12号楼脚手架搭设方案.docx
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12号楼脚手架搭设方案
科学城震损住宅加固工程
一区15#楼工程
四川省海天建设工程有限公司
2009年4月
双排外脚手架搭设方案
一、编制依据:
1、中国工程物理研究院建筑设计院设计的科学城震损住宅加固工程施工图纸;
2、JG130—2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》;
3、JGJ59—99《建筑施工检查标准》;
4、JGJ80—91《建筑施工高处作业安全技术规范》。
二、工程慨况:
该工程为科学城震损住宅加固工程。
建筑物平面呈一字型,五层砖混,高度16.5m。
为了保证外墙施工和在施工过程中达到安全生产标准,防止本施工现场中的建筑构件及其它物品伤及到人。
因此,需搭设双排脚手架将施工现场全封闭,以保证安全施工。
三、脚手架搭设材料材质要求:
1、钢管:
脚手架钢管应采用现国家标准《直缝电焊钢管》﹙GB/T13793﹚或《低压流体输送用焊接钢管》﹙GB/T3092﹚中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》﹙GB/T700﹚中Q235----A级钢的规定。
凡有压扁.腐蚀.裂纹.弯曲.变形等现象不得投入使用。
2、扣件:
应采用可锻铸铁制的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》﹙GB15831﹚的规定;采用其它材料制作的扣件,应经实验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。
3、脚手板:
木脚手板应采用杉木或松木制作,其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》﹙GBJ5﹚中Ⅱ级材质的规定。
脚手架厚度不应小于50mm,宽度不小于200mm。
两端应各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。
4、连墙件:
连墙杆的材质应符合现行国家标准规定《碳素结构钢》﹙GB/T700﹚中Q235----A级钢的规定。
四、施工方案
(一)、施工准备:
1、在外脚手架搭设前,先将建筑物外围4米宽场地清理干净。
2、准备好木板(宽度不小于200mm,厚度不小于50mm)。
(二)施工方案:
落地式双排外脚手架施工方法
1)、搭设部位:
沿房屋四周搭设脚手架
2)、施工程序:
铺钢管立杆木板.铁垫板→立立杆→搭设横杆→搭设连墙杆→搭设剪刀撑→挂密目安全网→脚手架验收→挂标志牌。
1、立杆:
先铺通长板。
然后立立杆,立杆间距≤1.8m,接头采用对接,且要求将接头交错布置,二个相邻立杆接头不应设在同步.同跨内,且在高度方向应错开距离不小于500mm,立杆顶端高出女儿墙上皮1.2m,下部应设纵横方向扫地杆,纵向扫地杆距底座≤15cm。
横向扫地杆据底座≤20cm;当立杆基础不在同一高度时,将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,靠边坡的立杆与轴线到边坡距离≥500mm。
2、横杆:
大横杆间距步距为1.8m,以便搭设立网,大横杆绑于立杆里面,每侧外伸长度不应小于100mm,但不大于200mm,应采用对接扣件对接,也可以用搭接,接头应交错布置,相邻接头水平距离不小于500mm搭接接头不小于1000mm,并设2个旋转扣件(14个)固定;小横杆绑在大横杆上面,间距不大于立杆间距。
3、脚手板与水平网:
作业层满铺厚度为5cm木板,设1.2m高防护栏及0.2m挡脚板,作业层每隔二层设一道水平平网(一、三、五层设置),脚手板要求无探头板。
4、剪刀撑:
每道剪刀撑宽度为4跨,且不应小于6米,当斜杆与地面的夹角a=45°时,剪刀撑跨越立杆的根数≯7根;当a=50°时,≯6根;当a=60°时,≯5根;剪刀撑斜杆应用旋转扣件(14个)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,剪刀撑应连续设置到顶。
(见后附图一)
5、立网设置:
设在立杆内侧,第一层施工结束后,从纵向扫地杆起,与工程进度跟班设置,密目式安全网(每100C㎡不少于2000目),必须用尼龙绳固定在横向水平杆和立杆上。
6、脚手架与建筑物的拉接:
要求采用刚性拉接,即从第一步架开始每2个步距、3个跨距(高3.6m水平5.4m)设一拉节点;因部分房屋内有住户未搬出,连墙件不能入户,因此在连墙件的相应位置的墙面设置四颗M12膨胀螺栓,用8厚200X200钢板与膨胀螺栓(4颗)焊接,连墙杆再与钢板焊接连接。
(见后附图一)
7、排水措施:
建筑物四周散水与道路已成形,不会出现积水使底座沉降。
8、脚手架搭设完毕,经自检合格,然后报公司质安科进行检查验收,验收合格后,报请监理、质检站验收合格后方可使用。
9.1计算依据
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按20.0米计算,立杆采用单立管。
搭设尺寸为:
立杆的步距为1.80米,立杆的横距为1.05米,立杆的跨距为1.80米。
采用的钢管类型为Φ48×3.50,连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距5.4米。
根据现场情况,要求每层住宅窗户及楼梯间窗户处均宜设置连墙件。
施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工2层,脚手架共铺设4层。
9.2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=0.300×1.050/(2+1)=0.105kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050kN/m;
静荷载的计算值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m;
活荷载的计算值:
q2=1.4×1.050=1.470kN/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.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
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.2002+0.10×1.470×1.2002=0.232kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.2002-0.117×1.470×1.2002=-0.272kN.m;
