电梯井操作防护架建筑施工设计方案.docx
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电梯井操作防护架建筑施工设计方案.docx
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电梯井操作防护架建筑施工设计方案
一、编制依据
1、·绿地中心A座项目施工图纸;
2、·绿地中心A座项目施工组织设计;
3、、省和市关于建设工程的法律法规和规章制度;
4、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2011);
5、《工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)》;
6、《混凝土结构工程施工质量验收规》(GB50204-2002)(2011版);
7、《建设施工现场环境与卫生标准》(JGJ146-2004);
8、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99);
9、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》(JGJ130-2011);
10、《建筑施工手册》(中国建筑出版社.第四版);
11、《中国建筑第八工程局技术标准》(中国建筑出版社)。
二、工程概况
·绿地中心A座超高层项目位于市西高新区,西邻丈八二路,南侧为锦业路,东侧为正大生活馆(在建)。
主楼采用带加强钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒体系,裙房采用钢筋混凝土框架结构。
建筑总高度270m,混凝土浇筑高度261.2米,总用地面积约17425㎡,地下3层,地上57层。
核心筒墙体使用液压爬模,梁板施工时,电梯井口需要搭设架体进行防护以确保施工安全,且部分电梯在中间楼层封闭,所以该防护架在特定楼层需要用于顶梁板混凝土浇筑,故该架体以下简称电梯井操作防护架。
三、施工准备
3.1、技术准备
1)做好电梯井防护架设计,并给现场组装人员做好技术交底,确保安装人员按照方案进行组装;
2)做好电梯井防护架使用材料的质量检查工作,确保型钢、钢管、钢筋、焊条质量合格;
3.2、材料准备:
3.2.1、钢管
1、脚手架钢管应采用现行标准《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,其质量应复合现行标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
2、脚手架钢管选用A48,壁厚3.5,长度根据需要有1m、1.2m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m、5m、6m。
3、钢管的质量符合下面要求
a.进场钢管表面应平直,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压扁以及深的划道。
b.外径及壁厚的允许偏差为-0.5mm.用游标卡尺检查,进场时验收。
c.如钢管有锈蚀,钢管的表面锈蚀深度应≤0.5mm,用游标卡尺检查,进场时验收。
d.钢管的弯曲变形:
立杆3-4m长的应≤12mm,4-6m长的应≤20mm。
水平杆、斜杆应≤30mm。
各种杆件的端部弯曲应≤5mm。
用钢板尺检查,原则上进场时不予验收,应退场。
e.钢管表面涂刷油漆满足要求,不得漏刷。
f.钢管上严禁打孔,严禁外径48与51的钢管混合使用。
3.2.2扣件
1、扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定;采用其它材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定方可使用。
2、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、旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁的使用,出现滑丝的螺栓必须更换;新、旧扣件均应进行防锈处理。
3.2.3、脚手板
采用竹脚手板,即毛竹制作的竹串片板,由6根A10的螺杆连接,厚度为5cm,宽度为26cm。
每片板的长度为3.0m.
