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脚手架施工方案
喜利达名苑三期外脚手架施工方案
一、编制依据
1、喜利达名苑三期工程施工图纸;
2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001);
3、高层建筑施工手册;
二、工程概况
1、喜利达名苑工程由淮安喜利达房地产开发有限公司投资兴建,喜利达名苑三期一标段工程位于淮安市淮阴区淮涟路与南昌路交叉,本工程22#、23#为11+1层;31#楼为31+1层;32#楼为27+1层;1S为3层;2S为2层。
22#、23#、32#及1S、2S地下均为一层;31#楼地下为2层。
建筑总高:
22#、23#楼为38.65m;31#楼为92.2m;32#楼为85.6m。
2、考虑到房屋外脚手架荷载、工期等的影响,根据本工程结构造型特点,本工程附楼(1S、2S)及22#、23#楼8层以下采用双排落地式脚手架,22-1轴、23-1轴以西架体直接在地下室结构板上,架体计算高度为20米,8层以上采用工字钢悬挑,搭设高度至电梯机房檐口,搭设方案如下:
搭设总高度约为40.8m(至檐口高度38.65m再加上1.8m),为悬挑式脚手架与落地式脚手架相结合的方式搭设,悬挑式脚手架采用18#工字钢悬挑及钢丝绳卸荷。
我司计划22#、23#楼外侧面从地下室顶板悬挑至7层楼面,内侧在地下室顶板面做落地式双排脚手架,在7层楼面做一次悬挑;1S、2S在地下室顶板搭设落地式钢管脚手架至屋顶构架。
3、31#、32#楼采用附着式升降脚手架,升降脚手架另外单独进行方案编制。
三、材料及要求
1、钢管
钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、附墙杆等。
钢管采用外径为48mm,壁厚3.5mm,其材质应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合GB700-79《普通碳素结构钢技术要求》中A3钢的要求。
弯曲变形,锈蚀钢管不得使用。
脚手架钢管每根最大质量不应大于25kg。
钢管上严禁打孔。
2、扣件
扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。
扣件及其附件应符合GB978-67《可锻铁分类及技术条件》的规定,机械性能不低于KT33-8的可锻铸铁的制作性能,其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定,螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定,垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。
扣件与钢管的贴合面必须严格整形,保证钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的旋转面间隙小于1mm,扣件表面应进行防锈处理。
脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。
3、钢丝绳
钢丝绳选用6×19φ15.5光面钢丝绳,强度极限≥1850MPa,破断拉力总和≥134kN。
断股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。
工字钢选用18号工字钢。
4、脚手板
脚手板采用竹网片或钢筋网片,每三步铺一道,操作层满铺钢网片。
5、安全网
按照深圳市安全质量监督总站的有关规定,本工程中的安全网采用密目式安全网。
6、挡脚板
每步安设挡脚板,采用20cm高木模板,每隔三步刷全新红白相间的油漆。
四、外脚手架构造:
本工程外脚手架从第7层开始悬挑,并采用工字钢悬挑及钢丝绳卸荷两次的方法支撑脚手架。
脚手架的具体构造说明如下:
1、平面布置:
立杆纵向间距1500mm,横向间距900mm,内排立杆距离建筑物的距离为300mm。
立杆与大横杆必须采用直角扣件扣紧,不得隔步设置和遗漏。
且立杆的直接头应相互错开0.5节长,其接头距离大横杆的距离不大于步距的1/3。
2、立面布置
大横杆步距1800mm,上下横杆的接长位置错开布置,错开距离不小于纵距的1/3,扶手杆水平设置于每步架1.2m高处。
剪刀撑要求满设,并沿高连续布置,斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件扣紧,其与水平杆的夹角在45°~60°之间,剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上,其接长必须采用搭接,搭接长度不小于1000mm,且不少于三个扣件,除在两头与立杆和大横杆连接外,中间还增加2~4个节点。
立杆和大横杆交点处一定设小横杆。
3、纵向水平杆的构造
纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。
纵向水平杆采用对接扣件连接,符合下列规定:
纵向水平杆的对接扣件交错布置:
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
4、横向水平杆的构造
主节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接且严禁拆除。
主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。
在双排脚手架中,靠墙一端的外伸长度,不应大于0.4L,且不应大于500mm。
作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2。
5、立杆的构造
⑴.落地式脚手架每根立杆下端设置在木垫板上。
⑵.脚手架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距底座上皮不大于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。
⑶.脚手架底层步距为2.0m。
⑷.立杆必须用连墙杆与建筑物可靠连接。
⑸.立杆除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
对接应符合下列规定:
①.立杆上的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向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矩的1/3。
