3外脚手架施工方.docx
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3外脚手架施工方
重庆市医药卫生学校第二食堂建设项目
外脚手架搭设方案
编制单位:
四川仁湖
编制日期:
1、工程概况
重庆市医药卫生学校第二食堂位于涪陵区太白大道19号(学校内)。
框架结构,属公共建筑,吊层为商铺,层高4.5m,地上三层,一层为餐厅,商铺二层为餐厅,三层为多功能厅,高14.6m,总建筑面积为3437㎡。
本建筑抗震设防为6度,设计使用年限50年,耐火等级为二级,屋面防水等级为1级。
±0.000绝对标高为319.5m,建筑工程等级为三级。
2、外脚手架(外装饰脚手架)计算书
根据工程特点,外脚手架兼做外装饰脚手架,钢管外脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为17.0m,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.50m,立杆的横距为0.90m,立杆的步距为1.80m。
采用的钢管类型为Φ48×3.5,连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60m,水平间距4.5m。
施工均布荷载为3.0kN/m2。
2.1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。
2.1.1.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=0.350×0.900/(2+1)=0.105kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×0.900/(2+1)=0.900kN/m;
静荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m;
活荷载的计算值:
q2=1.4×0.900=1.260kN/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)
2.1.2.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=0.08×0.172×1.2002+0.10×1.260×1.2002=0.201kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.2002-0.117×1.260×1.2002=-0.237kN.m;
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.201×106,0.237×106)/5080.0=46.654N/mm2;
大横杆的抗弯强度:
σ=46.654N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。
满足要求!
2.1.3.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+0.105=0.143kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=0.900kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=0.677×0.143×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×0.900×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.816mm;
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!
2.1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。
2.2.1.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=0.350×0.900×1.200/(2+1)=0.126kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×0.900×1.200/(2+1)=1.080kN;
荷载的计算值:
P=1.2×(0.046+0.126)+1.4×1.080=1.718kN;
小横杆计算简图
2.2.2.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和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=1.2×0.038×0.9002/8=0.005kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.718×0.900/3=0.516kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.520kN.m;
σ=M/W=0.520×106/5080.000=102.404N/mm2;
小横杆的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!
2.2.3.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和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×900.04/(384×2.060×105×121900.000)=0.013mm;
P2=p1+p2+Q=0.046+0.126+1.080=1.252kN;
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=1252.080×900.0×(3×900.02-4×900.02/9)/(72×2.060×105×121900.0)=1.290mm;
最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.013+1.290=1.303mm;
小横杆的最大挠度小于(900.000/150)=6.000与10mm,满足要求!
;
2.3.扣件抗滑力的计算:
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值:
P1=0.038×0.900=0.035kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×0.900×1.200/2=0.189kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×0.900×1.200/2=1.620kN;
荷载的计算值:
R=1.2×(0.035+0.189)+1.4×1.620=2.536kN;
R<8kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
2.4脚手架荷载标准值
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
2.4.1每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1161
NG1=0.116×25.000=2.903kN;
2.4.2脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×4×1.200×(0.900+0.3)/2=1.008kN;
2.4.3栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.11
NG3=0.140×4×1.200/2=0.336kN;