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.232×106,0.272×106)/5080.0=53.543N/mm2;
大横杆的抗弯强度:
σ=53.543N/mm2小于[f]=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=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=1.050kN/m;
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=0.677×0.143×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.050×1200.04/(100×2.06×105×121900.0)
=0.939mm;
脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规范表5.1.8。
大横杆的最大挠度小于1200.0/150mm或者10mm,满足要求!
9.3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=0.038×1.200=0.046kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.300×1.050×1.200/(2+1)=0.126kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/(2+1)
=1.260kN;
荷载的计算值:
P=1.2×(0.046+0.126)+1.4×1.260
=1.970kN;
小横杆计算简图
2.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:
Mqmax=1.2×0.038×1.0502/8=0.006kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=1.970×1.050/3=0.690kN.m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.696kN.m;
σ=M/W=0.696×106/5080.000=137.013N/mm2;
小横杆的计算强度小于205.000N/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
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
Vqmax=5×0.038×1050.04/(384×2.060×105×121900.000)=0.024mm;
P2=p1+p2+Q=0.046+0.126+1.260=1.432kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
Vpmax=1432.080×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9)/(72×2.060×105
×121900.0)=2.343mm;
最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.343=2.367mm;
小横杆的最大挠度小于(1050.000/150)=7.000与10mm,满足要求!
;
9.4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;
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=0.300×1.050×1.200/2=0.189kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN;
荷载的计算值:
R=1.2×(0.040+0.189)+1.4×1.890=2.921kN;
R<8kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16kN。
9.5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0.1161
NG1=0.116×30.000=3.483kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用冲压钢脚手板,标准值为0.30
NG2=0.300×4×1.200×(1.050+0.3)/2=0.972kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、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=0.005×1.200×30.000=0.180kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.899kN;
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;
风荷载标准值应按照以下公式计算
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=0.450kN/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=0.840;
Us--风荷载体型系数:
Us=1.200;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.450×0.840×1.200=0.318kN/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=1.2×4.899+1.4×3.780=11.171kN;
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=1.2×4.899+0.85×1.4×3.780=10.377kN;
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=0.850×1.4×0.318×1.200×1.8002/10=0.147kN.m;
9.6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:
立杆的轴心压力设计值:
N=11.171kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/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=11171.000/(0.186×489.000)=122.818N/mm2;
