悬挑外架施工组织设计.docx
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悬挑外架施工组织设计.docx
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悬挑外架施工组织设计
凯杨君晖苑A、B栋及地下室
悬
挑
脚
手
架
施
工
方
案
编制人:
审核人:
湖南天顶建筑工程有限公司
2010年10月
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、脚手架搭设方案
四、悬挑方案
五、架子拆除方案
六、脚手架的生产管理
七、脚手架的安全使用
八、脚手架的安全管理
九、悬挑式扣件钢管脚手架设计与计算
十、安全组织机构
十一、脚手架的构造措施
十二、临边及洞口的防护
十三、劳动力安排
十四、通道防护
十五、防电避雷措施
十六、安全警示标志
十七、文明施工
湘质监统编
施2002-10
悬挑架手架施工方案审批记录
工程名称:
凯杨君晖苑A、B栋及地下室
结构类型:
框剪结构
结构层次:
地下一层,地上十七层
建筑面积:
36292.75m2
致:
湖南智埔工程咨询有限公司(监理单位)
我项目部根据施工合同和施工图设计的要求已完成了凯杨君晖苑A、B栋及地下室工程悬挑脚手架施工方案的编制,并经公司技术部门组织审查批准,请予审查。
附:
悬挑脚手架施工方案
项目经理:
项目部(章)
年月日
专业监理工程师审查意见:
专业监理工程师:
年月日
监理(建设)单位审核意见:
监理单位项目总监理工程师:
监理(建设)项目部(章)
(建设单位项目技术负责人):
年月日
悬挑脚手架施工方案内审表
工程名称:
凯杨君晖苑A、B栋及地下室
结构类型:
框剪结构
结构层次:
地下一层,地上十七层
建筑面积:
36292.75m2
我项目部根据施工合同和施工图设计的要求已完成了凯杨君晖苑A、B栋及地下室工程悬挑脚手架施工方案的编制,请公司技术部门组织审查批准。
附:
悬挑脚手架施工方案
项目经理:
项目部(章)
年月日
公司技术部门审核意见:
技术负责人:
公司(章):
年月日
一、编制依据
1、湖南天顶建筑工程有限公司编制的凯杨君晖苑A、B栋及地下室施工组织设计。
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-90)
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
4、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-88)
5、《混凝土结构工程设计规范》(GB50010-2002)
6、《钢结构工程设计规范》(GB50017-2003)
7、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)
8、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
9、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
10、建筑施工验收规范强制性条文
11、中国建筑工业出版社《高层建筑施工手册·第四版》2003.9
二、工程概况
我项目部施工的凯杨君晖苑A、B栋及地下室工程为框剪结构,建筑总面积为36292.75m2,地下一层,地上十七层,地上一层为商业用房,二层至十七层均为住宅。
三、脚手架搭设方案
1、外脚手架搭设立杆间距la=1.5米,宽度lb=0.8米,离墙b=0.35米,立杆接长采用对接扣连接,立杆垂直偏差应不大于架高的1/200,大横杆间距h=1.45米,大横杆上下横杆的接头位置应错开布置,在不同的立杆纵距中与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一,大横杆水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/300,且不大于50mm。
2、小横杆贴近立杆布置,搭于大横杆之上并用直角扣件扣紧,在相邻立杆之间根据需要加设1跟或2根,在任何情况下均不得拆除贴近立杆的小横杆。
3、剪刀撑:
在两端及中间每隔7根立杆设一道,斜杆与地面夹角为45~60度。
剪刀撑应沿架高连续布置,在相邻两排剪刀撑之间,每隔10-15米加设一组长剪刀撑,剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或小横杆扣紧外,在其中间增设2-4个扣结点。
4、连墙杆:
每层都要设置,垂直距离不大于4米(即为两步),连墙一般应设在框架梁或楼板附近等具有较好的抗水平力作用的结构部位,其水平距离为4.5米即为3跨采用刚性连接。
5、水平拉杆:
设置在有连墙杆步距平面内,以加强脚手架的横向刚度。
6、护栏和挡脚板:
操作层上设1.2米高钢管护栏,操作层护栏底180高挡脚板,外部设全封闭安全网。
四、斜拉悬挑方案
