外架专项施工方案.docx
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外架专项施工方案.docx
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外架专项施工方案
脚手架工程专项施工方案
第一节编制依据
《建筑施工计算手册》(第四版)中国建筑工业出版社;
《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;
《建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)》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中国建筑工业出版社;
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社;
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社;
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社;
及朝顺城市花园7#、8#楼设计施工图纸。
第二节工程概况
本工程为贵州省朝顺房地产开发有限公司建的商住房,本工程位于贵州省兴仁县城东新区;本工程占地面积3395.09M²,建筑面积31865.99M²(其中地上21399.92M²;地下10466.07M²;容积率:
3.19%;建筑密度:
32.2%;绿地率:
35.4%,)。
结构形式底部为框架结构,建筑合理使用年限:
50年。
7#、8#楼地下3层,负一、负二、负三层为商业用房和车库使用。
一层以上为住宅,7#、8#楼地上为28层、建筑总高度84M.
第三节脚手架方案选择
本工程考虑到施工工期、质量和安全要求,故在选择方案时,应充分考虑以下几点:
一、架体的结构设计,力求做到结构要安全可靠,造价经济合理。
二、在规定的条件下和规定的使用期限内,能够充分满足预期的安全性和耐久性。
三、选用材料时,力求做到常见通用、可周转利用,便于保养维修。
四、结构选型时,力求做到受力明确,构造措施到位,升降搭拆方便,便于检查验收;
五、综合以上几点,脚手架的搭设,还必须符合JCJ59-99检查标准要求,要符合贵阳市文明标化工地的有关标准。
六、结合以上脚手架设计原则,同时结合本工程的实际情况,综合考虑了以往的施工经验,决定采用以下脚手架方案:
1、落地架:
裙楼1~2层外架均采用双排间距为1.05米,立杆纵向间距为1.6米,内排离墙0.3m,大横杆步距1.8米,外排大横杆在中间加水平杆一道,隔层铺竹脚手板。
脚手架立杆落在地下室底板垫层上。
在立杆底部加设扫地杆,扫地杆离下脚间≤200mm。
小横杆每隔一步架即3m与地下室外墙预埋连墙杆件连接牢固。
本外架为工程施工操作架及外维护架,严禁作为支模及承重架使用。
2、主楼钢管双排外脚手架:
1)、三层以上部分脚手架采用悬挑式结合落地式钢管扣件外脚手架。
主楼部分7#、8#楼分三段进行悬挑分别在4层(标高13.5M)、13层(标高39.6M)、22层(标高65.7M)用18a工字钢挑出(每根站杆下均有工字钢);7#、8#楼分三段进行悬挑分别在4层(标高13.5M)、14层(标高42.5M)、23层(标高68.6M)用18a工字钢挑出(每根站杆下均有工字钢)。
双排外架间距为1.0米,立杆纵向间距为1.5米,内排钢管离结构外轮廓线0.25米。
大横杆步距1.8米。
隔层满铺竹脚手板用1.2mm绑扎丝绑扎,与主体结构间用模板木方封闭。
每个悬挑段每根站杆分别用钢丝绳卸荷2次(即三层卸荷一次),与主体结构的刚性连接采用两步三跨焊接连接方式。
挑架和落地架强度和刚度计算详见计算书。
2)、主楼地上施工阶段悬挑外脚手架架设方法如图所示:
3、卸料平台的搭设方法及要求
根据脚手架的搭设方案,本工程外墙主楼脚手架采用悬挑式钢管双排脚手架,为了保证主体结构的施工进度,在主楼的每层楼搭设一个卸料平台,便于模板材料及其他材料的及时吊运。
卸料平台的搭设方法及要求如下:
1)卸料平台的搭设必须上下层相互错开,便于材料的垂直吊运;
2)卸料平台采用型钢悬挑式平台,悬挑长度为4.0m,平台宽度为3.0m;
3)卸料平台采用4根直径22mm的钢丝绳在上层砼已浇筑完成的梁上进行斜拉固定;
4)卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏;
5)卸料平台必须与外架脱离开,严禁与外架或室内操作架连接。
第四节脚手架的材质要求
一、钢管脚手架的材质要求
l、钢管脚落地手架,选用外径48mm,壁厚3.2~3.50mm,钢材强度等级Q235-A,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯。
2、本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件,应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求,由有扣件生产许可证的生产厂家提供,不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷,扣件的规格应与钢管相匹配,贴和面应干整,活动部位灵活,夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。
钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。
3、搭设架子前应进行保养。
4、脚手板、脚手片采用符合有关要求。
5、安全网采用密目式安全网,颜色应满足环境效果要求,选用绿色。
6、连墙件采用钢管或φ8钢双股。
7、型钢水平悬挑杆采用18a号槽钢,钢丝绳选用直径14钢丝绳。
8、吊环直径为18mm的圆钢。
二、卸料平台的材质要求
1、主梁槽钢型号:
16号槽钢槽口水平;
2、次梁槽钢型号:
12.6号槽钢槽口水平;
次梁槽钢间距(m):
1.0,最里端次梁与墙的最大允许距离(m):
0.20。
3、钢丝绳直径22mm,吊环直径28mm。
第五节脚手架的搭设流程及要求
一、普通悬挑架
悬挑脚手架搭设的工艺流程为:
水平悬挑→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(搁栅)→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
定距定位。
根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离,并做好标记;用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。
在搭设首层脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角除双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。
当脚手架操作层高出连墙件两步时,宜先立外排,后立内排。
其余按一下构造要求搭设。
1、立杆间距
(1)、脚手架立杆纵距1.5m,横距1.00m,步距1.8m;连墙杆间距竖直3.6m,水平4.5m(即二步三跨):
立杆距建筑物0.25m。
(2)、脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开500mm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。
(3)、立杆应设置底座,并设置纵横方向扫地杆,连接于立脚点杆上,离底座20cm左右。
(4)、立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。
2、大横杆、小横杆设置
(1)、大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m,外排大横杆加一道水平杆,以便立网挂设,大横杆置于立杆里面,每侧外伸长度为150mm。
(2)、外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆,两端固定在立杆,以形成空间结构整体受力。
