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1脚手架施工方案
脚手架工程施工方案
一、工程概况:
自治区监狱管理局职工集资住宅楼1#楼位于乌市沙区仓房沟中路,背靠雅玛里克山,地层复杂,地下水较浅,施工难度较大,采用开挖集水坑进行降水。
本工程为高层住宅,平面呈矩型,剪力墙结构,地下一层地上十七层。
总建筑面积13372.46m²,地上建筑面积12636.53m²,地下面积984.29m²,建筑总高度51.9米。
1.1工程开、竣工日期:
开工日期为:
年月日;
竣工日期为:
年月日。
1.2建设单位:
自治区监狱管理局
1.3设计单位:
新疆印象建设规划设计研究院
1.4监理单位:
新疆建工监理有限公司
1.5施工单位:
湖北林贸建设股份有限公司
1、6结合本工程结构形式、实际施工特点,建筑物四周搭设悬挑式、全高全封闭的悬挑脚手架。
地下室至一楼为双排落地式脚手架,二楼以上为双排悬挑脚手架,此架为一架两用,既用于结构施工,同时兼作安全防护。
地下室至一楼为双排落地式脚手架。
共二层,脚手架高度为8~12m,一楼以上悬挑3次(2-7层、8-13层、14-机房层)。
搭设顺序:
预埋Φ16钢筋环2个,间距400mm→放置横向16#工字钢→立杆→脚手板→横向扫地杆第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→密目网→连墙杆(钢性连接)→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆→剪刀撑→一层一验收……下一循环。
二、脚手架材质及规格要求
1、采用符合GB700《普通碳素结构钢技术条件》技术要求的A3钢,外表平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。
2、统一采用外径48mm,壁厚3.5mm的焊接钢管。
3、锻铸铁扣件应符合GB15831《钢管脚手架扣件》的规定,严禁使用变形、裂纹、滑丝、砂眼等庇病的扣件,所用的扣件还应具有出厂合格证明或租赁单位的质量保证证明。
三、脚手架设计计算:
1.1脚手架的设计
外脚手架采用φ48×3.5钢管,脚手架设计为双排悬挑钢管脚手架,采用分段搭设,分段卸荷的搭设方案进行施工。
其脚手架的立杆纵距La=1.5米,立杆横距Pb=0.8米,纵向水平杆步距Lo=1.8米,剪刀撑按构造要求设置,连墙件三步三跨;钢管斜撑间距1.5米,采用双立斜杆,中间加水平杆。
脚手架板为竹架板脚手板满铺两层。
1.1.1脚手架计算
1.1.1.1悬挑式脚手架计算
设计的脚手架为双排悬挑式脚手架,搭设高度为25米。
立杆采用双立杆。
搭设尺寸为:
立杆的纵距la=1.50米,立杆的横距Pb=0.8米,横杆的步距l0=1.80米。
采用的钢管类型为φ48×3.5,连墙件采用3步3跨,竖向间距3.0米,水平间距4.50米。
施工均布荷载为3.0kN/m2。
一、小横杆的计算
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.500/3=0.150kN/m
活荷载标准值Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m
荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.150+1.4×1.500=2.326kN/m
小横杆计算简图
2.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=2.326×1.0002/8=0.291kN.m
f=0.291×106/5080.0=57.236N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/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=0.038+0.150+1.500=1.688kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×1.688×1000.04/(384×2.06×105×121900.0)=0.875mm
小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
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,小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038×1.000=0.038kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.000×1.500/3=0.150kN
活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/3=1.500kN
荷载的计算值P=(1.2×0.038+1.2×0.150+1.4×1.500)/2=1.163kN
大横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为大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:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=0.267plM=0.08×(1.2×0.038)×1.5002+0.267×1.163×1.500=0.474kN.m
f=0.474×106/5080.0=93.325N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
集中荷载最大挠度计算公式如下:
Vpmax=1.883×PL3/100EL
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.038×1500.004/(100×2.060×105×121900.000)=0.05mm
集中荷载标准值q=0.038+0.150+1.500=1.688kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.883×1688.40×1500.003/(100×2.060×105×121900.000)=4.27mm
最大挠度和
V=V1+V2=4.325mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
三、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;
1.荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.038kN
脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.000×1.500/2=0.225kN
活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN
荷载的计算值R=1.2×0.038+1.2×0.225+1.4×2.250=3.466kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN;
四、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:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1394
NG1=0.139×9.000=1.255kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹架板脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×2×1.500×1.200/2=0.540kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹架板脚手板挡板,标准值为0.11
NG3=0.110×1.500×2/2=0.165kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m);0.005
NG4=0.005×1.500×9.000=0.067kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.027kN。
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=3.000×2×1.500×1.000/2=4.500kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
w0=0.600
μz——风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
μz=0.840
μs——风荷载体型系数:
μs=1.200
经计算得到,风荷载标准值wk=0.7×0.600×0.840×1.200=0.423kN/m2。
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
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
其中Wk——风荷载基本风压值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
五、立杆的稳定性计算:
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
f=N/φA≤(f)
其中N——立杆的轴心压力设计值(kN);N=11.93
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ=l0/i查表得到0.26
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.58cm
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定;l0=2.60cm
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定;u=1.50
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.89㎝2
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=5.08cm3
f——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到f=68.04
[f]——钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2);[f]=205.00N/㎜2
立杆的稳定性计算f<[f],满足要求!