1、楼面砼浇筑前,在留设I14工字钢的楼面位置上,采用Φ22圆钢,按要求埋设于梁板内(固定槽钢用)。
2、I14工字钢伸入楼面内的长度不小于悬挑部分的1.5倍,槽钢伸入U型环内须尖紧焊牢。
立杆直接落在槽钢顶面,并与槽钢焊牢。
3、在留设I14工字钢的上一层楼面的相应位置上预留Φ18圆钢吊环,并与楼面焊接(见附图)
五、架子拆除方案
1、按照先搭后拆,后搭先拆为原理,拆除顺序如下:
先拆安全网→转移竹架板(放入下步架)→小横杆→大横杆→该步连墙杆→立杆→转入下步架→(循环)→直到悬挑部位。
2拆除上步脚手架应检查下一步脚手架小横杆、大横杆是否稳固。
脚手板是否铺牢。
必要时应做加固处理,保证作业人员的安全施工。
六、脚手架的生产管理
1、构配件管理:
、新钢管:
必须有产品出厂合格证和质检报告,其材质应符合。
《碳素结构钢》(GB700-88)中235-A级钢之规定。
钢管表面应光滑、无裂纹、结疤、毛刺、压痕等。
钢管应内外涂刷防锈漆。
、旧钢管:
表面无锈、无弯曲,防锈良好。
、扣件:
有裂纹、变形的禁用,滑丝的螺栓应更换。
、脚手板:
竹串片脚手板应用楠竹制作,腐朽应禁用。
2、检查管理:
、脚手架的基础应符合规范要求。
、杆件的设置和连接、连墙件、剪刀撑及斜撑水平加固杆。
、安全防护措施是否到位。
、避雷措施是否完善。
3、验收管理:
、施工日志及记录。
、各连接点强度(用扭力矩扳手)连接点是否可靠。
、斜道、出入口是否有安全措施及警示标志。
七、脚手架的安全使用
1、设置供施工人员的扶梯或斜道,室外电梯。
2、严格控制脚手架的施工荷载。
3、多层作业时,各作业层之间应设置可靠的棚档。
4、严禁在脚手架上栓拉揽风绳,固定架设输送泵,泵管或起重设备。
5、临街面,应加强防护,严防坠物伤人。
6、定期清除架上建筑垃圾。
7、支模时禁止与脚手架相连。
8、安全平网及密目立网悬挂应符合要求。
八、脚手架的安全管理
1、搭设人员必须是专业架子工,应持证上岗。
2、脚手架的接地、避雷应按《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-88)的有关规定执行。
3、搭拆架子,应按《高处作业安全技术规范》(JGJ80-90)有关规定执行,地面应设防护,并有人看守。
4、搭设架子应由安全员向施工人员进行安全交底和进行工作布置。
5、六级或以上大风、大雾、大雨应停止作业。
九、悬挑式扣件钢管脚手架设计与计算
1、本项目工程六层以上采用悬挑式扣件钢管脚手架。
结合本项目具体情况,依据国家颁布实施工的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130—2001),特进行脚手架设计与计算。
2、搭设方式与主要计算参数
拟建建筑物层高为2.9m,六层为一段,分段搭设。
脚手架用φ48×2.8mm钢管和扣件搭设成双排架,其离墙距离b=350,横距lb=0.8m,立杆外伸长度a=0.2m,纵距la=1.5m,步距h=1.45m。
脚手架立杆下部支承在用水平悬挑架上。
脚手架搭设高度共12步,计H=12×1.45m=17.4米;
施工作业层按2层计,每层活荷载为3KN/m2,作业层设栏杆和挡脚板;
脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工;
剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置;
其他搭设要求遵照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130—2001)执行。
3、小横杆的计算
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。
3.1均布荷载值gk计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038KN/M
竹串片脚手板自重标准值:
P2=0.35kN/m2*1.5/3=0.175KN/M
活荷载qk标准值:
Q=2.8kg/m2*1.5/3=1.4KN/M
则荷载设计值Q=1.2*0.038+1.2*0.175+1.4*1.4=2.2156KN/M
3.2强度验算:
最大弯矩:
Mmax=Qlb2/8=2.2156*0.82/8=0.177KN.m
σmax=Mmax/W=0.177*106/5080=16.26<[f]=205N/mm2,满足要求。
3.3挠度验算:
荷载标准值:
Qk=0.038+0.175+1.4=1.613KN/M
最大挠度W=5Qklb4/(384EI)
=5*1.713*8004/(384*206000*121900)
=0.364<[w]=lb/150=5.3mm
4、大横杆计算
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆上面。
4.1荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038*1.0=0.038KN
