改好监狱脚手架施工方案.docx
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改好监狱脚手架施工方案.docx
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改好监狱脚手架施工方案
脚手架施工方案
一、工程概况:
德州监狱迁建项目食堂综合楼,建筑面积6300平方米。
结构形式为四层框架结构。
二、根据工程情况,结构形式:
选用双排扣件式脚手架,采用外径48.3mm壁厚3.6mm的钢管,脚手架立杆采用2m-6m的钢管,小横杆采用1.5m长钢管,所用钢管及扣件进行机械性能试验。
扣件式钢管脚手架构造参数
构造形式
立杆间距
操作层小横杆间距
大横杆步距
连墙件间距
横向
纵向
双排
1.1m
1.5m
0.75m
1.5m
2步3跨
三、脚手架的设计计算:
㈠脚手架的承载能力,按概率极限状态设计法的要求,采用分项系数设计表达方式进行设计。
对于脚手架来说,必须进行下列设计计算。
1、连墙件的计算。
2、立杆地基承载力计算。
3、对于常用的50m以下的双排脚手架,当其设计尺寸,符合《建筑施工钢管扣件脚手架安全技术规范》6.1.1条构造尺寸,且符合规范表5.1.7注第六章构造规定时,相应的杆件可不进行计算,但连墙件,立杆地基承载力应根据实际荷载进行计算。
本工程脚手架高度18.8m设计尺寸符合要求。
只计算1、2项。
【计算书】
扣件式脚手架计算书
计算依据:
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、脚手架参数
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
脚手架搭设高度H(m)
19
脚手架沿纵向搭设长度L(m)
243
立杆步距h(m)
1.5
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.9
内立杆离建筑物距离a(m)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
二、荷载设计
脚手板类型
木脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.35
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
木挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
横向斜撑布置方式
5跨1设
结构脚手架作业层数njj
1
结构脚手架荷载标准值Gkjj(kN/m2)
3
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)
2
地区
山东德州市
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.3
风荷载体型系数μs
1.25
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.2,0.9
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.45,0.34
计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
0
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
127100
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.04+0.35×0.9/2)+1.4×3×0.9/2=2.13kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.04+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.04+0.35×0.9/2)+3×0.9/2=1.55kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×2.13×1.52=0.48kN·m
σ=Mmax/W=0.48×106/5260=90.97N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×1.55×15004/(100×206000×127100)=2.025mm
νmax=2.025mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×2.13×1.5=3.51kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×1.55×1.5=2.55kN
四、横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=3.51kN
q=1.2×0.04=0.048kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=2.55kN
q'=0.04kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.01×106/5260=0.96N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=0.013mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=0.02kN
五、扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:
Rmax=3.51kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
横向水平杆:
Rmax=0.02kN
满足要求!
六、荷载计算
脚手架搭设高度H
19
脚手架钢管类型
Φ48.3×3.6
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆:
NG1k=(gk+la×n/2×0.04/h)×H=(0.129+1.5×0/2×0.04/1.5)×19=2.45kN
单内立杆:
NG1k=2.45kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(19/1.5+1)×1.5×0.9×0.35×1/2/2=1.61kN
1/2表示脚手板2步1设
单内立杆:
NG2k1=1.61kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(19/1.5+1)×1.5×0.17×1/2=1.74kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×19=0.28kN
构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.61+1.74+0.28=3.64kN
单内立杆:
NG2k=NG2k1=1.61kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(njj×Gkjj+nzj×Gkzj)/2=1.5×0.9×(1×3+1×2)/2=3.38kN
内立杆:
NQ1k=3.38kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.45+3.64)+0.9×1.4×3.38=11.56kN
单内立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.45+1.61)+0.9×1.4×3.38=9.13kN
七、立杆稳定性验算
脚手架搭设高度H
19
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
5260
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
506
连墙件布置方式
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.5=2.25m
长细比λ=l0/i=2.25×103/15.9=141.51≤210
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.5=2.6m
长细比λ=l0/i=2.6×103/15.9=163.44
查《规范》表A得,φ=0.265
满足要求!
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.45+3.64)+1.4×3.38=12.04kN
σ=N/(φA)=12036.45/(0.265×506)=89.76N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.45+3.64)+0.9×1.4×3.38=11.56kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.34×1.5×1.52/10=0.14kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=11563.95/(0.265×506)+144621.06/5260=113.73N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
八、脚手架搭设高度验算
不组合风荷载作用
Hs1=(φAf-(1.2NG2k+1.4NQ1k))×H/(1.2NG1k)=(0.265×506×205×10-3-(1.2×3.64+1.4×3.38))×19/(1.2×2.45)=118.82m
组合风荷载作用
Hs2=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×(NQ1k+MwkφA/W)))×H/(1.2NG1k)=(φAf-(1.2NG2k+0.9×1.4×NQ1k+MwφA/W))×H/(1.2NG1k)=(0.265×506×205×10-3-(1.2×3.64+0.9×1.4×3.38+0.14×1000×0.265×506/5260))×19/(1.2×2.45)=98.06m
Hs=98.06m>H=19m
满足要求!