六、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
其中Nlw——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
wk——风荷载基本风压值(kN/m2);wk=0.423N/m2
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积(m2);Aw=3.00×4.50=13.500㎡
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);No=5.000
经计算得到Nlw=8.002kN,连墙件轴向力计算值Nl=13.002kN
连墙件轴向力设计值Nf=φA(f)
连墙件的设计计算满足要求!
七、悬挑钢梁的受力计算:
单支点的拉杆体系由作为承载主体的水平钢梁与斜拉钢丝绳组成。
水平钢梁在不同的支拉构造下呈受拉弯或压弯作用,斜拉钢丝绳相当于水平钢梁支座。
这种构造可以转化为受拉或受压作用的两跨不等跨连续梁分析内力。
本工程中,脚手架排距为1200mm,内侧脚手架距离墙体500mm,斜拉钢丝绳的支点距离墙体=1200mm,
水平支撑梁的截面转动惯量I=796.00cm4(I16工字钢),惯性矩W=121.70cm3。
受脚手架荷载N=1.2×3.64+1.4×5.40=11.93kN
悬挑脚手架示意图
悬挑水平钢梁计算简图
支座反力计算公式
弯矩计算公式,最大弯矩取MA和MC中较大者
其中λ=m/l。
由已知条件可知,a=700mm,b=500mm,l=1200mm,λ=0.42。
代入公式,经过计算得到
支座反力RA=22.055kN
支座反力RB=1.798kN
支点弯矩MA=-5.963kN.m
集中力作用点弯矩MC=4.108kN.m
最大弯矩Mmax=5.963kN.m
截面应力f=5.963×106/101700.0=58.636N/mm2
水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
四、卸料平台的稳定承载计算
此平台限载1t(总荷载),其稳定承载验算主要包括主梁。
计算中采用的设计值为恒载标准值的1.2倍与活载标准值的1.4倍之和。
11.3.1有关计算参数
名称
自重G
惯性矩Ix
截面系数Wx
脚手板
400N/mm2
I16工字钢
112.5N/m
245×104N/mm4
49×103mm3
钢管
38.4N/m
施工荷载
1000N/m2
(1.5×103×10)/(5.0×3.0)
11.3.2计算过程
次梁强度验算
受力分析见右图,均布荷载q1为:
q1=1.2×[0.4×1.0+0.1+0.0384×(1.5×20+5.0×2)/(4×3.0)]+1.4×1.0×1.0=2.13KN/m
最大弯矩Mmax=q1L12/8=2.13×5.02/8=6.66KN.m
Mmax/γxWx=6.66×106/(1.05×39.7×103)=159.68N/mm2
<[f]=215N/mm2[安全]
主梁强度验算
受力分析见右图,均布荷载q2为:
q2=1.2×112.5=0.14KN/m
集中荷载P=q1L1=2.13×2.5=5.33KN
(当层高为最小值3.5m时,T最大)
最大弯矩Mmax=q2L22/8+PL2/3
=0.14×32/8+5.33×3/3=5.49KN.m
Mmax/γxWx=5.49×106/(1.05×49×103)=106.71N/mm2<[f]=215N/mm2[安全]
五、脚手架的搭设、验收和拆除
2.1脚手架的搭设和验收
A、立杆纵向间距1.5米。
横向水平杆设置在立杆与纵向水平杆主节点处,扫地杆设置在距地不大于0.2米,剪刀撑设置在转角两侧,剪刀撑宽度6米即4跨,净跨不大于15米,连墙件三步三跨,采用钢管、管卡与墙体上预埋件进行连接。
每层搭设要超过施工操作层1.5米(即一个步距)即做一次验收,验收由项目技术负责人组织。