3、剪刀撑
脚手架外侧立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定。
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,旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。
4、脚手板、脚手片的铺设要求
(1)、脚手架内排立杆与结构层之间均应铺设木板:
板宽为200mm,内外立杆应满铺脚手板,无探头板。
(2)、满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设,满铺到位,不留空位,不能满铺处必须采取有效的防护措施。
(3)、脚手片须用18铅丝双股并联绑扎,不少于4点,要求绑扎牢固,交接处平整,铺设时要选用完好无损的脚手片,发现有破损的要及时更换。
5、防护栏杆
(1)、脚手架外侧使用绿色密目式安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。
(2)、选用D=14的尼龙绳张挂安全网,要求严密、平整。
(3)、脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.9m和1.3m。
(4)、脚手架内侧形成临边的(如遇大开间门窗洞等),在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和30cm高踢脚杆。
6、连墙件
(1)、脚手架与建筑物按水平方向3.0m,垂直方向3.6m,设一拉结点。
(2)、拉结点在转角范围内和顶部处加密,即在转角l米以内范围按垂直方向每3.6米设一拉结点。
(3)、拉结点应保证牢固,防止其移动变形,且尽量设置在外架大小横杆接点处。
(4)、外墙装饰阶段拉结点,也须满足上述要求,确因施工需要除去原拉结点时,必须重新补设可靠,有效的临时拉结,以确保外架安全可靠。
7、架体内封闭
(1)、脚手架的架体内立杆距墙体净距为200mm,如因结构设计的限制大于200mm的必须铺设站人片,站人片设置平整牢固。
(2)、脚手架施工层里立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。
(3)、施工层以下外架每隔3步以及底部用密目网或其他措施进行封闭。
支承结构型钢的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同,立杆直接支承在悬挑的支承结构上。
上部脚手架立杆与支承结构应有可靠的定位连接措施,以确保上部架体的稳定。
通常采用在挑梁或纵向钢粱上焊接150-200mm、外径φ32mm的钢管,立杆套座其外,并同时在立杆下部设置扫地杆。
二、落地架
落地脚手架搭设的工艺流程为:
在钢筋砼楼面上定位→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(搁栅)→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
定距定位。
根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离,并做好标记;用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。
1、主杆基础
本工程脚手架地基为钢筋砼楼面,C30砼,楼板厚度120厚。
2、立杆间距
(1)、脚手架立杆纵距1.5m,横距1.10m,步距1.8m;连墙杆间距竖直3.6m,水平3.2m(即二步二跨):
内立杆距建筑物0.25m。
(2)、脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开500mm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。
(3)、立杆应设置垫木,并设置纵横方向扫地杆,连接于立脚点杆上,离底座20cm左右。
(4)、立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。
3、大横杆、小横杆设置
同挑架。
4、剪刀撑
同挑架。
5、脚手板、脚手片的铺设要求
同挑架。
6、防护栏杆
同挑架。
7、连墙件
同挑架。
8、架体内封闭
同挑架。
第六节脚手架计算书
主楼部分7#、8#楼分三段进行悬挑分别在4层(标高13.5M)、13层(标高M)、22层(标高65.7M)用18a工字钢挑出(每根站杆下均有工字钢);44#楼分三段进行悬挑分别在4层(标高13.5M)、14层(标高M)、23层(标高M)用18a工字钢挑出(每根站杆下均有工字钢)其中选择44#楼4层至14层一段(高度为29m),作为验算基础。
一、悬挑式扣件钢管脚手架计算书
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》(JGJ130-2001)。
计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为29米,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的纵距1.50米,立杆的横距1.00米,立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为
48×3.2,
连墙件采用2步3跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设3层
悬挑水平钢梁采用18a号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度2.00米,建筑物内锚固段长度3.00米。
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最外面钢丝绳距离建筑物1.20m。
(一)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。
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=0.300×1.000/3=0.100kN/m
活荷载标准值Q=3.000×1.000/3=1.000kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.100=0.166kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×1.000=1.400kN/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、抗弯强度计算:
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为:
M1=(0.08×0.166+0.10×1.400)×1.5002=0.345kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为:
M2=-(0.10×0.166+0.117×1.400)×1.5002=-0.406kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
=0.406×106/5080.0=79.905N/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=0.038+0.100=0.138kN/m
活荷载标准值:
q2=1.000kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×0.138+0.990×1.000)×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)=2.185mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
(二)、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。
