学清路危改综合楼外架方案423.docx
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学清路危改综合楼外架方案423
目录
1、工程概况1
2、方案确定1
3、脚手架构造2
3.1立杆2
3.2水平杆2
3.3连墙杆3
3.4支撑3
3.5斜道3
3.6基础3
4、施工要求4
4.1搭设4
4.1.1基础处理及底座安放4
4.1.2杆件搭设4
4.2拆除4
5、技术、质量要求4
6、安全要求5
7、设计与计算6
7.1综合楼6
7.1.1荷载6
7.1.2纵、横向水平杆计算8
7.1.3立杆稳定计算9
7.1.4连墙杆计算9
7.1.5基础承载力计算10
7.2生活服务中心11
7.2.1计算整体稳定性11
7.2.2计算横杆稳定性11
7.2.3扣件抗滑移计算12
7.2.4连墙件计算12
7.2.5基础承载力验算13
1、工程概况
本工程位于海淀区清河南镇24号院,东临学院路,西临市汽车水泵厂,北临代征城市绿地,南临停车场。
总用地11028m2,总建筑面积53729.3m2,其中地上44512.8m2,地下9216.5m2,人防3665.3m2。
本工程分为高层部分和多层部分,高层部分为地上十四层,地下两层,总建筑高度45m,标准层层高3.05m,多层部分地上一层,地下两层,总建筑高度7.5m,±0.000相当于绝对高程43.3m。
学清路危改综合楼平、立面布局变化较大:
平面示意图如下。
二层及以上各层稍有变化,呈两个L型排列,见二层以上平面图示意。
但是由于塔吊拆除的影响,首层、二层部分结构与三层及以上层多出部分结构施工只能在塔吊拆除以后方能进行。
故此,该部分脚手架原则上按照三层及以上各层布设。
鉴于此种情况,在两个主楼的边缘,一部分脚手架子将落底在负一层顶板之上。
此部分脚手架地下室对应部位要求同样搭设相同柱距、排距的架子,以保证顶板在受力状态下不致破坏。
本工程平面东西向长65.4m,南北向长约为35m(单体)。
建筑首层层高3.9m,第2层高3.6m,3层以上标准层层高3.05m。
结构形式为全现浇框架-剪力墙结构。
2、方案确定
根据本工程的建筑、结构特点,以及考虑到文明施工现场和装修阶段的使用要求,决定采用多排外脚手架施工方案。
考虑到回填土的施工需要,结构脚手架采用悬挑式结构,作为外部悬挑板结构的支撑,同时最外排立杆作为施工用防护支撑。
此部分悬挑式脚手架预计在结构施工完三层以后全部进行改造。
所有不落地的立杆将全部落地。
此部分搭设示意图如下:
综合楼南北部分西侧由于1#、2#楼梯筒体的影响,上部采用全钢大模板施工。
但是由于大模板自身重量较大,而该部分外墙下部没有支撑,考虑在外墙外侧埋设10mm钢板预埋件,埋件支腿长度不小于35cm,直径不小于22。
然后利用此埋件在外部加焊大模板底托,以作为大模板的底部支撑。
由于原基坑部分边坡采用护坡桩进行护坡,结构外缘与边坡之间距离较小,故此凡此距离小于3000mm的部位脚手架底部悬挑横杆可以取消。
综合楼外架整体高度为58m,根据力学要求脚手架下部18m范围内采用双立杆式,以上40m为单立杆式。
脚手架柱距1.5m,步距1.5m,内排杆距结构墙体300mm。
每两步三跨(即纵向间距3.0m,横向间距4.5m左右)设置连墙杆一道。
3、脚手架构造
3.1立杆
立杆上的对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离大于500mm;接头中心距主节点的距离小于步距的1/3。
采用双立杆时,主、副立杆用旋转扣件连接,每步不少于两个。
每根立杆下设置10mm厚钢板底座,下垫200×50mm的通长垫木。
纵、横向扫地杆设置在底座上150mm处,与立杆连接。
3.2水平杆
纵向水平杆设在立杆内侧,横向水平杆之下,用扣件与立杆连接。
对接接头应交错布置,相邻接头的水平距离大于500mm,且不能在跨中位置。
每一主节点处设置一根横向水平杆,采用双直角扣件与纵向水平杆连接,靠近结构一侧的外伸长度为150mm。
3.3连墙杆
采用刚性连墙件(即钢管扣件)与结构柱连接,:
