综合楼外脚手架方案.docx
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综合楼外脚手架方案.docx
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综合楼外脚手架方案
洛阳赛阳硅业有限公司餐厅、宿舍综合楼
模板安装施工方案
安阳建工(集团)有限责任公司
赛阳硅业项目部
一、编制依据
施工蓝图
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社
《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社
二、工程概况
本工程为食堂和宿舍组成的综合楼,食堂为二层钢筋混凝土框架结构,宿舍为四层砖混结构,占地面积1590.84㎡,建筑面积4531.05㎡,建筑总高度为17.10m。
采用落地式双排扣件钢管脚手架,主体结构浇筑混凝土前开始进行外脚手架搭设,主体填充墙结束进行拆除外脚手架。
三、施工准备
1、按施工方案设计中有关脚手架的要求,向架设和使用人员进行技术交底。
2、按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)的规定要求对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收,不合格产品不得使用。
3、经检验合格的构配件按品种、规格分类,堆放整齐、平稳,堆放场地不得有积水。
4、清除搭设场地杂物,平整搭设场地。
5、脚手架按方案设计的要求放线定位。
四、搭设方案计算
(一)、参数信息:
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为17.1米,立杆采用单立管;
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.20米,立杆的横距为1.05米,大小横杆的步距为1.80米;
内排架距离墙长度为0.30米;
小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为2根;
脚手架沿墙纵向长度为74米;
采用的钢管类型为Φ48×3.5;
横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为0.80;
连墙件采用两步两跨,竖向间距3.60米,水平间距2.40米,采用扣件连接;
连墙件连接方式为单扣件;
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
3.000kN/m2;脚手架用途:
结构脚手架;
同时施工层数:
2层;
3.风荷载参数
本工程地处河南省洛阳市,基本风压为0.40kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为1.25,风荷载体型系数μs为0.65;
脚手架计算中考虑风荷载作用;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):
0.1161;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):
0.110;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;脚手板铺设层数:
4;
脚手板类别:
竹串片脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆、冲压钢脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):
0.038;
5.地基参数
地基土类型:
粘性土;地基承载力标准值(kN/m2):
430.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.09;地面广截力调整系数:
0.50。
(二)、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=0.350×1.200/3=0.140kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m;
荷载的计算值:
q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.200=1.894kN/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:
最大弯矩Mqmax=1.894×1.0502/8=0.261kN.m;
最大应力计算值σ=Mqmax/W=51.383N/mm2;
小横杆的最大应力计算值σ=51.383N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=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
荷载标准值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m;
最大挠度V=5.0×1.378×1050.04/(384×2.060×105×121900.0)=0.869mm;
小横杆的最大挠度0.869mm小于小横杆的最大容许挠度1050.0/150=7.000与10mm,满足要求!
(三)、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。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.050=0.040kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.200/3=0.147kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/3=1.260kN;
荷载的设计值:
P=(1.2×0.040+1.2×0.147+1.4×1.260)/2=0.994kN;
大横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:
M1max=0.08×0.038×1.200×1.2002=0.005kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:
M2max=0.267×0.994×1.200=0.319kN.m;
M=M1max+M2max=0.005+0.319=0.324kN.m
最大应力计算值σ=0.324×106/5080.0=63.762N/mm2;
大横杆的最大应力计算值σ=63.762N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:
mm
均布荷载最大挠度计算公式如下:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
Vmax=0.677×0.038×1200.04/(100×2.060×105×121900.0)=0.021mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
小横杆传递荷载P=(0.040+0.147+1.260)/2=0.724kN
V=1.883×0.724×1200.03/(100×2.060×105×121900.0)=0.938mm;
最大挠度和:
V=Vmax+Vpmax=0.021+0.938=0.959mm;
大横杆的最大挠度0.959mm小于大横杆的最大容许挠度1200.0/150=8.0与10mm,满足要求!