施工员、安全员和班组长参加,合格后签署脚手架验收单,并挂验收牌。
在使用过程中跟踪检查,发现问题及时整改,以确保施工安全。
立网随脚手架升高而架设,平网首层设一道固定安全网,中间每隔两层设一道。
施工操作网层随层设置。
B、拆除方案
1)对架子工操作人员进行专项安全技术交底,并对脚手架进行全面检查,加固,拆除时,高处作业人员应戴安全帽,系好安全带,扎裹腿,穿软底鞋,拆除作业应设警戒区,专人监护。
2)脚手架拆除顺序为先搭后拆,后搭先拆,即栏杆、脚手板、剪刀撑、斜撑、横向水平杆、纵向水平杆、连墙件、立杆并一步一清,严禁上下同时进行拆除作业。
3)拆除时统一指挥,上下呼应动作协调,当解开与另一人有关的结扣时,先通知对方,以防坠落。
4)大片架子拆除后预留的斜道,上料平台,通道等,在大片架除前进行加固,以便拆除后能确保其完善、安全和稳定。
5)拆除时严禁摔碰,脚手架附近电源线,应防止砸坏门窗,玻璃等物品,拆下的材料应用绳索栓位杆件利用滑轮徐徐下运,严禁抛掷,运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放。
当天拆,当天清,拆下的扣件或铁丝要集中回收处理。
在拆架过程中,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交待清楚后方可离开。
六、施工作业安全防护
临边防护包括基坑围边,楼层与屋面边,分层施工的楼梯口与楼梯边,尚未安装栏杆的阳台,料台周边,井架及施工电梯出料口,外脚手架通道口两侧,上下行人通道两侧,设置防护栏杆。
防护栏设置如图示,楼梯、电梯口采取定型防护外,其他采取钢管防护栏,在室外施工电梯进料平台设置安全门。
上下行人通道及平台宽度1.0米,斜道长5.4米,高度1.8米,扶手栏高度1.2米,档脚板宽0.2米,如下图所示
1、洞口作业的防护
本工程洞口主要有:
楼层预留洞口、行人通道口、电梯井口、出料口、楼梯口、竖向洞口等。
1)楼层预留洞口短边小于1.5m用木盖板防护,洞口短边尺寸大于等于1.5m,洞口四周采用1.2米高钢管防护栏及档脚板的临边防护,洞内张挂安全网防护,
2)行人通道口(进施工区)用钢管搭设长6米、宽3米、高3.6米防护棚设置双层,双层之间间距0.6米,防护棚采用5cm木板或钢架板,在上层木架板或钢架板上铺4mm钢板。
3)电梯井口设置定型防护门,电梯井内每层用安全网封闭或每层设置木板全封闭;各类通道口。
4)施工电梯、物料提升机出料口设置防护门,平台两侧设置1.2米高防护栏,下部设置0.2米木档脚板。
5)楼梯口设置四周1.2米高的临边防护栏,并下部设置0.2米档脚板。
6)窗台低于0.8M及竖向洞口高于0.8米,加设一道或两道防护栏。
2、悬空作业的安全防护
支设和拆卸模板时,应按规定的作业程序进行,前一道工序模板未固定前,不得进行下一道工序,严禁在连墙件和支撑上攀登上下,并严禁在上下同一垂直平面上装卸模板,支设处于悬挑状态的模板,应设稳定的立足点。
支设凌空模板,应搭设支架式脚手架,模板上的预留洞口应设置盖板,所有从事临边、高处作业人员系好安全带,及带好安全帽。
3、交叉作业的安全防护
1)支模、砌墙、粉刷等各工作,在交叉作业中,严禁同一垂直方向上下同时操作,下层作业的位置,必须处于依上层高度确定的可能坠落范围半径之外,并在中间设置安全防护层。
2)拆除脚手架与模板时,下方不得有其他操作人员。
3)拆下的模板,脚手架及部件,临边堆放,高楼层边沿不小于1.5M,堆放高度不超过1M,楼梯边口,通道口、脚手架边缘等处严禁堆放构件。
4)凡人员进出的通道口(包括井架施工电梯的进出通道口)均应搭设双层防护设施。
5)由于上方施工可能有物体坠落,应在处于塔吊起重臂杆回转半径范围之内的通道及其受影响的范围内,搭设顶部能防穿透的双层防护或防护棚。
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