竹串片脚手板自重标准值:
P2=0.35kN/m2*0.25*2.0*3/3=0.175KN
活荷载qk标准值:
Q=2.8kg/m2*0.25*2.0*3/3=1.4KN
则荷载设计值:
P=(1.2*0.038+1.2*0.175+1.4*1.4)/2=1.108KN
4.2强度验算:
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:
M1max=0.08*0.038*1.42=0.006KN.m
集中荷载最大弯矩计算:
M2max=0.267*1.108*1.4=0.414KN.m
则:
Mmax=M1max+M2max=0.006+0.414=0.42KN.m
σmax=Mmax/W=0.42*106/5080=38.57<[f]=205N/mm2
4.3挠度验算:
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和。
均布荷载最大挠度:
W1max=0.677*0.038*15004/(100*206000*121900)
=0.002mm
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载标准值:
Pk=(0.038+0.175+1.4)/2=0.806KN
W2max=1.883*0.806*15003/(100*206000*121900)=3.253mm
最大挠度和:
Wmax=W1max+W2max
=0.002+3.253=3.305mm<[w]=la/150=10mm,满足要求。
5、扣件的抗滑承载力的计算:
小横杆自重标准值:
P1=0.038*1.0*2/2=0.038KN
大横杆自重标准值:
P2=0.038*1.4=0.0532KN
竹串片脚手板自重标准值:
P3=0.35kN/m2*0.25*2.0*3/2=0.263KN
活荷载标准值:
Q=3*0.8*1.4/2=1.68KN
荷载设计值:
R=1.2*(0.038+0.0532+0.263)+1.4*1.8
=2.945KN<[Rc]=8.0KN,满足要求。
6、脚手架立杆荷载的计算:
6.1脚手架结构自重(包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件),查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130—2001)规程(以下简称规程)表A—1(P46)得:
φ48×2.8mm钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.1394(注:
步距h=1.5m,纵距la=1.5m查表)
NG1K=[0.1394+(1.0*2/2)*0.038/1.4]×12=0.37KN
6.2竹串片脚手板的自重标准值:
NG2K=0.35*11*1.4*(1.0+0.35)/2=3.638KN
6.3栏杆与挡脚手板自重标准值:
采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.15KN/m
NG3K=0.15*11*1.4/2=1.155KN
6.4吊挂的安全设施荷载,包括密目安全网:
0.005KN/m2
NG4K=0.005*1.4*12=0.084KN
经计算得到,静荷载标准值:
内立杆:
NGK内=NG1K+NG2K=1.977+3.638=5.615KN
外立杆:
NGK外=NG1K+NG2K+NG3K+NG4K=0.37+3.638+1.155+0.084=5.247KN
6.5活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值:
NQK=3*0.8*1.4*2/2=3.36KN
6.6风荷载标准值计算:
βz:
风振系数βz,考虑风压脉动对高层建筑结构的影响。
脚手架规范编制时,考虑到脚手架附着在主体结构上,故取βz=1。
荷载规范规定的基本风压是根据重现期为50年确定的,而脚手架使用期较短,遇到强劲风的概率相对要小得多,基本风压ω0乘以0.7修正系数是参考英国脚手架标准计算确定的。
Wo:
基本风压,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定,长沙市基本风载Wo=0.35KN/㎡;
μZ:
风压高度变化系数,立杆稳定计算,应取离地面5m高度计算风压高度变化系数。
经计算,风荷载虽然在脚手架顶部最大,但此处脚和架结构所产生的轴压力很小,虽较小,但脚手架自重产生的轴压力接近最大,综合计算值最大,因此按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用,μZ=1.0;
μS:
风压体型系数,密目式安全立网半封闭脚手架的风荷载体型系数同全封闭脚手架。
根据国标《密目式安全网》(GB16909-1997)5.2.1条规定:
网目密度不应低于800目/100cm2。
设100cm2网目,目数为N>800目,经计算,其挡风面积与迎风面积比值即An/Aw=0.54(含脚手架钢管挡风面积),挡风系数φ=1.2×0.54=0.648。
背靠建筑物为全封闭墙:
μs=1.0φ=0.648;背靠建筑物为敞开、框架和开洞墙:
μs=1.3φ=0.8424;
经计算得到,风荷载标准值:
Wk=βzμZμSW0=0.7×1.0×0.8424×0.35=0.206KN/㎡
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式:
内立杆:
N内=1.2NGK内+1.4NQ=1.2*5.615+1.4*3.36=11.44KN
外立杆:
N外=1.2NGK外+1.4NQ=1.2*5.247+1.4*3.36=11.0KN
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式:
N=1.2NGK外+0.85NQ=1.2*5.247+0.85*3.36=9.15KN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:
MW=0.85*1.4*Wk*la*h2/10(见规程5.3.4)
=0.85*1.4*0.206*1.5*1.452/10=0.077KN.m
7、立杆的稳定性计算:
7.1立杆的计算长度l0的计算:
k:
计算长度附加系数,取k=1.155
μ:
考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数,查规程表5.3.3,应用内插法得,μ==1.45(连墙杆按两跨三步布置),
则:
立杆的计算长度l0=kμh=1.155*1.45*1.45=2.43m
则立杆的长细比:
λ=l0/i=2.43*100/1.58=154(φ48*2.8钢管的回转半径i=1.58cm)
根据长细比λ=154,查规程附录C得到轴心受压立杆的稳定系数:
φ=0.294
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
N/(φA)=13.68*103/(0.294*4.89*102)
=95.15<[f]=205N/mm2,满足要求
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
N/(φA)+MW/w=11.70*103/(0.294*4.89*102)+0.077*103/(5.08*103)
=81.382+0.015=81.40<[f]=205N/mm2,满足要求
8、连墙件的计算:
8.1风荷载标准值计算:
βz:
风振系数,取βz=0.7;
Wo:
基本风压,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定,长沙市基本风载Wo=0.35KN/㎡;
μZ:
风压高度变化系数,连墙件计算应取脚手架上部计算风压高度变化系数。
连墙件的轴向力设计值与风压高度变化系数成正比函数关系,即架体升高,风压高度变化系数增大,连墙作轴向力设计值随之增大,架体顶部达到最大。
连墙件稳定承载力及扣件抗滑承载力验算,应取连墙件最大轴向力设计值。
按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定,应用内插法,取μZ=1.1972
μS:
风压体型系数,取μs=0.8424;
经计算得到,风荷载标准值:
Wk=βzμZμSW0=0.7×1.1972×0.8424×0.35=0.247KN/㎡
8.2连墙件的轴向力设计值Nl计算
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积:
Aw=4.55*2.95=13.42m2(连墙件按两步三跨设置)
则:
由风荷载产生的连墙件的轴向力的设计值的计算公式,
Nlw=1.4.Wk.Aw=0.247*13.42=3.315KN
则:
连墙件的轴向力设计值的计算公式,
Nl=Nlw+N0=3.315+5.0=8.315KN
(式中N0:
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,双排脚手架取N0=5.0KN)
8.3连墙件承载力设计值NF计算
由立杆的长细比:
λ=b/i=350/15.8=22(φ48*2.8钢管的回转半径i=1.58cm),查规程附录C表得到立杆的稳定系数φ=0.941,则连墙杆承载力设计值:
NF=φ.A.[f]=0.941*489*205=94.33KN