2.4.4吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.200×25.000=0.150kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.397kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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
NQ=3.000×0.900×1.200×1/2=1.620kN;
荷载标准值应按照以下公式计算
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo=0.400kN/m2;
Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=0.840;
Us--风荷载体型系数:
Us=1.200;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.400×0.840×1.200=0.282kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.397+1.4×1.620=7.544kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.397+0.85×1.4×1.620=7.204kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.282×1.200×1.8002/10=0.131kN.m;
2.5立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴心压力设计值:
N=7.544kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.186;
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=7544.000/(0.186×489.000)=82.941N/mm2;
立杆稳定性计算σ=82.941小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=7.204kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.186
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=7203.600/(0.186×489.000)+130584.545/5080.000=104.906N/mm2;
立杆稳定性计算σ=104.906小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
2.6最大搭设高度的计算
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.494kN;
活荷载标准值:
NQ=1.620kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.116kN/m;
Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.494
+1.4×1.620)]/(1.2×0.116)=104.685m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=104.685/(1+0.001×104.685)=94.765m;
[H]=94.765和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.494kN;
活荷载标准值:
NQ=1.620kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.116kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.131/(1.4×0.85)=0.110kN.m;
Hs=(0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.494+0.85×1.4×(1.620+0.186×4.890×0.110/5.080)))/(1.2×0.116)=90.346m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26m,按照下式调整且不超过50m:
[H]=90.346/(1+0.001×90.346)=82.860m;
[H]=82.860和50比较去较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
2.7连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
风荷载基本风压值Wk=0.282kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=8.640m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
NLw=1.4×Wk×Aw=3.414kN;
连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=8.414kN;
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
连墙件轴向力设计值
Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN;Nl=8.414 连墙件采用双扣件与墙体连接。 过计算得到Nl=8.414小于双扣件的抗滑力16.0kN,满足要求! 2.8立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p≤fg 地基承载力设计值: fg=fgk×Kc=85.000kN/m2; 其中,地基承载力标准值: fgk=170.000kN/m2; 脚手架地基承载力调整系数: kc=0.500; 立杆基础底面的平均压力,p=N/A=28.814kN/m2; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=7.204kN; 基础底面面积(m2): A=0.250m2。 p=28.814≤fg=85.000kN/m2。 地基承载力的计算满足要求! 3、方案选择 3.1施工顺序: 本着由下而上的搭设原则,按设计规定每一层作为一施工段,其顺序: 立杆基础支垫→搭设立杆→搭设扫脚横杆和步距横杆→设连墙杆→剪刀撑→铺脚手板→搭设护身栏杆→挂安全密目网→验收。 3.2搭设高度: 按建筑物每层为一施工段,每段高度超过本层楼面1.5m。 3.3脚手架的几何尺寸: 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》(JGJ130-2011)。 根据工程特点和计算结果,脚手架为双排脚手架搭设高度为17.3m,立杆采用单立管。 搭设尺寸为: 立杆的纵距为1.50m,立杆的横距为0.90m,横杆的步距为1.80m。 采用的钢管类型为Φ48×3.5,连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60m,水平间距4.50m。 在立面上设必要的剪刀撑和斜撑,在长度方向上每隔15m设一道剪刀撑,并在转角处设抱角斜撑。 3.4脚手架的底层和操作层上必须满铺脚手板,并设一道安全网,操作层还必须设置1.5m高的防护栏和180㎜的挡脚板,在悬挑梁的整个立面上必须满挂密目式安全网,实行全封闭施工,且严格执行相关规范规定。 