脚手架安全方案落地加悬挑.docx
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脚手架安全方案落地加悬挑
一、工程概况……………………………………………………3
(一)、工程概况………………………………………………3
(二)、安全目标………………………………………………3
二、编制依据……………………………………………………3
三、脚手架方案设计及基本要求………………………………3
(一)、脚手架方案设计………………………………………3
(二)、脚手架的基本要求……………………………………3
四、脚手架选择及搭设的构造要求……………………………4
(一)、脚手架构配件的选择及验收…………………………4
(二)、脚手架的构造要求……………………………………4
五、脚手架的搭设顺序及方法…………………………………6
(一)、脚手架底座安放………………………………………6
(二)、脚手架的搭设顺序……………………………………6
(三)、脚手架搭设方法………………………………………6
(四)、外脚手架施工图………………………………………7
六、落地式脚手架结构计算…………………………………12
(一)、荷载………………………………………………12
(二)、立杆稳定性计算……………………………………12
(三)、连墙计算………………………………………………12
(四)、立杆落地地基承载力计算……………………………13
七、悬挑式脚手架结构计算…………………………………13
(一)、参数信息…………………………………………………13
(二)、大横杆的计算……………………………………………15
(三)、小横杆的计算……………………………………………16
(四)、扣件抗滑力的计算………………………………………17
(五)、脚手架荷载标准值………………………………………17
(六)、立杆的稳定性计算………………………………………18
(七)、连墙件的计算……………………………………………19
(八)、悬挑梁的受力计算………………………………………20
(九)、悬挑梁的整体稳定性计算………………………………23
(十)、拉绳的受力计算…………………………………………23
(十一)拉绳的强度计算…………………………………………24
(十二)、锚固段与楼板连接的计算……………………………24
(十三)、悬挑式钢卸料平台的计算……………………………25
八、脚手架的验收………………………………………………30
九、脚手架的拆除………………………………………………31
十、装饰架、防护架及移动平台的安装要求…………………31
十一、施工注意事项及事故预防措施…………………………31
一、工程概况
1、工程概况
本工程为济南市大学科技园服务外包产业园公共租赁住房。
其中13#、14#楼地上18层,地下二层;19#、20#楼:
地上11层,地下二层;及13#、14#楼车库。
建筑使用性质:
住宅小区。
建筑结构形式:
剪力结构。
2、安全目标:
确保安全施工,杜绝重大伤亡事故。
安全生产,规范施工,杜绝重伤和死亡事故,轻伤事故发生频率控制在15‰以下,工程开工时间为2011年12月27日,计划竣工日期为2012年8月31日。
二、编制依据
施工现场设施安全设计计算手册
JGJ130-2011《建筑施工脚手架安全技术规程》
J84-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》
三、脚手架的选择及基本要求
(一)、脚手架的选择
本工程13#、14#楼地上18层,地下二层,建筑高度51m;19#、20#楼:
地上11层,地下二层,建筑高度31.25。
本工程住宅楼根据其高度及外形,考虑采用双排悬挑式脚手架,内脚手架采用满堂脚手架施工,五层顶以上采用双排悬挑脚手架,五层及以下部分采用双排落地脚手架,便于拆除及时进行槽边回填土。
13#楼为18层高层住宅楼,在五层顶开始悬挑,标准层层高为2.8,按照每六层悬挑一次,单次悬挑高度不超过20米,共悬挑两次可以满足要求,且顶部悬挑可满足屋面施工及机房层施工的需要。
14#楼为18层高层住宅楼,在五层顶开始悬挑,标准层层高为2.8米,按照每六层悬挑一次,单次悬挑高度不超过20米,共悬挑两次可以满足要求,且顶部悬挑可满足屋面施工及机房层施工的需要。
19#、20#楼为11层高层住宅楼,在五层顶开始悬挑,标准层层高为2.8米,按照每六层悬挑一次,单次悬挑高度不超过20米,共悬挑一次可以满足要求,且顶部悬挑可满足屋面施工及机房层施工的需要。
脚手架采用外径48mm、壁厚3.24mm的焊接钢管和扣件搭设双排架,其横距为1.05米,纵距1.5米,步距1.8米,里杆离墙0.4米,作业层设栏杆和挡脚板,脚手架外立杆里侧挂密目网安全网封闭施工,剪刀撑应在外侧立面,整个长度和高度上连续设置,其它搭设要求遵照新规范执行。
(二)、脚手架的基本要求
1、地基处理
脚手架座落在建筑物周边土层上,土层夯实,底座下设置垫板,厚度不小于5cm,布设必须平稳,不得悬空,按2.%的坡度自然地坪排水即可达到要求。
