高层外脚手架施工技术的探讨.docx
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高层外脚手架施工技术的探讨
关于高层外脚手架施工技术的探讨
【摘要】脚手架(scaffold)指施工现场为工人操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。
建筑界的通用术语,指建筑工地上用在外墙、内部装修或层高较高无法直接施工的地方。
主要为了施工人员上下干活或外围安全网维护及高空安装构件等,说白了就是搭架子,脚手架制作材料通常有:
竹、木、钢管或合成材料等。
有些工程也用脚手架当模板使用,此外在广告业、市政、交通路桥、矿山等部门也广泛被使用。
关键词:
扣件脚手架管理安全网强度变形风力脚手架施工荷载横杆立杆钢管焊条预防对策
[Abstract]scaffolding(scaffold)referstotheconstructionsitefortheworkerstooperateandtosolvetheverticalandhorizontaltransportationanderectionofscaffold.Theconstructionindustryisgeneralterm,referstothebuildingsiteusedinexteriorwall,interiordecorationorstoreyhighcannotdirectlyconstruction.Mainlyforconstructionpersonnelworkingunderorperipheralsecuritynetworkmaintenanceandaerialinstallationcomponent,thatisthescaffolding,scaffoldmaterialsare:
bamboo,wood,steelorsyntheticmaterials.Someprojectshavescaffoldforuseasatemplate,inadditiontotheadvertisingindustry,municipal,transportation,miningandotherdepartmentsofLuqiaoarewidelyused.
Keywords:
fastenerscaffoldmanagementsafetynetstrengthdeformationwindscaffoldingconstructionloadtransversepolepipeelectrodePreventionCountermeasures
一、前言
随着社会的发展和科技不断进步,高层建筑如雨后春笋,拔地而起,其数量之多,规模之大,设计和施工之新颖,绝非过去所能比拟.高层建筑的外脚手架施工显得尤为重要,下面以西安市星火房地产开发公司开发建设的旭景崇盛园项目10#住宅楼工程为例,就外脚手架的施工技术进行一下探讨。
二、工程概况
西安市星火房地产开发公司开发建设的旭景崇盛园项目10#住宅楼位于西安市凤城十二路西段与明光路交接处,由深圳大学设计研究院设计。
本工程地上一十四层,局部一十五层,地下一层,总建筑面积32220m2,主体建筑高度45m。
本工程模板采用大模板施工技术,每一面墙采用一块大模板,利用Φ25穿墙丝杠组装而成。
三、外脚手架的设计
本工程采用双排脚手架,脚手架采用密目网(具有安全合格证)全封闭,密目网采用18号铅丝全扣捆绑.北侧主体阶段采用落地式全封闭脚手架,装修阶段采用从三层开始悬挑(北侧闪开二层商业裙房),Ф18钢丝绳加卡扣卸载,在8层采用钢管斜挑卸载。
其他侧采用落地式全封闭脚手架的方法。
槽钢内侧采用两处吊点,每处吊点采用Ф16钢筋预埋,吊环埋入深度不小于30d,并应焊接或绑扎钩住结构主筋。
具体见附图。
脚手架每隔10米设兜网一次.每一作业层必须满铺脚手板,且均设兜网并具有200mm挡脚板.槽钢挑出部分必须满铺脚手板,具有200mm挡脚板,上面设两层密目网以防坠物,有利于交叉作业。
顶层作业层必须搭设安全护栏,高出施工层一步架。
四、外脚手架的计算
本工程外脚手架搭设高度45米,采用双排脚手架,已确定的条件如下:
已知力杆横距b=1.5m,力杆纵距l=1.2m,内力杆距墙距离b1=0.5m(由于采用大模板施工,外墙需闪开500mm作为大模板的安装、拆除空间),脚手架步距h=1.5m,铺设50*250木脚手板,同时主体施工层数为1层。
脚手架与建筑主体结构连接点的布置,其竖向间距H1=2h=2*1.5=3m,水平距离L1=3*l=3*1.2=3.6m.钢管为ø48×3.5,根据规定均布施工荷载Qk=3.0KN/m2.