②.搭接长度不应小于1m,应采用不少于3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,且不大于150mm。
五、节点构造
1、连墙杆
为了增强脚手架的侧向刚度及稳定性,在外脚手架于建筑物之间设置连接杆,设置说明如下:
⑴.连接杆用短钢管制成,长度约500~800mm,一端用扣件固定于脚手架的立杆上,另一端与预埋钢管连接,且连墙杆均采用钢管。
连接杆水平间距4.5m,按二步三跨设置,上下错开,成菱形布置。
⑵.连接杆尽可能设置在立杆与大、小横杆的连接处,与脚手架架体垂直,如在规定的位置上设置有困难,应在邻近点补足。
2、吊环
吊环是卸荷钢丝绳与结构的连接件,用φ18钢筋制成,预埋在混凝土内,水平间距1.5m。
工字钢间距为1.5m。
第一部分、悬挑脚手架荷载计算
(一)、综合简述
1、主要规程、规范
(1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)(2002年版)
(2)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91);
(3)《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99);
(4)《钢结构设计规范》(GB50017—2003);
(5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006年版);
(6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002)
(7)施工图纸。
2、计算参数设定
脚手架采用Φ48x3.5钢管,内立杆离墙0.30m,立杆底高度+9.77m;
立杆步距h=1.80m,立杆纵距la=1.50m,立杆横距=0.90m,架体高度=42.03m;
横向杆上有2条纵向杆,连墙件按2步3跨布置,竹脚手板铺8层。
3、钢管截面特征
壁厚t=3.5mm,截面积A=489mm2,惯性矩I=121900mm4;
截面模量W=5080mm3,回转半径i=15.8mm,每米长质量0.0384kN/m;
Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。
4、荷载标准值
(1)永久荷载标准值
每米立杆承受的结构自重标准值0.1176kN/m;
脚手板采用0.35,自重标准值为0.350kN/m2;
栏杆与挡板采用0.1401,自重标准值为0.1401kN/m;
脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值0.002kN/m2。
(2)施工均布活荷载标准值
装修脚手架2.00kN/m2,结构脚手架3.00kN/m2。
(3)作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk
脚手架高度为42.03m地面粗糙度按D类;
风压高度变化系数μz=0.62(标高+10m);
挡风系数
=0.868
背靠建筑物按敞开,框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数
μs=1.3
=1.1284
工程位于淮安市,基本风压ω0=0.75kN/m2,(按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB5009-2006)的规定采用)
水平风荷载标准值ωk=0.7×1×1.1284×0.75=0.37kN/m2
(二)、纵向水平杆验算
1、荷载计算
钢管自重GK1=0.0384kN/m
脚手板自重GK2=0.35×0.30=0.11kN/m
施工活荷QK=3.00×0.30=0.90kN/m
作用于纵向水平杆线荷载标准值
q1=1.2GK=1.2×(0.0384+0.11)=0.17kN/m
q2=1.4QK=1.4×0.90=1.26kN/m
2、纵向水平杆受力计算
按三跨连续梁计算,L=1.50m。
(1)抗弯强度验算
弯矩系数KM=-0.100、-0.117
最大弯矩:
=-0.100×0.17×1.502-0.117×1.26×1.502=0.37kN.m
抗弯强度σ=M/W=0.37×106÷5080=72.92N/mm2
纵向水平杆抗弯强度σ=M/W=72.92N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
(2)挠度验算
挠度系数Kυ=0.677、0.990
最大挠度:
=(0.677×0.17+0.990×1.26)×(1.50×103)4÷(100EI)=2.7mm
纵向水平杆挠度ν=2.7mm<[ν]=l/150=10.0mm与10mm,满足要求。
(三)、横向水平杆验算
1、荷载计算
钢管自重gk1=0.0384kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力
R中=1.1×0.17×1.50+1.2×1.26×1.50=2.55kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=1.28kN
2、横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算,跨度为:
L=0.90m
(1)抗弯强度验算
最大弯矩M=q12/8+R中L/3
=0.0384×0.90×0.90÷8+2.55×0.30=0.77kN.m
抗弯强度σ=M/W=769468÷5080=151.47N/mm2
横向水平杆抗弯强度σ=151.47N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
(2)挠度验算
集中荷载产生的挠度为
=2552×300×2070000÷24EI=2.6mm
均布荷载产生的挠度为:
υ2=5ql4/384EI
=5×0.04×9004÷(384EI)=0.01mm