2、搭设脚手架施工人员必须经过考核合格的专业架子工,必须持证上岗。
搭设脚手架人员必须戴好安全帽,系好安全带,穿防滑鞋。
3、脚手架搭设前的施工准备
搭设前应清除场地杂物,平整搭设场地并使排水畅通。
要有足够的牢固性和稳定性,保证在施工期间对所规定的荷载或在气候条件影响下,不变形、不摇晃、不倾斜,能确保作业人员的人身安全;要有足够的面积满足堆料、操作和行走的要求;构造要简单,搭设、拆除和搬运要方便,使用要安全。
四、脚手架选择及搭设的构造要求
脚手架搭设的几何尺寸:
排距1050,步距1800,柱距≤1500。
(一)、脚手架构配件的选择及验收
材料的选用
φ48钢管,壁厚3.24mm,用于脚手架的立杆,大小横杆,剪刀撑及连墙杆等,所有外架子钢管喷涂黄色油漆。
旧钢管的检查应符合下列规定:
表面锈蚀深度应符合允许偏差≤0.5的规定,当锈蚀深度超过规定值时不得使用。
钢管弯曲变形应符合:
扣件:
主要有十字扣件,转向扣件,接头扣件,用于各种杆件的连接。
扣件的验收符合下列规定:
旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝,变形的严禁使用。
出现滑丝的螺栓必须更换。
新旧扣件均应进行防锈处理。
扣件转动灵活,当扣件夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。
脚手板:
采用木架板。
密目网:
采用通过安全部门检测合格的密目绿网,主要用于脚手架外侧全封闭防护。
安全网:
选用通过省工业产品登记备案的产品,主要用于脚手架及洞口的水平防护。
垫木:
选用50厚200~250宽板材,长度不小于2跨。
底座:
采用8*150*150底座。
悬挑钢梁:
采用工字钢经加工制作而成,锚固筋采用φ18圆钢。
悬拉索:
采用1φ16钢丝绳。
所用脚手架的构配件必须经验收合格后使用,不合格产品不得使用。
(二)、脚手架的构造要求
1、立杆的构造要求:
立杆接头除在顶层可采用搭接外,其余各接头均必须采用接头扣件对接。
立杆上的接头扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不应设置在同步同跨内,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距的1/3。
立杆顶端应高出建筑物沿口高度1500mm
每根立杆底部均应设置底座及垫板。
脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用扣件固定在距离底座下皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆应采用扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立柱固定,竖向间距不大于1m,靠边坡的立柱轴线距离不应小于500。
2、纵向水平杆的构造要求
纵向水平杆接长采用对接,局部采用搭接,搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。
接头交错布置不应设置在同步同跨内,不同步同跨的两个结点错开不小于500mm。
3、横向水平杆构造要求
节点处必须设置一根横向水平杆。
用直角扣件扣接在立杆上且严禁拆除,在双排脚手架中,靠墙一段的外伸长度不应大于1/4L且不大于300mm。
4、脚手板的构造要求
作业层脚手板应铺满,铺稳,离开墙面120~150mm,脚手板设在横向水平杆上。
5、连墙杆件的构造要求
连墙件采用两步三跨设置,第一步纵向水平杆开始设置,
连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应下斜连接,夹角不大于30°不应采用上斜连接。
连墙杆宜靠近主节点设置,偏离主节点的距离不应大于300mm。
每层结构外围设为一圈拉结。
本工程连墙件垂直间距为建筑物层高、水平间距为4.5米,采用柔性连接和顶撑配合使用的附墙连接方式,即在砼梁内预埋埋件,再用Ф6钢筋与架体连接,同时在搭设三步高后应加设剪刀撑,角度为450,剪刀撑高度方向应连续设置,每组净距离不大于15米
6、剪刀撑的构造要求
剪刀撑、横向斜撑按规定搭设,全部涂刷清亮醒目的黄油漆,并随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端均支撑在垫块上,大于7跨的架体按4步4跨设置,小于6跨的架体按满设,角度控制在45至60度内;剪刀撑设置要符合下列要求:
每道剪刀撑跨越立杆的根数,倾角为45度时最多不超过7根;倾角1为50度时最多不超过6根;倾角为60度时最多不超过5根。
剪刀撑从脚手架转角开始设置,剪刀撑之间相互距离不大于15m,剪刀撑杆搭接长度不小于1m,连接采用3个转向扣件连接,并连续设置到顶部。
7、脚手架及门洞的设置与要求
为方便施工人员和材料进出,在建筑物北立面底层设置脚手架门洞,门洞的构造形式按标准图集定做。
A、门洞构造要求:
斜杆采用通常杆件。