在结构内梁柱等构件间搭设钢管架,通过小横杆将外架与钢管架的连接方式有墙体部位采用钢丝绳等柔性连接与墙体拉接,因连墙杆较长,为加强连接能力,每根柱两边各用一个连墙件连接。
3.4支撑
在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑,斜杆与地面倾角为45°。
人行斜道两端均设置横向支撑,每步内设置斜杆,由底至顶层呈之字型连续布置。
3.5斜道
人行斜道呈之字形设置,演播中心斜道宽度为单跑1.2m,生活服务楼斜道宽度为单跑1.05m。
坡度设置为每步高三跨(1∶3),平台宽1.5m。
斜道立杆单独设置,以水平杆与外脚手架连接;外围设栏杆高1.2m,挡脚板高大于150mm。
3.6基础
脚手架由于首层部分需要悬挑,故此在首层顶板上需要埋设钢管或钢筋作为悬挑结构的支点。
部分脚手架基础部分坐落在地下顶板上。
在脚手架靠近结构里侧采用钢管斜撑用以卸载。
危改综合楼的总搭设高度为58m。
4、施工要求
4.1搭设
4.1.1基础处理及底座安放
按脚手架的柱距、排距要求进行放线定位,搭设钢管基础。
按线铺设方木和钢板底座。
4.1.2杆件搭设
脚手架搭设顺序为:
放置纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙杆→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆……。
搭设施工中应符合构造要求。
4.2拆除
1)、拆除顺序应逐层由上而下进行,严禁上下同时作业。
2)、所有连墙杆应随脚手架逐层拆除,严禁先拆整层或数层连墙杆后再拆脚手架。
分段拆除高差不大于2步。
3)、当脚手架拆至下部最后一根长钢管高度时,应先在适当位置搭临时抛撑加固,后拆连墙杆。
4)、分段拆除时,不拆除的脚手架两端应按要求设置连墙杆和横向支撑。
5、技术、质量要求
1)、立杆:
最后验收垂直度偏差小于80mm。
2)、间距:
步距偏差:
±20mm
柱距偏差:
±50mm
排距偏差:
±20mm
3)、纵向水平杆高差:
一根杆的两端:
±20mm
同跨内、外排:
±10mm
4)、横向水平杆外伸长度偏差:
小于50mm
5)、同步立杆上相邻两对接扣件高差:
小于500mm
立杆上的对接扣件与主节点的距离:
小于h/3
纵向水平杆上的对接扣件与主节点的距离:
小于L/3
6)、剪刀撑斜杆与地面的倾角:
45°
6、安全要求
1)、脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准考核合格的专业架子工。
上岗人员定期体检,合格者方可发上岗证。
2)、搭设脚手架人员必须戴安全帽、安全带,穿防滑鞋等。
3)、脚手架的构配件质量必须按要求进行检验,合格后方准使用。
分段(每层)验收,合格后方可使用。
4)、脚手架应分阶段进行质量检查,发现问题应及时纠正。
五层为钢结构屋架五层为钢结构屋架
5)、操作层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,不得将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在脚手架上。
6)、六级以上大风和雾、雨、雪天应停止脚手架作业,雨、雪后上架操作应有防滑措施,扫除积雪。
7)设专人负责对脚手架进行经常检查和检修。
8)、在脚手架使用期间,严禁任意拆除纵、横向水平杆、扫地杆、连墙杆、支撑、栏杆和挡脚板,如必须拆除应采取相应安全措施,并报经理部技术科审批。
9)、严禁在脚手架基础及邻近处进行挖掘作业,如必须进行挖掘应采取相应安全措施,并报经理部技术科审批。
10)、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看守。
11)、脚手架应有有效的接地、避雷措施。
12)、拆除脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守。
7、设计与计算