九、连墙件承载力验算
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接方式
扣件连接
连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)
3
连墙件计算长度l0(mm)
600
连墙件截面面积Ac(mm2)
489
连墙件截面回转半径i(mm)
158
连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
连墙件与扣件连接方式
双扣件
扣件抗滑移折减系数
0.85
Nlw=1.4×ωk×2×h×2×la=1.4×0.45×2×1.5×2×1.5=5.7kN
长细比λ=l0/i=600/158=3.8,查《规范》表A.0.6得,φ=0.99
(Nlw+N0)/(φAc)=(5.7+3)×103/(0.99×489)=17.93N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2
满足要求!
扣件抗滑承载力验算:
Nlw+N0=5.7+3=8.7kN≤0.85×12=10.2kN
满足要求!
十、立杆地基承载力验算
地基土类型
粘性土
地基承载力特征值fg(kPa)
140
地基承载力调整系数mf
1
垫板底面积A(m2)
0.25
单立杆的轴心压力标准值N=NG1k+NG2k+NQ1k=2.45+3.64+3.38=9.47kN
立柱底垫板的底面平均压力p=N/(mfA)=9.47/(1×0.25)=37.87kPa≤fg=140kPa
满足要求!
四:
脚手架的搭设程序及搭设注意事项
1、地基处理及底座安放
①本工程脚手架施工高度为18.8m,立杆基础在回填土上夯实。
并用水准仪抄平,基础整平。
②基础先夯实后用水准仪抄平,在进行整平,整平后平铺红砖一层,在红砖上铺垫板,垫板规格为4000×200×50mm和2000×200×50mm两种,4000×200×50mm平行于建筑物外墙放置2000×200×50mm楼梯口处垂直于建筑物设置,垫木与原土基础接触密实不得悬空。
③底座:
采用规格为150×150×8mm铁板,其上焊ф25钢筋,15cm高的钢筋(置于铁板件中心)置于垫木中间。
④扫地杆:
距地面分别为20cm、15cm设置纵向扫地杆,横向扫地杆距地分别为15cm、10cm设置。
扫地杆设置用水准仪打点,拉线设置,保证扫地杆设置水平,顺直。
⑤基础排水:
垫木至建筑物基础设置排水坡,垫木内侧与垫木材料平行,外侧比垫木低50mm使积水流到脚手架架体外侧,在脚手架外侧设置250mm宽排水沟,其设置符合施工现场总平面图,排水沟设置为铺红砖抹水泥面,坡度2%、不积水,美观,沿排水沟每隔25米设一处集水井,积水井做法为40cm×40cm×50cm红砖砌筑水泥砂浆罩面,内出水口管直径为ф150mm,用ф12@20mm钢筋焊接成蓖子封闭。
2、钢管扣件式外脚手架架体搭设
搭设作业程序:
准备工作→夯实根据建筑形状放立杆位置线平铺红砖一层→铺垫板、放底座→设置纵横向扫地杆、自角部起依次向两边树内立杆,并与扫地杆固定(吊线保持立杆垂直→自角部起依次次向两边树外立杆,与内杆用水平杆连接→设置连墙件→按第一步架的程序继续向上搭设,随搭设随装设连墙件及剪刀撑→搭设作业层、横杆、铺设脚手板,加设防护栏杆、挡脚板。
(1)放线根据建筑物的形状和脚手架的构造要求放线,按照立杆的间距要求点好中心线。
(2)竖立杆的操作方法和要求:
搭设双排脚手架时,要先竖里排立杆,后竖外排立杆,每排立杆要先将两端的立杆竖起,并将纵横方向校垂直,然后再竖中间立杆,同样再把中间立杆校垂直,竖其它立杆时,均以这三根杆为标准穿看整齐。
(3)设置第一排连墙件前,一字形脚手架应设置必要数量的连墙件,以确保构架稳定和架上作业人员的安全。
(4)剪刀撑、斜撑杆等整体拉结杆件和连墙件应随搭升的架子一起及时设置,剪刀撑自转角处开始设置,外侧立面的两端各设一道,中间各道之间净距不应大于12m,与地面角度为45°~60°每道剪刀撑宽度4跨,高为5步。
(5)最上一步大横杆高出女儿墙1.55m。
(6)立杆接长除顶层顶部可采用搭接外,其余各层各部接头必须采用对接扣件连接。
对接、搭接应符合下列规定:
立杆上的对接扣件交错布置:
两根相邻立杆的接头不得设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的间距不宜小于50mm;各接头中心至主节点的距离不得大于步距的1/3。
(7)当外墙装修作业层铺板时铺设应符合以下规定:
A、脚手板或其他铺板应铺平、铺稳,必要时应予绑扎固定。
B、脚手板采用对接平铺时,在对接处,与其下两侧支撑杆的距离应控制在100-200mm之间。
C、脚手板采用对接铺放时,其对接长度取130~150mm。
搭接长大于200mm,在搭接段的中部应设有支撑横杆,铺板严禁出现端头超出支撑横杆200㎜以上的探头板。