斜杆采用旋转扣件固定在与之相交的杆件上,其交点距中心接点的距离不大于150mm。
凡门洞挂架中伸出上下眩杆的杆件端头均设置在一个安全扣件,并紧靠中心节点。
B、入口(门洞)处安全通道棚采用市建委图集要求的标准化安全通道防护棚。
搭设脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不超过相邻连墙件两步以上;每搭设完一步脚手架后,按规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度;当搭至有连墙件的构造点时,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,立即设置连墙件;
脚手架的同一步中,纵向水平杆四周交圈,用直角扣件与内外角部立杆固定;横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不大于100mm,每个主节点处都必须设置小横杆,用直角扣件固定在立杆上;扣件规格必须与钢管外径相同,螺丝拧紧;在主节点处用直角扣件固定纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等,转向扣件的中心点的距离主节点不大于150mm;对接扣件应朝下或朝内;各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm;栏杆和挡脚板均搭设在外立杆的内侧上,栏杆高度为1.2M、0.5两道,挡脚板高度180mm。
8、水平网设置
搭设在第一步纵向水平杆处,里侧距墙体不大于150mm,安全网里外侧用尼龙绳固定在钢管上,里侧在靠近墙边的小横杆端处增设一道纵向水平杆,用于固定里侧边网,架体里侧距墙边超过300mm的空间另加防护。
上部平网每10米加设一道,用网绳固定在钢管上。
9、人行斜道的构造要求
人行斜道应附着在建筑物上,斜道杆件应独立设置。
人行斜道宽度宜设置在1.2-1.5M,坡度宜采用1:
3(高:
长)。
拐弯处应设置休息平台,其宽度应≥斜道宽度。
斜道两侧及平台外围均必须设置栏杆及踢脚板。
栏杆高度为1.2M,挡脚板高度为180。
脚手板采用顺铺,接头宜采用搭接,下边的板头应压住上边的板头,板头凸棱处应用三角木填顺。
人行斜道的脚手板上应每隔250-300mm设置一道防滑木条,规格为25*40,长度同斜道宽。
斜道及平台端部均按规定设置连墙杆及剪刀撑。
五、脚手架的搭设顺序及方法
(一)底座安放
(1)按脚手架立杆横距及柱距要求进行放线、定位。
(2)铺设垫板,由于场地地质条件较好,垫板采用50㎜厚的通长木垫板,在铺设垫板时必须准确的放在定位线上,同时铺设平稳,不得悬空。
(3)安放底座:
底座安放符合下列规定:
①底座及垫板均应准确地放在定位线上;
②木垫板长度不宜小于两跨,厚度不小于50㎜;
(二)、脚手架的搭设顺序
落地式脚手架搭设顺序:
铺垫木→按立管位置排列底座→立柱→放置纵横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙杆→第二步横向水平杆→第二步纵向水平杆……
悬挑式脚手架搭设顺序:
锚固点预埋→安装工字钢挑梁→立柱→放置纵横向扫地杆→第一步纵横向水平杆→布设兜网→铺脚手板→连墙杆→第二步纵横向水平杆……挂安全网→设置剪刀撑→铺脚手板……每十米一道兜网→避雷措施
(三)、脚手架搭设方法
落地式脚手架搭设时,应按顺序铺设50厚200-250宽的木垫板并调直。
按立杆间距放置立杆底座。
下部距底座底200设纵横向扫地杆,立管排距1.05M,步距1.8M,外排架步距中部加一道栏杆,柱距≤1.5M。
脚手架搭设第一步时,在脚手架外侧设抛撑。
当脚手架搭设至第二步后,应在内侧设置连墙杆,在内侧设置安全平网。
并在外排纵向水平杆内侧绑扎密目绿网。
向上每两步设一道连墙杆,其留方法为:
在每层窗台墙或阳台梁内预留φ48短钢管,埋入深度300外露150。
短钢管预埋时应尽量靠近脚手架主节点。
连墙杆横向间距≤4500或柱设置。
每个型钢悬挑梁外端设置钢丝绳与上层建筑结构拉结,钢丝绳与建筑结构拉结的吊环用HPB235级钢筋,直径不小于20MM.纵向水平杆随立杆按步搭设,并用直角扣件与立杆固定。
悬挑式脚手架搭设时,在钢梁与墙接触处墙上预留200×200的洞口,钢梁直接穿洞布置,楼面板上预埋三道Φ18的钢筋,用来固定钢梁。
(四)、外脚手架施工图:
六、落地式脚手架结构计算
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》(JGJ130-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
(一)、荷载
1、脚手架钢管自重产生柱轴向力NG1K1
步距1.8m,纵距1.5m,查表4-3得gk=0.1248KN/m
NG1K=0.124×(8.7+1.2)m(架高)=1.228KN
2、脚手板自重产生立柱轴向力NG2K1
脚手板铺设六层查表4-9可得
NG2K1=1.823KN
3、防护材料自重产生柱轴向力NG2K2