7.1综合楼
7.1.1荷载
7.1.1.1、永久荷载:
三排架的立杆、水平杆及扣件重:
La=1.5m,Lb=1.2m,h=1.5m,Hi=58m,
立杆:
截面积A=489mm2,截面抵抗矩W=(5.08*103)mm3
回转半径i=15.8mm,fc=0.205kN/m
连墙件横距lw=4.5m,连墙件竖距hw=3.0m
①双排架的立杆、水平杆及扣件重:
GD=[2(h+la)+3.0]g+2[2g1+(h+la)·g2/6.5]/h
=[2×(1.5+1.5)+2.2]×0.0384+2×[2×0.0135+(1.5+1.5)×0.0185/6.5]/1.5=0.73KN/m
(单立杆)
GD=[2(2h+la)+3.0]·g+2[3g1+(2h+la)·g2/6.5]/h
=[2×(2×1.5+1.5)+2.2]×0.0384+2×[3×0.0135+(2×1.5+1.5)×0.0185/6.5]/1.5=0.53KN/m(双立杆)
②剪刀撑的杆件及扣件重:
GB=[2Hb·g/cosα+2Hb·g2/(cosα·6.5)+6g3]·l/(Hb·Ib)
=[2×6×0.0384/cos45°+2×6×0.0185/(cos45°×6.5)+6×0.0145]×1.5/(6×6)=0.033KN/m
7.1.1.2、可变荷载:
①附件荷载:
查表得:
冲压钢脚手板0.30KN/m2
栏杆、挡脚板0.152KN/m2
②施工荷载:
3.0KN/m2
③风荷载:
ωk=0.7·μz·μs·ω0
=0.7×2.2×1.0×0.45=0.693KN/m2
7.1.1.3、荷载组合:
①纵、横向水平杆强度及变形计算(扣件抗滑移计算):
附件+施工荷载=3.452KN/m2
②立杆稳定计算:
恒载+附件+施工荷载+风荷载
=(0.393×18+0.293×40)+3×1.5+(0.3+0.152)×1.5+0.539×1.5=24.776KN/柱间
③连墙杆及其连接计算:
风荷载+3.0KN=3.693KN/m2
7.1.2纵、横向水平杆计算
7.1.2.1抗弯强度计算:
σ=M/W≤f
①横向水平杆:
M=1.2MG+1。
4MW
=1.2×0.131×(0.452×1.5+0.36+0.033×1.052
+1.4×0.103×3×1.5×1.052=0.835KN·m
σ=0.835/5.08×10-6=164.4MPa≤f=205Mpa
②纵向水平杆:
M=0.175F·la
F=0.5q*lb=4.35
M=0.175×4.35×1.5=1.14KN·m
σ=1.14/2×5.08×10-6=112MPa≤f=205Mpa
∴纵、横向水平杆抗弯强度满足要求。
7.1.2.2、抗弯刚度计算:
①横向水平杆:
υ=5qk·lb4/384EI
qk=Q·S1=3.452×1.5=5.178KN/m
υ=5×5.178×104/384×206×103×12.19×10-8
=2.7mm<[υ]=10mm
②纵向水平杆:
υ=1.146Fk·l3/100EI
按两跨连续梁算得F=5.44KN
υ=1.146×5.44×1.53/2×100×206×103×12.19×10-8
=4.15mm<[υ]=10mm
∴纵、横向水平杆抗弯刚度满足要求。
7.1.2.3、扣件抗滑移计算:
R=2.15F=2.15×5.44=11.7KN<Rc=17KN
∴横向水平杆扣件抗滑移力满足要求。
7.1.3立杆稳定计算
N=1.2NGK/K1+1.4NQK
=1.2×18.794/0.741+1.4×6=438.8KN
N≤φA(fc-σw)
λ=μh/i=1.53×1.5/1.58×10-2=145.3
查表得,稳定系数φ=0.37
A=9.78cm2
fc=205N/mm2
qwk=ωk·l=0.693×1.5=1.04KN/m
Mw=1.4qwk·h2/10
=1.4×1.04×1.52/10=0.328KN·m
σw=Mw/W=0.328/5.08×10-6=64.6Mpa
φA(fc-σw)=0.34×9.78×102×(205-64.6)