(四)、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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6.40kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
小横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.050×2/2=0.040kN;
大横杆的自重标准值:
P2=0.038×1.200=0.046kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.350×1.050×1.200/2=0.221kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.046+0.221)+1.4×1.890=2.966kN;
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(五)、脚手架立杆荷载计算:
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),为0.1161
NG1=[0.1161+(1.05×2/2+1.20×2)×0.038/1.80]×17.10=3.244;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);采用竹串片脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×4×1.200×(1.050+0.3)/2=1.134kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、冲压钢脚手板挡板,标准值为0.11
NG3=0.110×4×1.200/2=0.264kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.200×17.100=0.103kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.744kN;
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=3.000×1.050×1.200×2/2=3.780kN;
风荷载标准值按照以下公式计算
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=1.250;
Us--风荷载体型系数:
取值为0.645;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.400×1.250×0.645=0.226kN/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=1.2×4.744+1.4×3.780=10.985kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.744+0.85×1.4×3.780=10.192kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.226×1.200×
1.8002/10=0.104kN.m;
(六)、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:
立杆的轴向压力设计值:
N=10.985kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.500;
计算长度,由公式lo=kμh确定:
l0=3.119m;
长细比Lo/i=197.000;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:
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=10985.000/(0.186×489.000)=120.779N/mm2;
立杆稳定性计算σ=120.779N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[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=10.192kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
μ=1.500;
计算长度,由公式l0=kuh确定:
l0=3.119m;
长细比:
L0/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=10191.564/(0.186×489.000)+104448.204/5080.000=132.613N/mm2;
立杆稳定性计算σ=132.613N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
(七)、最大搭设高度的计算:
按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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=1.501kN;
活荷载标准值:
NQ=3.780kN;
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-(1.2×1.501
+1.4×3.780)]/(1.2×0.116)=82.923m;
按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=82.923/(1+0.001×82.923)=76.573m;
[H]=76.573和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m,满足要求!
按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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=1.501kN;
活荷载标准值:
NQ=3.780kN;
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)=0.104/(1.4×0.85)=0.088kN.m;
Hs=(0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.501+0.85×1.4×(3.780+0.186×4.890×0.088/5.080)))/(1.2×0.116)=75.198m;
按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=75.198/(1+0.001×75.198)=69.939m;
[H]=69.939和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m,满足要求!
(八)、连墙件的计算:
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl=Nlw+N0
风荷载标准值Wk=0.226kN/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;
按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
Nlw=1.4×Wk×Aw=2.731kN;
连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=7.731kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf=φ·A·[f]
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比l0/i=300.000/15.800的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;