立杆稳定性计算σ=122.818小于[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=10.377kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/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=10377.000/(0.186×489.000)+146907.613/5080.000=143.009N/mm2;
立杆稳定性计算σ=143.009小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
9.7最大搭设高度的计算:
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=1.416kN;
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-(1.2×1.416
+1.4×3.780)]/(1.2×0.116)=83.652m;
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]=83.652/(1+0.001×83.652)=77.194m;
[H]=77.194和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
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=1.416kN;
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)=0.147/(1.4×0.85)=0.123kN.m;
Hs=(0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.416+0.85×1.4×(3.780+
0.186×4.890×0.123/5.080)))/(1.2×0.116)=70.470m;
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]=70.470/(1+0.001×70.470)=65.831m;
[H]=65.831和50比较去较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
9.8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
风荷载基本风压值Wk=0.318kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=12.960m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;
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=5.761kN;
连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=10.761kN;
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN;
Nl=10.761 连墙件采用钢板与螺栓构件。 经过计算得到Nl=10.761小于双扣件的抗滑力16.0kN,满足要求! 9.9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=68.000kN/m2; 其中,地基承载力标准值: fgk=170.000kN/m2; 脚手架地基承载力调整系数: kc=0.400; 立杆基础底面的平均压力,p=N/A=41.508kN/m2; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=10.377kN; 基础底面面积(m2): A=0.250m2。 p=41.508≤fg=68.000kN/m2。 地基承载力的计算满足要求! (三)、脚手架的拆除: 脚手架拆除顺序为: 安全网→踢脚杆→防护栏杆→剪刀撑→脚手板→搁栅杆→连墙杆→大横杆→小横杆→立杆,自上而下拆除,一步一清,不得采用踏步式拆除,不准上、下同时作业。 拆除外脚手架应经施工现场负责人签字同意并做专门技术、安全交底并履行审批手续后,才能进行。 划出工作区标志,严禁非施工人员进入,并派专人守护。 严格遵守拆除顺序: 由上而下,后绑的先拆,先绑的后拆。 一般先拆栏杆,脚手板和剪刀撑,后拆小横杆、大横杆和立杆等。 拆架应一步一清,逐步进行,严禁上下同时拆除。 架杆不得从上向下直接抛扔,应用绳子将架杆绑住放下。 拆除过程中要求统一指挥,动作协调。 当解开与另一人有关的结扣时应先告知对方,以防坠落。 工具和材料应用滑轮和绳索运送,不准乱扔,以防伤人。 架料拆运应坚持“三不打”、“四不放”的原则。 即不得打伤人,不得打坏建筑物,不得打坏设备材料;未站稳不得放,看不清下边不得放,下边有人不得放,上喊下不应不得放。 拆架完成后,应及时清理现场扣件、架管。 拆除脚手架应设置警戒,张挂醒目的警戒标志,禁止非操作人员通行和地面施工人员能行,并有专人负责警戒。 长立杆、斜杆的拆除应由二人配合进行,不宜单独作业,下班时应检查是否牢固,必要时应加设临时固定支撑,防止意外。 拆除外架前应将通道口上的存留材料杂物清除。 如遇强风、雨、雪等气候,不能进行外架拆除。 拆卸的钢管与扣件应分类堆放,严禁高空抛掷。 吊下的钢管与扣件运到地面时应及时按品种规格堆放整齐。 (四)、安全质量及防护措施: 1、垫板一定要每根立杆底部都要求垫平垫实,严禁在地面直接搭设立杆。 2、立杆的垂直度偏差不大于50mm;步距偏差≤2mm;纵距≤50mm;横距≤20mm;并确保节点连接牢固,卡具,螺栓一定要卡牢拧紧,拉结距离及材料必须按要求搭设。 3、脚手架搭设人员应经过专业培训,持证上岗,且身体健康,适宜高空作业的人员。 4、作业人员须穿防滑鞋,严禁穿硬底子鞋.凉鞋等及赤脚,配戴合格及安全带并正确使用,工具放入工具袋内,严禁上下抛接工具及材料。 5、严禁酒后作业,遇雷雨.六级以上大风禁止作业。 6、及时将脚手架与结构体做好刚性拉结,严禁将架体与结构外不牢靠的物体拉结,以防影响安全。 7、脚手架作业层设的脚手板.挡脚板.防护栏杆.及密目式安全网等防护设施不得随意拆除或改动。 8、作业人员在操作过程中要严格遵守安全操作规程,不得在作业中打闹。 9、脚手架不能做电缆.电线架设物使用,架上使用电动工具及照明,要做好绝缘防漏电措施,脚用架上应做好防雷装置。 10、钢脚手架不得搭设在距高压线路4.5米以内。 11、未经施工负责人同意,严禁任意拆除架子。
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