=50.8KN>N=38.8KN
∴立杆稳定性满足要求。
7.1.4连墙杆计算
7.1.4.1、轴心受压计算:
NH=Hw+3.0KN
Hw=1.4ωk·Aw
=1.4×0.693×3×4.5=13.1KN
NH=13.1+3.0=16.1KN
λH=lH/i=0.9/1.58×10-2=57
查表得,稳定系数φ=0.829
A=4.89cm2
fc=205N/mm2
φAfc=0.829×4.89×102×205=83.1KN>NH=16.1KN
∴连墙杆稳定性满足要求。
7.1.4.2、连接承载力计算:
Nv=Rc=17KN>NH=16.1KN
∴连接承载力满足要求。
7.1.5基础承载力计算
7.1.5.1、工字钢22a#抗弯强度计算:
h=220mm;b=110mm;d=7.5mm;A=42.128cm2;
M=11.274KN·m;W=309cm3
σ=M/W=11.274/309.0×103=36.5Mpa<f=215Mpa
∴抗弯强度满足要求。
7.1.5.2、抗剪强度计算:
Q=28.185KN
V=Q/A=28.185/42.128×102=6.69Mpa<fv=125Mpa
∴抗剪强度满足要求。
7.2生活服务中心
Lb=1.05m,La=1.5m,h=1.5m
架设22a型工字钢支撑-
查表ψAf=48.491,NGH2=1.715,NGH1=0.411,NQH=6.3,Ka=0.85
因采用单根钢管,则
最大以允许搭设高度
Hmax≤
>37m,故均可以搭设单立管。
7.2.1计算整体稳定性
架设37m高单立杆双排架,n=37/1.5=25步,
计算单杆轴力N
N=1.2(n1NGK1+n1’N’GK1+N’GK2)+1.4NQK=23.208KN
计算ψ值b=1.05米,H1=3米,先计算λx
λx=2H1/b=5.71,由b,H1查表得出:
μ=20
∴λox=μλx=20*5.71=114.2查表得出ψ=0.488
由于立杆为双排架单立杆,Ka=0.85,计算高度调整系数KH,H=37m>25m,∴KH=1/(1+H/100)=0.729
则N/Ψa=24.31N/mm2
∴Ka*KH*f=127.03N/mm2>24.31N/mm2
∴整体稳定性满足要求,安全。
7.2.2计算横杆稳定性
7.2.2.1抗弯计算:
小横杆:
q=1.4×3.452×1.05=5.07KN/m
M=qlb2(1-(a1/lb)2/8=0.511KN·m
σ=M/W=100.6Mpa<f=205Mpa
大横杆:
M=0.175F·l
F=0.5q·lb(1+a1/lb)2=5.08KN
M=0.175×5.08×1.05=0.933
σ=M/W=91.8Mpa<f=205Mpa
7.2.2.2刚度计算:
横向:
ν=5qklb4/384EI
qk=Q·S1=5.178KN/m
ν=3.26mm<[ν]=10mm
纵向:
ν=5Fkl3/100EI
Fk=0.5lb(1+a1/lb)2=5.08KN
ν=1.6mm<[ν]=10mm
∴横杆稳定满足要求,安全。
7.2.3扣件抗滑移计算
R=2.15×5.08=10.922 ∴安全。 7.2.4连墙件计算 NH=HW+3.0KN HW=1.4ωK·Aω=10.5KN∴NH=10.5+3.0KN=13.5KN λH=lH/I=69.6查表得ψ=0.777 ∴NH=13.5KN≤ψAf=0.777×205×4.89=77.89KN ∴安全. 7.2.5基础承载力验算 基础底部采用22a#工字钢支撑,内排立杆属于简支承受集中荷载模型,故: M=Nab/L=23.208×0.4×1.05/1.45=6.72KN·m W=309cm3 ∴σ=M/W=21.7Mpa<f=205Mpa Q=N·a/L=23.208×1.05/1.45=16.81KN V=Q/A=16.81/42.128×102=3.99MPa<fv=125Mpa ∴基础承载力验算满足要求,安全。
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