查表4-10,再加上安全网荷载(5N/m2)
NG2K2=0.228KN+5N/m2×1.5m×14.5m=0.337KN
NG2K=NG2K1+NG2K2=1.823+0.337=2.16KN
4、施工荷载产生立柱轴向力
查表4-11得NQK=5.07KN
5、风荷计算
查表4-7、4-8得风荷载基本风压值W0=0.431kN/m2;UZ=1.0,ψ=0.09,US=1.3ψ=0.116
WK=0.7×1.0×0.116×0.431=0.035KN/M2
MK=0.020KN.M
(二)、立杆稳定性计算
1、立杆长细比
l0=1.155×1.5×1.8=3.119M
λ=l0/i=311.9/1.58=197.4
ψ=0.185
2、无风状态
按公式4-9计算
N=1.2×(NG1K+NG2K)+1.4NQK
=1.2×(1.228+2.16)+1.4×5.07=11.16KN
按公式(4-7)计算
N/ψA=130.99N/MM2<205N/MM2
3、有风状态
N=1.2×(NG1K+NG2K)+0.85×1.4NQK
=1.2×(1.228+2.16)+0.85×1.4×5.07
=10.10KN
公式4-8计算立杆稳定性
N/ψA+MW/W=119.16+5.5=124.66N/MM2<205N/MM2
(三)、连墙计算
1、外脚手架附墙连杆主要受风荷载作用,可按中心受压构件计算,计算长度按立杆至附墙节点之间的长度,一般约500~800mm。
1、风荷计算
ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.42×0.12×0.431=0.051KN/M2
附墙间距竖向方向LV=3.6M,水平方向LH=4.5M
则受力面积为S=16.2
附墙连杆受风力Nlw=Wk·S=0.051×16.2=0.826KN
Nl=1.17+5=6.17KN
2、连杆稳定性计算
由于连墙杆与外脚手架扣件连接,故连墙杆两端作为铰接节点,计算长度l0按下式计算
l0=l×2=600×2=1200MM
λ=l0/i=1200/15.8=76
ψ=0.744
N/ψA=17N/MM2<205N/MM2
3、扣件抗滑验算
经过查表可知,扣件抗滑能力为8kN。
N=6.17KN<8KN。
故风荷载在14.5m高度,扣件抗滑能力满足规范要求。
(四)、立杆落地地基承载力计算
外脚手架立杆落在夯实土上,地基承载能力达到150kPa,本工程脚手架座落在车库顶板上,C30砼厚度150mm满足要求。
七、悬挑式脚手架结构计算
(一)、参数信息:
1.脚手架参数
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为1.05米,立杆的步距为1.80米;计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为20.30米,立杆采用单立管;内排架距离墙宽度0.3米;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2;采用的钢管类型为Φ48×3.24;横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为0.80;连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工荷载均布参数(kN/m2):
3.000;脚手架用途:
结构脚手架;同时施工层数:
2;
3.风荷载参数
山东省济南市地区,基本风压为0.450,风荷载高度变
化系数μz为1.140,风荷载体型系数μs为1.200。
4.静荷载参数
每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):
0.1161;脚手板自重标准值(kN/m2):
0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):
0.140;安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;脚手板铺设层数:
4;脚手板类别:
木板;栏杆挡板类别:
栏杆木。
5.水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用[18号工字钢],其中建筑物外悬挑段长度1.50米,建筑物内锚固段长度2.5米。
与楼板连接的螺栓直径(mm):
50.00。
6.拉绳与支杆参数
支撑数量为:
1
钢丝绳安全系数为:
10.000;钢丝绳与墙距离为(m):
1.500;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面钢丝绳距离建筑物1.20m。
(二)、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050/(2+1)=0.123kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050kN/m;
静荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.123=0.193kN/m;
活荷载的计算值:
q2=1.4×1.050=1.470kN/m;
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.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
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.193×1.2002+0.10×1.470×1.2002=0.234kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.193×1.2002-0.117×1.470×1.2002=-0.275kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.234×106,0.275×106)/5080.0=54.134N/mm2;
大横杆的抗弯强度:
σ=54.134N/mm2小于[f]=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:
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.038+0.123=0.161kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=1.050kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=0.677×0.161×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.050×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.948mm;
脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。
大横杆的最大挠度小于1200.0/150mm或者10mm,满足要求!
(三)、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:
p1=0.038×1.200=0.046kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.200/(2+1)=0.147kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/(2+1)=1.260kN;
荷载的计算值:
P=1.2×(0.046+0.147)+1.4×1.260=1.996kN;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩。
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=1.2×0.038×1.0502/8=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.996×1.050/3=0.698kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.705kN.m;
σ=M/W=0.705×106/5080.000=138.749N/mm2;
小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求。
3.挠度计算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度。
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1050.04/(384×2.060×105×121900.000)=0.024mm;
P2=p1+p2+Q=0.046+0.147+1.260=1.453kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
Vpmax=1453.080×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.060×105×121900.0)=2.378mm;
最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.378=2.402mm;
小横杆的最大挠度小于(1050.000/150)=7.000与10mm,满足要求。
(四)、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
纵向或横向水平杆与
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