Nl=8.315KN 8.4连墙件采用双扣件连接,由以上计算得到Nl=8.315KN,小于双扣件的抗滑力16KN,满足要求。 9、斜拉挑梁的受力计算: 本方案采用钢丝绳斜拉型钢悬挑脚手架,脚手架立杆横向间距lb=800mm,立杆纵向间距la=1500mm,内排脚手架距离墙体b=350mm,支拉斜杆的支点距离墙体l=1150mm。 每六标准层设一钢丝绳斜拉型钢悬挑架。 钢丝绳斜拉型钢悬挑架竖向间距6HF=6*2.9=17.4m,脚手架分12步,步高h=17.4/12=1.45m,钢丝绳斜拉型钢悬挑架构造如下图: 在竖向标准荷载作用下,钢丝绳斜拉型钢悬挑架的计算简图如下图: 钢丝绳的长度: LBC=(29002+11502)½=3120mm 9.1荷载标准值作用下的内力计算: (1)荷载计算: 设型钢采用I14,查型钢截面特性表知: A=2150mm2,Ix=712*104mm4,单位重: qk=16.88kg/m=0.1688KN/m 查表知: Q235钢的弹性模量E=2.06*106 由内立杆传来集中力P2k=N内=12.09KN 由内立杆传来集中力P1k=N外=13.68KN, 由立杆压曲产生的立杆段弯矩MW为: MW=0.077KN.m 则由立杆压曲水平剪力而产生的水平力,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定,按立杆轴力计算立杆压弯产生的水平力(压力),按以下公式计算: Nyp1=N外/(85Φ)=13.68/(85*0.294)=0.547KN Nyp2=N内/(85Φ)=12.09/(85*0.294)=0.484KN (2)钢丝绳初选: 钢丝绳选用6×19S+Fc(为西鲁式纤维芯)设直径D=20mm,钢丝绳面积As=0.384*202=153.6mm2,查表得,当钢丝绳公称抗拉强度为1570Mpa时,钢丝绳破断拉力F0=207KN。 (3)在荷载标准值作用下的内力分析: ⅰ钢丝绳的弹簧系数c1: c1=LBC/(EsAs)=3120/(1.2*105*153.6)=1.693*10-4(Es: 中间有机芯的多股钢丝绳的弹性模量,查表的Es=1.2*105) ⅱ计算x1的力: 单位力作用在“1”点的位移δ11,按下面公式计算: δ11=l3/(3EI)=11503/(3*2.06*105*712*104)=3.456*10-4 外荷载作用在结构上引起“1”点的位移: Δ1p=P1kl3/(3EI)+P2kb2(3l-b)/(6EI)+ql4/(8EI) =(13.68*103*11503/3+12.09*103*3502*(3*1150-350)/6+16.88*11504/8)*(2.06*105*712*104)-1=7.243mm 力x1=Δ1p/(δ11+c1)=7.243/(3.456*10-4+1.693*10-4) =1.407*104N=14.07KN 作用在钢丝绳上的力NBCK=x1/cosα=14.07/(2900/3120)=15.137KN ⅲ复核6×19S+Fc,D=20mm的钢丝绳的承载力: 本方案钢丝绳用作捆绑吊索,取系数K0=10,则按下式计算钢丝绳受力设计值: Fo=K0NBCK=10*15.137=151.37KN 钢丝绳直径按下式计算: K: 钢丝绳的最小破坏拉力系数,查表得: K=0.330 D=(1000F0/KRo)½=[1000*151.37/(0.33*1570)]½=17.09mm 满足要求。 ⅳ型钢拉梁内力计算: (1)2点处内力计算: 2点处弯矩: M2=P2Lb+qLb2/2-x1Lb =12.09*0.8+0.1688*0.82/2-14.07*0.8=-1.530KN.m 2点处剪力: V2=P2+qLb=12.09+0.1688*0.8=12.225KN (2)A点处内力计算: A点处弯矩: MA=P1L+P2b+qL2/2-x1L =13.68*1.15+12.09*0.35+0.1688*1.152/2-14.07*1.15 =3.895KN.m A点处剪力: VA=P1+P2+qL-x1=13.68+12.09+0.1688*1.15-14.07 =11.894KN (3)轴向力计算: N2B=Nyp2+NBCsinα=-0.484+14.07*1150/3120 =4.702KN(拉) NAB=Nyp1+Nyp2+NBCsinα=-0.547-0.484+14.07*1150/3120 =4.155KN(拉) 10、型钢斜拉挑梁的设计: 10.1型钢强度验算: (1)A点处主平面内抗弯强度验算: 型钢挑梁选用: I14,A=2150mm2,Ix=712*104mm4,Wx=102000mm3 根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定,悬臂梁在A点主平面内的抗弯强度计算应分别按受弯构件和压弯构件进行计算复核。 уx为截面塑性发展系数,对于工字形截面取уx=1.05 按受弯构件计算: MA/(уxWx)=3.895*106/(1.05*102000)=36.37N/mm2 按压弯构件计算: NAB/A+MA/(уxWx)=4.155*103/2150+36.37 =38.30N/mm2 (2
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- 悬挑外架 施工组织设计