1.试验算采用单根钢管作力杆允许搭设高度
①由h=1.5mH1=2h=3mb=1.5m查得&Af=58.475KN
②由b=1.5ml=1.2m脚2层查得NGK2=1.725KN
③由b=1.5ml=1.2mQk=3.0KN/m2因为是一个操作层施工,所以按Qk=3.0KN/m2查得NQK=6.84KN
④由h=1.5ml=1.2m查得NGK1=0.38KN
⑤将&Af、NQK、NGK2、NGK1代入以下两式,其中KA=0.85,因为立杆采用单根钢管得:
H=【KA*&Af-1.30(1.2NGK2+1.4NQK)】*h/1.2NGK1
=【0.85×58.475-1.3×(1.2×1.725+1.4×6.84)】×1.5/1.2×0.38
=【49.7-1.3×(2.07+9.58)】×1.5/0.46
=【49.7-15.15】×3.29
=113.67m
最大允许搭设高度
Hmaz≦H/(1+H/100)=113.67÷(1+113.67÷100)=53.20m
根据以上计算结果允许搭设高度满足施工要求
2.验算脚手架结构的稳定
(1)验算脚手架的整体稳定
按公式验算N/фA≦KAKHf
1)求值最低部压杆轴力最大,为最不利
按公式N=1.2(n1NGK1+NGK2)+1.4NQK
=1.2(28×0.38+1.725)+1.4×6.84
=14.84+9.58
=24.42KN
2)计算ф值
由b=1.5mH=3.0m计算λx得
λx=H1/b*2=3÷1.5×2=4
由b=1.5mH=3.0m查表得µ=40
所以λOx=µλx=40×4=160
由λOx=160查表得ф=0.274
3)验算整体稳定性
∵立杆采用单钢管∴KA=0.85
计算高度调整系数KH,由于H=42
KH=1/(1+H/100)=1÷(1+42÷100)=0.704
将N、ф、KH、KA代入下式
N/фA=24.42×103÷(0.274×4.893×102×4)
=91.07N/mm2
KAKHf=0.85×0.704×205
=122.67N/mm2>91.07N/mm2
∴安全
(2)验算单立杆的局部稳定
单立杆的最不利步距位置是在第一步位置,最不利的立杆为内力杆
按公式验算:
N1/ф1A1+δm≦KAKHf此式中N1为最不利立杆的轴力,假设活荷载在操作层上均匀分布,因内力杆要负担小横杆向里挑出的0.5m宽的脚手板及其上活荷载,故N1计算式如下:
N1=1.2×n1×NGK1×1/2+(0.5×1.5+0.5)×(1.2×NGK2+1.4×NQK)×1/2=1.2×28×0.38×0.5+1.25×(1.2×1.725+1.4×6.84)×0.5
=6.38+7.28=13.66KN
由λ1=h/I=1500÷15.78=95.06查表得ф=0.625
由于Qk=3.0KN/m2.∴δm=55N/mm2
单根钢管的截面面积A1=489mm2
∵立杆采用单钢管∴KA=0.85
KH仍按前计算值,KH=0.704
将N1、ф1、A1、δm、KH、KA代入下式
N1/ф1A1+δm=13660÷(0.625×489)+55
=99.70N/mm2
KAKHf=0.85×0.704×205
=122.67N/mm2>99.70N/mm2
∴安全
3.脚手架与主体结构连接点抗风强度验算及风荷载作用的架子整体稳定验算
工程地点的基本风压W0=0.35KN/m2脚手架需设全封闭防护,连墙点采用钢管扣件与墙连结
验算连墙点的抗风强度并验算风荷载作用下架子的整体稳定
(1)计算风压标准值
由《建筑结构荷载规范》并根据脚手架计算有关规定乘以0.75调整系数∴W=0.75βzµzµstwW0
根据脚手架的有关规定βz=1
式中.µz-----风压高度系数,根据脚手架高度4.2米,查规范得µz=1.56
µstw----脚手架风压体型系数.
µstw=фµs(1-ξn)/(1-ξ)本题双排脚手架n=2
∴µstw=фµs(1+ξ)
ф----挡风系数,对全封闭防护的脚手架,本题h=1.50m,l=1.20m查得ф=0.121
根据规范,由:
W0d2=0.35×0.0482=0.0008064﹤0.002得µs=1.2
由ф=0.121,立杆纵距/立杆横距=1.2/1.5=0.8查规范表得
ξ=0.85∴µstw=0.121×1.2×(1+0.85)=0.26862
∴W=0.75×1×1.56×0.26862×0.35
=0.11KN/m2
(2)验算连墙点抗风强度
风荷载作用对每个连墙点产生的拉力或压力
Nt=1.4HALAW=1.4×3.0×3.6×0.11
=1.6632KN
一个扣件的抗滑能力设计值为6.0KN,大于1.6632KN
∴安全
(3).验算架子整体稳定
按下式计算:
N/фA+M/bA1≦KAKHf
先计算作用于格构式压杆的风荷载q
q=1.4Lw=1.4×1.2×0.11=0.1848KN/m
M=qH12/8=0.1848×32÷8=0.2079KN·m
M/bA1=0.2079×106/(1500×489×2)
=0.141N/mm2
根据计算结果N/фA=91.07N/mm2
∴N/фA+M/bA1=91.07+0.141=91.211N/mm2
KAKHf=0.85×0.704×205=122.67N/mm2
>91.211N/mm2
∴安全
4.验算小横杆、大横杆的强度与变形
小横杆间距为:
c=0.6m
(1).小横杆计算
1)强度计算
下面最不利组合条件下的计算简图如下:
因为q恒所占比重较小,因此按下式进行计算Mmax
Mmax=(q活+q恒)·b2/8=qb2/8
Q=1.2(GK·C+gK)+1.4KQQKC
式中GK-----脚手板自重,查表得GK=0.4KN/m2
C-------小横杆间距C=0.6
gK------钢管单位长度的自重,gK=38N/m
KQ------施工活荷载得不均匀系数,一般取KQ=1.2
QK-------施工荷载标准值,该题QK=3000N/m
q=1.2(400×0.6+38)+1.4×1.2×3000×0.6
=333.6+3024=3357.6N/m
Mmax=qb2/8=3357.6×0.62/8=151.09N/m
按下式计算抗弯强度δ=Mmax/W≦f
式中Wn-------小横杆钢管净
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