高度Hs=((0.149×(3.98×100)×205÷1000)-(1.2×0.73+1.4×3.4)÷(1.2×0.12)=45.28m
组合风荷载最大搭设高度Hs=((0.149×(3.98×100)×205÷1000)-(1.2×0.73+0.85×1.4×(3.4+0.15×0.149×(3.98÷4.25÷100)))÷(1.2×0.12)=32.95m
单立杆最大搭设高度应该取上式中的较小值Hs=32.95m
由于搭设高度Hs大于等于26m,所以按下式调整:
经计算得到脚手架单立杆高度限值为[H]=31.9m
六、连墙件的计算:
(1)、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算:
其中:
wk风荷载基本风压值,wk=0.28kN/m2
Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积;Aw=27.54m2
经计算得到:
风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=1.4×0.28×27.54=10.8kN
(2)、连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
其中No连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力;取No=5kN
Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值Nlw=10.8kN
经计算得到:
连墙件轴向力计算值Nl=10.8+5=15.8kN
(3)、连墙件轴向力设计值
其中:
φ轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到φ=0.949
A立杆净截面面积A=3.98cm2
[f]钢管的强度设计值[f]=205N/mm2
经过计算得到Nf=0.949×(3.98×100)×205÷1000=77.43kN
长细比λ计算:
其中:
l计算长度l=0.3m
i钢管回转半径i=1.6cm
经过计算,立杆的长细比λ=0.3×100÷1.6=19
计算结果:
连墙件轴向力计算值不大于连墙件的轴向力设计值;满足要求
连墙件轴向力计算值大于扣件抗滑承载力,不满足要求,故采用预埋件焊接或涨栓连接.
七、立杆的地基承载力计算:
1、立杆基础底面的平均压力
其中:
N上部结构传至基础顶面的轴向力设计值N=8.76kN
A基础底面面积A=0.2m2
经计算得到立杆的地基承载力p=(8.76)÷0.2=43.8kPa
2、地基承载力设计值应按下式计算:
其中:
kc脚手架地基承载力调整系数;取kc=1
fgk地基承载力标准值;取fgk=200kPa
经计算得到地基承载力设计值fg=1×200=200kPa
计算结果:
立杆基础底面的平均压力不大于地基承载力设计值200kPa;满足要求
第四章悬挑式外脚手架设计与验算
一、悬挑式外脚手架的组成及构造形式
悬挑式外脚手架除了由立杆、大横杆、小横杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪力撑、脚手板(竹笆片)、连墙件及
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