D、长脚手板采用木脚手板纵向铺设,其下支撑横杆的间距为0.75m。
E、装设连墙件或其他撑拉杆件时,应注意掌握撑拉的松紧程度,避免引起杆件的显著变形。
F、如在架上搭设其他撑拉杆件时,作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定,工人必须戴安全帽和佩挂安全带。
不得单人进行装设较重杆配件和其他易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业。
(8)设纵向水平杆与小横杆的注意事项:
a、封闭式脚手架的同一步纵向水平杆必须四周交圈,用直角扣件与内外角杆固定。
b、小横杆距主节点不大于30cm置于大横杆上面。
(9)扣件安装注意以下事项:
A、扣件规格必须与钢管外径相同。
B、节点处固定横向水平杆或纵向水平杆、剪刀撑等扣件的中心距主节点的距离不大于150㎜。
C、对接扣件的开口朝上或朝内。
D、各杆件的端点伸出扣件边缘的长度为150㎜。
(10)搭设立杆、挡脚板及连墙件的注意事项:
作业层必须设0.6m、1.2m高两道防护栏杆及18㎝高档脚板。
(11)连墙件设置注意事项:
A、二步三跨,每两步一拉结,使用500㎜钢管里外夹在承重墙上。
B、确保杆件间的可靠连接,扣件必须拧紧,垫木必须夹持稳固、避免脱边,距主节点的距离应≤30cm。
C、装设连墙件时,应保持立杆的垂直度要求,避免拉固时产生变形。
D、连墙构造中的连墙杆垂直于墙面设置、并呈水平位置或稍向脚手架一端倾斜,但不容许翘起。
连墙件自第一步大横杆开始设置,连墙件不允许代替小横杆。
窗口及墙的锁固方法见附图.
(12)门洞桁架的搭设应符合下列规定:
A、脚手架门洞处在平面桁架的每一节间设置一根斜腹杆;
B、斜腹杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150㎜。
C、斜腹杆采用6m通长杆件。
D、洞口两侧设副立杆,长度为6m高到门洞口上一步大横杆固定,内外均设。
五、脚手架搭设、使用拆除安全要求:
1、搭设:
A、脚手架搭设人员必须熟知架子安全技术操作规程,持省建管局颁发的架工上岗证。
B、脚手架搭设人员上岗必须配带安全帽、系好安全带、穿好防滑鞋。
脚手架搭设人员上岗前不能饮酒,服从领导指挥。
C、由地面向上运送构件,钢管时应用绳索提升,不得随意抛掷。
D、脚手架搭设完毕后,必须依照JGJ130-2001、J84-2001中的要求,对脚手架进行验收合格后方可使用。
E、脚手架外侧全部采用2000目密目网,直径5mm高强纤维绳沿平网边缘网孔全眼连接,分别围在里外侧大横杆上进行封闭。
F、在架内3.2米高处设一道平网,隔三层再设一道层间平网,操作层均在满铺的脚手板下设随层网,连续设置封闭严密。
G、脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不得超过相临连墙件以上二步。
H、剪刀撑搭设必须符合规定,并随立杆纵向和横向水平杆等同步搭设,各底层斜杆下端必须支撑在垫板上。
2、使用:
①作业层1㎡架面上使用的施工荷载,不得超过规定值或施工设计值。
②在外墙装修时,砂浆和容器总重不得超过1.5KN,施工设备单重不得大于1KN。
③在架面上设置的材料应码放整齐牢固,不影响施工操作和人员通行。
④作业人员在架上的最大作业高度应进行正常操作为度,禁止在架板上垫器物或单块脚手板来增加操作高度。
⑤在施工中禁止随意拆除脚手架的杆件,整体性杆件的连接件,确因操作要求须临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。
⑥工人在架上作业中,应注意自身安全保护和他人的安全,避免发生碰撞闪失和落物,严禁在架上嬉闹和坐在架上栏杆上等,不安全处休息。
⑦人员上下脚手架必须走安全通道,严禁攀爬脚手架上下。
⑧每班工人作业前,应先检查有无安全隐患的问题存在,在排除和解决后,方可作业。
⑨在每层作业完成后,必须将架上剩余材料移至室内,每段收工前应清理架面。
作业期间应及时清理落入安全网内的材料和物品,严禁从脚手架上向下抛扔物品和垃圾。
3、拆除:
1、脚手架的拆除作业应按确定的拆除程序进行,先搭的后拆,后搭的先拆。
2、架体拆除时,必须划出警戒区,有专人看守。
3、连墙件在位于其上的全部杆件都拆除以后才能拆除。
4、拆除过程中,凡已松开连接的杆配件应及时运走。
5、拆除的杆配件应以安全方式运出或吊下,严禁抛掷。
6、在拆除过程中,应做好配合协调工作,禁止单人进行拆除较重杆件等危险作业。
7、连墙件必须随脚手架逐层拆除。
严禁将连墙件整层或数层拆除后再拆除脚手架。
如果高度大于二步高差,应增设连墙件加固。
四:
附图:
(一)脚手架平面布置图
(二)脚手架立面图
(三)脚手面剖面图及连墙件操作层节点详图
(四)脚手架平面排水图
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