3.5杆件的连接: 立杆、大横杆的接长必须用对接扣件实行对接,剪刀撑采用对接或搭接,其搭接长度不小于1m,用3个扣件扣牢。 3.6脚手架立面布置示意图: 脚手架立面图 4、材料的质量要求及质量检验 4.1钢管 4.1.1钢管宜采用力学性能适中的Q235A钢的焊接钢管,其外径为Ф48mm,壁厚为3.5mm,其长度便于工人装、拆和运输,常用2.1~3.2m,4~6m为宜,每根钢管的重量不超过25Kg。 4.1.2钢管必须具备产品质量合格证及钢管材质检验报告,表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,两端面应平整,严禁打孔,必须进行防锈处理,钢管的锈蚀程度应进行检查,锈蚀深度应符合规定,锈蚀严重部位应将钢管截断进行检查。 4.2扣件 扣件应不能有裂纹、气孔,不宜有砂眼或其它影响使用铸造缺陷,并应将影响外观质量的粘土、浇冒口残余、披缝、毛刺、唇化皮等清洗干净,扣件与钢管的接合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小1㎜,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5㎜,扣件表面应进行防锈处理,同时,扣件必须具备产品质量合格证、生产许可证及专业检测单位测试报告。 扣件螺丝不得滑丝,扣件螺丝拧紧扭力矩以40N.m~60N.m为宜,达70N.m时,可锻铸铁扣件不得破坏。 对扣件质量有疑虑时,应按国家现行标准《钢管脚手架扣件》的规定抽样进行检测。 4.3脚手板 采用竹串片脚手板,其宽度≥200㎜,厚度不小于40㎜,不得有开裂、腐朽,脚手板应采用直径为5镀锌钢丝设6道箍。 为了便于工人操作,脚手板每块重量均不得大于15Kg。 5、施工准备 在搭设脚手架前,应做好以下准备: 5.1单位工程各级负责人应按施工组织设计中的有关脚手架的要求,逐级向架设和使用人员进行技术交底。 5.2应按有关要求对钢管、扣件、脚手板进行检查验收,不合格的构配件不得使用,经检查合格的构配件应按品种、规格分类,堆码整齐、平衡,堆场不得有集水。 5.3脚手架搭设人员必须是经过按国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》GB5036考核合格的专业架子工。 上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。 5.4搭设脚手架时,地面应设置围栏和警戒标志,并有专人看守,严禁非操作人员入内。 6.脚手架的施工 6.1单管立柱构造要求 立柱接头除在顶层采用搭接外,其余各接头采用扣件对接,对接、搭接必须符合以下要求: 6.1.1立杆上的对接扣件应交错布置,两个相邻立柱接头不应在同步同跨内,两相邻立杆立柱接头在高度方向错开的距离应小500㎝;各接头中心距离不应大于步距的1/3。 6.1.2立柱的搭接长度不应小于1m,不少于两个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘杆端距离不小于10m。 6.1.3立柱顶端应高出建筑物檐口上层高度1.5m。 6.2.纵横向水平杆平杆要求 6.2.1纵向水平杆设于横向水平杆之下,在立杆的内侧,并采用直角扣件与立杆扣紧。 6.2.2纵向水平杆采用搭接连连接。 其搭接应符合以下要求: a.搭接接头长高不应小于1m,并应等距离设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不小于10㎝。 b.纵向水平杆的长大于3m,跨度不小于6m。 6.2.3横向水平杆构造要求 a.每一主节点处必须设置一根横向水平杆,并采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于15㎝。 b.操作层上非主接点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于立柱的1/2。 c.双排架的横向水平杆两端应采用直角扣件固定在纵向水平杆。 6.2.4脚手板的构造 脚手板一般应设置在三根横向水平杆上,当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆,并应将脚手板两端与其可靠固定,以防倾翻。 脚手板采用平铺,亦可采用搭接铺设。 6.2.5连接杆的构造要求 a.连接杆的连墙杆采用的连接采用扣件。 b.连接杆宜靠近主节点设置,偏离主接点的距离不大于Ф48×3.5mm钢管,连接杆与脚手架、连柱杆与建筑物30cm。 c.当脚手架下部不能设连接柱件时可采用抛撑。 抛撑应采用通长杆与脚手架可靠连接。 与地面的倾角为45~60°之间,连接点中心距离主节点的距离不应大于30cm,抛撑在连接墙杆搭设后方可拆除。 d.连柱杆中的连接柱杆宜呈水平垂直于墙面设置,与脚手架连接的一端可稍为下斜,不允许上翘起。 6.2.6支撑要求 脚手架两端设置剪刀撑,中间每隔10~15m设一道,剪刀撑的设置必须符合以下要求: a.每道剪刀撑跨越立杆的根数宜在5~7根之间,每道剪刀撑宽度不少于4跨,且不少于6m,斜杆与地面的倾角度宜在45°~60°之间; b.剪刀撑斜杆的接头一律按规定采用搭接。 c.剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立柱上,旋转扣件中心距离主节点的距离不应大于15㎝。 d.安全网的搭设要求: 按JGJ59-99规定,采用2000目型密目安全网,横铺封闭,其标准: 每100㎝2的面积上,有2000个以上网目,并做好耐贯穿试验,经检验合格后才能使用。 7、脚手架的验收 脚手架搭设完毕,在投入使用前,必须逐层由项目技术负责人、项目专职安全生产管理人员、架子工班组长一起组织验收,并填写验收单。 其内容如下: 7.1架子的布置、立杆、大小横杆的间距; 7.2架子的搭设和组装,包括工具架和起重点的选择; 7.3连墙点与结构固定部分要安全可靠;剪刀撑、斜撑要符合要求; 7.4架子的安全防护,扣件拧紧程度要符合规定; 7.5脚手板的铺设要符合规定; 7.6脚手架的基础处理必须正确可靠。 8、脚手架的拆除 8.1拆除前必须完成以下准备工作 8.1.1全面检查脚手架的扣件连接、连墙杆、支撑体系等是否符合安全要求。 8.1.2根据检查结果,补充完善施工组织设计中的拆除顺序,经主管部门批准后方可实施。 拆除安全技术措施,应由单位工程技术负责人逐级进行技术交底。 8.1.3清除脚手架上的杂物及地面障碍物。 8.2拆除应符合以下要求 8.2.1拆除顺序应逐层由上面下进行。 严禁上下同时作业。 8.2.2所有连墙杆件应随之脚手架逐层拆除,严禁先将连墙杆件整层或数层拆除后再拆除脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙杆件加固。 8.2.3当脚手架拆至下部最后一根长钢管的度约为6m时,应先在适当的位置搭设临时抛撑加固,后拆连墙杆。 8.3卸料应符合以下要求 8.3.1各构配件必须及时分段集中运至地面,严禁抛扔。 8.3.2运至地面的构配件应及时整修与保养,并按品种、规格及时堆码存放,置于干燥通风处,防止锈蚀。 9.3.4在脚手架搭设期间,严禁任意拆除下列杆件: 主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆,连接杆,支撑,拦杆、扫脚板。 9、脚手架搭设安全措施 9.1搭设立柱的注意事项 9.1.1相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内; 9.1.2开始搭设立柱时,应每隔3m设置一道抛撑,直至连墙杆安装稳定后,方可根据情况搭设; 9.1.3当搭至有连墙杆的构造层时,搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,应立即设置连墙杆。 9.2搭设纵、横向水平杆的注意事项 封闭型脚手架的同一步纵向水平杆必
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