最大挠度υ=υ1+υ2=2.6+0.01=2.64 横向水平杆挠度ν=2.64mm<[ν]=l/150=6.0mm与10mm,满足要求。 3、横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算 R=R中+R边+Gk1×l/2 =2.55+1.28+0.0384×0.90÷2=3.85kN 扣件抗滑移R=3.85kN<Rc=8kN,满足要求。 (四)、立杆计算 1、立杆容许长细比验算 计算长度附加系数k=1.0 考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50(2步3跨查表《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002年版)5.5.3) 立杆步距h=1.80m 立杆计算长度 o=kμh=1.00×1.50×1.80=2.70m 长细比λ= o/i=2700÷15.80=170.89 立杆长细比λ=170.89<[210],满足要求。 2、立杆稳定性验算 (1)荷载计算 立杆所受荷载包括: 脚手架结构自重、构配件自重及活荷。 其中: 1)脚手架结构自重包括: 立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重gk=0.1176kN/m 脚手架结构自重: NGlk=gk×H=0.118×42.03=4.94kN 2)构配件自重包括: 脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重 脚手板重量: 8×1.50×0.45×0.35=1.89kN 栏杆、挡脚板重量: 8×1.50×0.140=1.68kN 安全网重量: 42.03×1.50×0.002=0.13kN 构配件自重NG2k=1.89+1.68+0.13=3.70kN 3)活荷载包括: ①施工荷载按2层作业计算(其中一层为结构施工,一层装修施工),查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002版)表4.2.2,得NGk=1.50×0.45×(2.00+3.00)=3.38kN ②风荷载标准值计算 风荷载标准值ωk=0.37kN/m2 由风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW=0.85×1.4Mωk =0.85×1.4ωklah2/10 =0.85×1.4×0.37×1.50×1.802÷10=0.21kN.m (2)轴心受压稳定性系数 lo=kμh=1.155×1.5×1.80=3.119m λ=lo/i=3119÷15.800=197.373 =0.186 (3)立杆稳定性验算 1)不组合风荷载时 N=1.2(NGlk+NG2k)+1.4ΣNQk =1.2×(4.94+3.70)+1.4×3.38=15.093kN N/( A)=15093÷0.186÷489.00=165.94N/mm2 2)组合风荷载时 N=1.2(NGlk+NG2k)+0.85×1.4ΣNQk =1.2×(4.94+3.70)+0.85×1.4×3.38=14.384kN N/( A)+MW/W=14384÷0.186÷489.00+212421÷5080=199.96N/mm2 立杆稳定性N/(φA)=199.96N/mm2<205N/mm2,满足要求。 (五)、连墙件计算 连墙件采用Φ48x3.5钢管,截面积为489.0mm2,fy=210N/mm2 按每个结构层花排设置,纵向间距取2跨,架体高度42.03m 连墙件轴向力设计值N1=N1W+N0,其中: 风压高度变化系数μz=0.93(标高+60m),基本风压ωo=0.75kN/m2 挡风系数 =0.868 背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数 μs=1.3 =1.1284 风荷载标准值ωk,=0.7×0.93×1.1284×0.75=0.55kN/m2 N1W=1.4ωkAω=1.4×0.55×2.80×2×1.50=6.48kN 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,按双排脚手架,取No=5.00kN N1=N1W+N0=6.48+5.00=11.479kN σ=N1/A连墙件=11479÷489.0=23.47N/mm2 钢筋连墙件强度σ=23.47N/mm2<fy=210N/mm2,满足要求。 (六)、悬挑型钢梁计算 悬挑材料选采用18号工字钢 H=180mm,b=94mm,tw=11mm,wx=185000mm3,A=2195mm2 Ix=16600000mm4,S=1077922mm3,E=20600N/mm2,f=215.00N/mm2, Fv=120.00N/mm2,t=7mm,fy=235N/mm2 经计算得: Mx=2.62kN.m,V=12.32kN R1=18.08kN、R2=12.95kN、R3=-0.21kN (1)抗弯强度验算 L=0.90m,a=0.30m,Mx=2.62kN.m,γx=1.05 σ=Mx/γxWx+N/A=2.62×106÷1.05÷185000+9041÷2195=17.62 悬挑型钢梁抗弯强度σ=17.62N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。 (2)抗剪强度验算 V=12.32kN τ=VS/IxTw=12325×1077922÷16600000÷11=74.79N/mm2 悬挑型钢梁抗剪强度τ=74.79N/mm2<120.00N/mm2,满足要求。 (3)整体稳定验算 l1=1.20m =1.07-36002÷44000×1=0.99 稳定系数=0.99 =2.62×106÷0.99÷185000=14.34N/mm2 悬挑型钢梁整体稳定性=14.34N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。 (七)、验算悬挑梁锚固钢筋 L1=2.50mm,HPB235钢筋,fy=210N/mm2 锚固点拉力R=N×(L+2a)/L1=15093×1500÷2500=9056N 预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算: 取φ14 As=2×153.86=307.72mm2 As×fy/R=308×210÷9056=7.14>2 锚固钢筋As×fy/R=7.14>2,满足要求。 (八)、钢丝绳抗拉强度验算 h=5.60m,L=0.90m,N=18.08kN 钢丝绳采用φ16mm,α=1,K=7 破断拉力总和F破=K'D2Ro/1000 =0.356×162×1870.00÷1000=170.62kN [P]=F破α÷K=170.62×0.85÷7.00=20.72kN Toa=15.09×5.73÷5.60=15.44kN 钢丝绳强度=15.44kN<20.72kN满足要求。 (九)、吊环验算 吊环采用φ18mm光面圆钢,As=254mm2,f=205N/mm2 每个吊环承受的拉力为: N拉=Toa=15.44kN 吊环可承受的拉力: f×As=205×254=52.14kN 吊环强度大于每个吊环承受的拉力,吊环强度满足要求 (十)、计算结果 脚手架采用Φ48x3.5钢管,内立杆离墙0.30m,立杆底高度+9.77m 立杆步距1.80m,立杆纵距1.50m,立杆横距0.90m 连墙件按2步3跨布置,0.35铺8层 第二部分、落地式脚手架计算 (一)、综合简述 1、主要规程、规范 (1)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001,2002年版); (2)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91); (3)《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99); (4)《钢结构设计规范》(GB50017—2003); (5)《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)(2006版); (6)《混凝土结构设计规范》(G1350010-2002) (7)施工图纸。 2、计算参数设定 脚手架采用Φ48×3.5,建筑物总高度10.57m,内立杆离墙0.3m; 立杆步距h=1.8m,立杆纵距la=1.5m,立杆横距0.9m; 纵向杆上有2条横向杆,连墙件按2步3跨布置,平桥脚手板铺3层。 3、钢管截面特征 壁厚t=3.5mm,截面积A=489mm2,惯性矩I=121900mm4; 截面模量W=5080mm3,回转半径i=15.8mm,每米长质量0.0384kN/m; Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。 4、荷载标准值 (1)永久荷载标准值 每米立杆承受的结构自重标准值0.1248kN/m 脚手板采用竹串片脚手板自重标准值为0.35kN/m2 栏杆与挡板采用木栏杆,自重标准值为0.1401kN/m 脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值0.002kN/m2 (2)施工均布活荷载标准值 装修脚手架2kN/m2,结构脚手架3kN/m2 (3)作用于脚手架上的水平风荷截标准值ωk 脚手架高度为10.57m地面粗糙度按D类 风压高度变化系数μz=0.62(标高+5m) 挡风系数φ=0.868 背靠建筑物按敞开、框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数 μs=1.3φ=1.1284 工程位于广东深圳市,基本风压ω0=0.75kN/m2(按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)的规定采用) 水平风荷截标准值ωk=0.7×0.62×1.1284×0.75=0.367kN/m2 (二)、纵横向水平杆验算 1、横向杆的计算: 横向杆按照简支梁进行强度和挠度计算,横向杆在横纵杆的上面。 按照横向杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 横向杆的自重标准值P1=0.0384kN/m 脚手板的荷载标准值P2=0.35×0.50=0.18kN/m 活荷载标准值Q=2×0.50=1.00kN/m 荷载的计算值q=1.2×0.2184+1.4×1.00=1.66kN/m 横向杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩 计算公式如下: M=1.66×0.81÷8=0.17kN.m =0.17×106÷5080=33.46N/mm2 横向杆的抗弯强度=33.46<205N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 荷载标准值q=0.0384+0.18+1.00=1.22kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.0×1.22×9004÷(384EI)=0.42mm 横向杆的最大挠度=0.42<l/150=900/150=6mm与10mm,满足要求! 2、纵向杆的计算: 纵向杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,横向杆在纵向杆的上面。 用横向杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算纵向杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 横向杆的自重标准值P11=0.0384×0.90=0.03kN 脚手板的荷载标准值P12=0.35×0.90×0.500=0.16kN 活荷载标准值Q=2×0.90×0.500=0.90kN 荷载的计算值p1=1.2×(0.03+0.16)=0.228kN p2=1.4×0.90=1.260kN 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为纵向杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=0.100×1.2×0.0384×1.502 +0.244×0.228×1.50+0.289×1.260×1.50 =0.55kN.m =0.55×106/5080=108.27N/mm2 纵向杆抗弯强度=108.27<205N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为纵向杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 纵向杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=0.677×0.0384×15004/(100EI)=0.05mm 集中荷载标准值p1=0.03+0.16=0.19kN p2=0.90kN 集中荷载标
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