1、荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.500=0.058kN
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=1.2×0.058+1.2×0.150+1.4×1.500=2.349kN
小横杆计算简图
2、抗弯强度计算:
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:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×0.038)×1.0002/8+2.349×1.000/3=0.789kN.m
=0.789×106/5080.0=155.276N/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:
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠:
V1=5.0×0.038×1000.004/(384×2.060×105×121900.000)=0.02mm
集中荷载标准值:
P=0.058+0.150+1.500=1.708kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
V2=1707.600×1000.0×(3×1000.02-4×1000.02/9)/(72×2.06×105×121900.0)=2.414mm
最大挠度和:
V=V1+V2=2.434mm
小横杆的最大挠度小于1000.0/150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=0.038×1.000=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=0.139×29.00=4.031kN
2、脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用竹脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×3×1.500×(1.000+0.300)/2=0.878kN
3、栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹脚手板挡板,标准值为0.11
NG3=0.110×1.500×3/2=0.330kN
4、吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.500×29.000=0.218kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.457kN。
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》(GB50009-2001)的规定采用:
W0=0.700
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=1.000
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.700×0.840×1.000=0.412kN/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——风荷载基本风压标准值(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:
卸荷吊点按照构造考虑,不进行计算。
1、不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=11.38kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.26;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=2.60m;
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,A=4.89cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到
=131.80
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
2、考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=15.97kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.26;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=2.60m;
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,A=4.89cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.165kN.m;
——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);经计算得到
=156.97
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
<[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——风荷载基本风压标准值,wk=0.412kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=3.00×4.50=13.500m2;
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=7.779kN,连墙件轴向力计算值Nl=12.779kN
连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]
其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.58的结果查表得到
=0.95;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=95.411kN
Nf>Nl,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用扣件与墙体连接。
经过计算得到Nl=12.779kN大于扣件的抗滑力8.0kN,满足要求!
连墙件扣件连接示意图
(七)、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计
悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
本工程中,脚手架排距为1000mm,内侧脚手架距离墙体250mm,支拉斜杆的支点距离墙体=1200mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=3400.00cm4,截面抵抗矩W=309.00cm3,截面积A=42.00cm2。
受脚手架集中荷载P=1.2×5.731+1.4×4.50=11.38kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×42.00×0.0001×7.85×10=0.40kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=353kN,R2=13.203kN,R3=0.250kN
最大弯矩Mmax=2.632kN.m
抗弯计算强度:
f=M/1.05W+N/A=2.632×106/(1.05×309000.0)+5.365×1000/4200.0=9.390N/mm2
水平支
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