3.2.4、工字钢
16#、20#工字钢尺寸必须为国标尺寸,且不得有损坏、锈蚀。
3.2.4、脚手板。
采用松木脚手板,板厚50mm,板宽为250mm,板长为4米,两端各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道,凡腐朽、扭曲、斜纹、破裂的板材禁止使用。
3.3、人员准备:
组装技术指导人员1名,具有特种作业证的焊工1名,现场安全监察1名及其他普通作业人员;
3.4、安全准备
1)做好安全指导工作,保证安全技术交底到位,组装作业过程中派专职安全人员监督;
2)给组装人员提供检定合格的安全带、安全帽、防滑手套、防滑鞋等安全防护工具。
四、电梯井操作防护架设计
4.1、设计思路
1)鉴于电梯井竖向高度较高,一次搭设到顶不符合规要求,故结合设计及规要求操作防护架搭设每隔4层周转一次,确保安全。
2)本工程电梯井口尺寸较小(2700*2700mm),故电梯井操作防护架可居中设置两排立杆,即立杆间距控制在900mm,与周围架体连接形成整体满堂架,兼顾操作与安全防护。
3)核心筒直通到顶的电梯只有消防电梯,其他电梯均在中间楼层进行转换,为确保施工安全,防护架可采用16#型钢梁做基础,操作架在电梯封顶楼层下面一层用20#型钢梁做基础。
4.2、施工流程
预留梁窝、预埋环→型钢梁固定→立杆固定→架体搭设→架体搭设验收合格后投入使用→3层周转一次。
4.3、具体做法
1)预留梁窝。
在剪力墙上预留梁窝,其预留底标高与该层楼板顶一致,其尺寸设置为250×150×250mm,示意图如下所示:
2)预留环。
预埋环预埋在梁窝对应的梁顶部,为确保安全预埋两道,间距150mm,预埋环选择直径16的一级圆钢制作,具体尺寸如下图所示:
3)型钢梁固定。
混凝土浇筑完成后,剔凿出梁窝,放置型钢梁,具体位置详见附图1所示,具体要求如下:
A、梁窝剔凿。
其底面必须平整、型钢梁放上去之后不晃动。
B、型钢梁加工,型钢梁长度根据电梯井口长度确定,保证梁窝处顶到头,另一端过梁边,且在立杆位置焊接直径16高100mm的钢筋头,对立杆进行固定。
C、型钢梁加固。
混凝土浇筑完成后强度达到75%后将钢梁吊装并进行加固,在梁窝、预埋环处用木楔子对型钢梁进行加固,防止移动。
4)架体搭设,在型钢梁固定到位后,开始架体搭设,首先固定立杆到预焊的钢筋头上,然后按满堂脚手架搭设要求进行搭设,搭设示意图如附图2所示,具体要求如下:
A、满堂架搭设要求为:
连接处均使用双扣件,立杆纵横向间距为900mm,步距控制在1300mm~16000mm(可根据层高调整),顶部自由端高度不大于600mm,扫地杆距地200mm,电梯井里架体增加两道剪刀撑,确保架体安全。
B、周转计划,为了确保安全,该架体搭设高度不宜超过3层,即每隔3层周转一次,故主楼材料按照3层周转一次进行备料,遇电梯井封顶楼层,需要增加一层的量。
五、架体拆除
1)架体拆除必须严格遵循先支后拆、先拆不受力构件、再拆受力构件的要求进行,且必须在专业安全员的监督下方可进行。
2)电梯井口处防护架体拆除,必须待上一层架体搭设完成后方可拆除,且不能早于楼层满堂架拆除时间。
3)电梯井处操作架拆除必须等其上部梁板混凝土强度达到75%以上,否则不允许拆除。
4)电梯井操作防护架拆除后,在16#工字钢梁上紧密铺设50跳板作为硬防护。
5)架体拆除必须严格管理流程,在项目部授权后方可进行,严禁私自拆除。
六、注意事项
1、在剪力墙安装木盒子时尽量避免打断墙柱纵筋;
2、16#工字钢插入孔洞后必须用木方夹紧,防止16#工字钢移动;
3、电梯井防护设置要求:
层层设置硬防护,每层操作台下设置安全网软防护;
4、硬防护上的垃圾要及时清理;
5、在拆卸倒运钢梁时电梯井不许逗留施工人员。
6、电梯井操作防护平台严禁堆载超过2KN/㎡。
7、为美观着想,搭设架体所使用到的钢管、扣件必须全部刷漆,刷成统一的黄色。
七、架体安全性能验算
7.1、型钢梁受力验算
电梯井操作平台主要为施工人员绑扎核心筒剪力墙钢筋,支设模板提供施工空间,脚手架搭设三层后倒运16#工字钢梁。
操作平台人员重量:
20*70=1400kg=14KN
操作平台堆载:
20KN
操作平台自重:
20.5*3.1+1000=1063.55kg=10.6KN
每根钢梁承受荷载:
(1400+2000+2000)/8*2+20.5*3.1=1413.55kg=14135.5N
跨中最大弯矩:
14135.6/2*1.4=9895.2N.M
按每根型钢受力相同,则σ=M/W=9895.2/140.9=70.2N/mm2<205 N/mm2,满足要求。
7.2、架体验算
1.基本参数
立柱横向间距或排距la(m):
0.90,脚手架步距h(m):
1.50;
立杆纵向间距lb(m):
0.90,脚手架搭设高度H(m):
15.00;
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):
0.30,平台底钢管间距离(mm):
300.00;
钢管类型(mm):
Φ48×3.0,扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑承载力系数:
0.80;
2.荷载参数
脚手板自重(kN/m2):
0.300;
栏杆自重(kN/m2):
0.300;
材料堆放最大荷载(kN/m2):
3.000;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.000;
二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为
截面抵抗矩W=4.49cm3;
截面惯性矩I=10.78cm4;
纵向钢管计算简图
1.荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q11=0.300+0.300×0.300=0.390kN/m;
(2)堆放材料的自重线荷载(kN/m):
q12=3.000×0.300=0.900kN/m;
(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):
p1=2.000×0.300=0.600kN/m
2.强度验算:
依照《规》5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和;
最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布恒载:
q1=1.2×q11+1.2×q12=1.2×0.390+1.2×0.900=1.548kN/m;
均布活载:
q2=1.4×0.600=0.840kN/m;
最大弯距Mmax=0.1×1.548×0.9002+0.117×0.840×0.9002=0.205kN.m;
最大支座力N=1.1×1.548×0.900+1.2×0.840×0.900=2.440kN;
最大应力σ=Mmax/W=0.205×106/(4490.0)=45.656N/mm2;
纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2;
纵向钢管的计算应力45.656N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205.000N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
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:
均布恒载:
q=q11+q12=1.290kN/m;
均布活载:
p=0.600kN/m;
V=(0.677×1.290+0.990×0.600)×900.04/(100×2.060×105×107800.0)=0.434mm;
纵向钢管的最大挠度为0.434mm小于纵向钢管的最大容许挠度900.000/150与10mm,满足要求!
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P=2.440kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
支撑钢管计算变形图(kN.m)
支撑钢管计算剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.586kN.m;
最大变形Vmax=1.532mm;
最大支座力Qmax=7.970kN;
最大应力σ=130.441N/mm2;
横向钢管的计算应力130.441N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为1.532mm小于支撑钢管的最大容许挠度900.000/150与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规培训讲座》群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.80kN;
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=7.970kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算:
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×15.000=1.937kN;
(2)栏杆的自重(kN):
NG2=0.300×0.900=0.270kN;
(3)脚手板自重(kN):
NG3=0.300×0.900×0.900=0.243kN;
(4)堆放荷载(kN):
NG4=3.000×0.900×0.900=2.430kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.880kN;
2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=2.000×0.900×0.900=1.620kN;
3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.880+1.4×1.620=8.123kN;
六、立杆的稳定性验算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=8.123kN;
φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
σ-------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.00N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规》,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1μh
(1)
l0=h+2a
(2)
k1----计算长度附加系数,取值为1.167;
μ----计算长度系数,参照《扣件式规》表5.3.3;μ=1.700;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.300m;
公式
(1)的计算结果:
立杆计算长度L0=k1μh=1.167×1.700×1.500=2.976m;
L0/i=2975.850/15.900=187.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.205;
钢管立杆受压应力计算值;σ=8123.400/(0.205×424.000)=93.458N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=93.458N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
公式
(2)的计算结果:
L0/i=2100.000/15.900=132.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.386;
钢管立杆受压应力计算值;σ=8123.400/(0.386×424.000)=49.635N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=49.635N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2--计算长度附加系数,按照表2取值1.;
公式(3)的计算结果:
L0/i=2526.672/15.900=159.000;
由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.277;
钢管立杆受压应力计算值;σ=8123.400/(0.277×424.000)=69.166N/mm2;
钢管立杆稳定性验算σ=69.166N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》
电梯井操作平台主要为施工人员绑扎核心筒剪力墙钢筋,支设模板提供施工空间,脚手架搭设两层后倒运16#工字钢梁。
操作平台人员重量:
20*70=1400kg
操作平台堆载:
2000kg
操作平台自重:
20.5*3.1+1000=1063.55kg
每根钢梁承受荷载:
(1400+2000+2000)/8*2+20.5*3.1=1413.55kg
跨中最大弯矩:
14135.6/2*1.4=9895.2N.M
按每根型钢受力相同,则σ=M/W=9895.2/140.9=70.2N/mm2<205 N/mm2
因此此电梯井操作平台能满足施工要求
附图1
附图2
附图3
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- 电梯 操作 防护 建筑 施工 设计方案