又:
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN;
Nl=7.731 连墙件采用单扣件与墙体连接。 由以上计算得到Nl=7.731小于单扣件的抗滑力8.0kN,满足要求! 连墙件扣件连接示意图 (九)、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=215.000kN/m2; 其中,地基承载力标准值: fgk=430.000kN/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=113.240kN/m2; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=10.192kN; 基础底面面积: A=0.090m2。 p=113.240≤fg=215.000kN/m2。 地基承载力满足要求! (十)、脚手架配件数量匡算: 扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要, 因此按匡算方式来计算;根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算: L--长杆总长度(m);N1--小横杆数(根); N2--直角扣件数(个);N3--对接扣件数(个); N4--旋转扣件数(个);S--脚手板面积(m2); n--立杆总数(根)n=63;H--搭设高度(m)H=17.1; h--步距(m)h=1.8;la--立杆纵距(m)la=1.2; lb--立杆横距(m)lb=1.05; 长杆总长度(m)L=1.1×17.10×(63+1.20×63/1.80-2×1.20/1.80)=1949.97; 小横杆数(根)N1=1.1×(17.10/1.80×1/2+1)×63=399; 直角扣件数(个)N2=2.2×(17.10/1.80+1)×63=1456; 对接扣件数(个)N3=1949.97/6.00=325; 旋转扣件数(个)N4=0.3×1949.97/6.00=98; 脚手板面积(m2)S=1.1×(63-2)×1.20/1.05=76.69。 根据以上公式计算得长杆总长1949.97m;小横杆399根;直角扣件1456个;对接扣件325个;旋转扣件98个;脚手板76.69m2。 五、搭设要求 1、脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不超过相邻连墙件以上二步。 2、每搭完一步脚手架后,按规范规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。 3、立杆搭设按下列规定: (1)严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用; (2)相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内,错开距离符合本规范规定; (3)开始搭设立杆时每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可根据情况拆除; (4)当搭至有连墙件的构造点时,在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后,立即设置连墙件; 4、纵向水平杆搭设应符合下列规定: (1)纵向水平杆的搭设应符合规范构造规定; (2)在封闭型脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈,用直角扣件与内外角部立杆固定。 5、横向水平杆搭设应符合下列规定: (1)搭设横向水平杆应符合规范构造规定; (2)双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm; 6、扣件安装应符合下列规定: (1)扣件规格必须与φ48钢管外径相同; (2)螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m; (3)在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm; (4)对接扣件开口应朝上或朝内; (5)各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度不应小于100mm。 7、作业层、和挡脚板的搭设应符合下列规定; (1)栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧; (2)上栏杆上皮高度为1.2m; (3)挡脚板高度不应小于180mm; (4)中栏杆居中设。 1―上栏杆;2―外立杆;3―挡脚板;4―中栏杆 8、脚手板的铺设应符合下列规定: (1)脚手架应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm; (2)脚手板探头用直径3.2mm镀锌钢丝固定在支承杆件上; (3)自顶层作业层的脚手板下计,每隔12m满铺一层脚手板。 9、剪刀撑应符合下列规定: (1)在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑,四个角均设置剪刀撑。 (2)剪刀撑的设置应符合下列规定: 每道剪刀撑跨越立杆的根数按下表的规定确定。 每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,斜杆与地面的倾角在45°~60°之间; 剪刀撑跨越立杆的最多根数 (3)剪刀撑斜杆的接长采用搭接。 (4)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杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。 10、悬挑架应按如下要求做: (1)悬挑槽钢、吊拉钢绳及脚手架配件材料必须符合钢结构设计规范中有关材质要求,不得在悬挑梁上任意钻眼。 (2)悬挑槽钢锚固位置必须设置在建筑结构主梁或主梁以内的楼板上,不得设置在建筑结构主梁以外的悬挑板或外伸阳台上。 (3)在悬挑梁距前端150㎜外立杆承轴线处的槽钢上表面焊一条长150-200㎜的¢60*5的短钢管,供立杆插入其内,采用螺钉紧固,内立杆轴线处亦如此处理。 (4)悬拉钢丝绳必须绕过悬挑梁前端的环内后用绳卡固定,各纵距的悬拉钢绳松紧度尽量一致,悬挑梁保持在同一水平度度上。 六、脚手架的验收: ⑴架子搭设完毕,在投入使用前,逐层由项目经理,架子班组和专职安检人员以及有关专业人员一起组织验收。 ⑵验收时,要检查架子所使用的材料、配件、工具是否符合现行国家和部颁标准。 1)架子的布置,立杆和大、小横杆间距。 2)架子的搭设。 3)连墙点是否安全可靠;剪刀撑、斜撑是否符合要求。 4)架子的安全防护必须有效;绑扎紧程度应符合要求。 5)脚手板铺设应符合要求。 (3)悬挑脚手架使用过程中,架体上的施工荷载必须符合设计要求,结构施工阶段不得超过2层、装饰施工阶段不得超过3层同时作业,集中堆载不得超过300kg。 每月月初和中旬对悬挑脚手架进行安全检查,查看的主要内容有: 1)杆件的设置和连接是否符合构造要求。 2)悬挑梁是否松动,立杆是否悬空。 3)荷载是否超限。 4)拉结件是否牢固可靠。 5)扣件螺栓是否松动。 6)立杆沉降与垂直度的偏差是否符合规范要求。 7)安全防护措施是否符合要求。 七、拆除要求 1、拆除脚手架的准备工作应符合下列规定: (1)全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求; (2)根据检查结果补充完善施工方案中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施; (3)进行拆除安全技术交底; (4)清除脚手架上杂物及地面障碍物。 2、拆除脚手架时,应符合下列规定: (1)拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业; (2)连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,增设连墙件加
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