悬挑式脚手架方案完成.docx
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悬挑式脚手架方案完成
目 录
一、工程概况······················································································3
二、编制依据······················································································3
三、脚手架搭设方案选择··································································4
四、悬挑式脚手架设计····································································5
(一)计算书··························································································5
(二)构造要求····················································································17
1、纵向水平杆、横向水平杆、脚手板·············································17
2、立杆································································································18
3、连墙件·····························································································19
4、剪刀撑与横向斜撑·········································································19
5、架体内外封闭··················································································20
6、阳台锚固段的处理···········································································20
7、转角处理························································································20
五、脚手架施工要求········································································21
1、施工准备··························································································21
2、搭设要求·························································································21
3、拆除要求·························································································23
六、脚手架的检查和验收································································24
1、构配件检查与验收········································································24
2、脚手架检查与验收·········································································25
七、脚手架安全管理措施··································································26
八、应急措施·······················································································27
1、应急人员组织················································································27
2、应急措施·························································································28
九、文明施工·························································································28
十、附图····························································································29
1、悬挑脚手架侧面图
2、悬挑脚手架正立面图
3、落地脚手架副立杆正立面图
4、节点详图(连墙件、吊环、底座等)
5、1-5#楼悬挑脚手架平面图
脚手架搭拆专项方案
一、工程概况
工程名称:
杭政储出[2009]35号地块1#-5#、垃圾收集间及地下室
建设单位:
杭州鸿汇置业有限公司
设计单位:
中国联合工程公司
监理单位:
浙江工程建设监理公司
施工单位:
浙江银力建设集团有限公司
本工程位于杭州市滨江区,浦沿路西侧,滨文路北侧,东信大道南侧,新浦河东侧,总用地面积约22523m2。
总建筑面积83649.5m2,地上建筑面积为66208.5m2,地下建筑面积为17441m2。
二、编制依据
1、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001(2002版)
2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB5024-2002
3、设计施工图纸、会审纪要
4、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91
5、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
6、《施工手册》
7、《混凝土结构技术规程》JGJ3-2002
8《建筑工程施质量验收统一标准》GB50204-2001
9、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
9、《钢结构设计规范》GB50017-2003
10、本工程总体施工组织设计
11、本公司企业标准
三、脚手架搭设方案的选择
根据本工程的特点,决定采用悬挑式脚手架,脚手架布置见平面布置图(见附图)。
脚手架最高搭设高度19.2米。
1、搭设方式与主要参数
(1)悬挑架采用16号槽钢作为水平挑梁。
槽钢悬挑长度1.25m。
水平间距1.5m,采用10步一挑,1-4#楼每挑脚手架搭设高度17.4m,5#楼每挑脚手架搭设高度19.2m(本工程计算书按5#楼脚手架搭设高度进行计算)。
1#楼悬挑架从11、17、23层楼面开始悬挑,共悬挑3次。
2#楼悬挑架从10、16、22、28层楼面开始悬挑,共悬挑4次。
3#、4#楼悬挑架从9、15、21、27层楼面开始悬挑,共悬挑4次。
5#楼悬挑架从6、10、14、18层楼面开始悬挑,共悬挑4次。
各幢楼号底部脚手架为落地脚手架,1#楼落地脚手架搭设高度为30M,2#楼落地脚手架搭设高度为27.1M,3#、4#楼落地脚手架搭设高度为25M,5#楼落地脚手架搭设高度为24.1M,超过25米的落地脚手架,超过部分立杆采用双立杆。
(2)水平挑梁设一道16号(型号、直径)斜拉绳,拉环采用ф18圆钢,位置、具体做法见附图。
(3)脚手架用ф48×3.2钢管和扣件搭设成双排架,其立杆横距为0.8m,纵距为1.5m,步距为1.8m。
(4)脚手架立杆下部支承在槽钢(工字钢)上,上部焊接L=100Φ25钢筋,便于钢管插入,然后在组成的钢架上与普通外架一样搭设上部架体。
(5)连墙件采用每层设置,长度不大于3跨。
(6)立杆离墙为0.40m。
(7)脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工,层层满铺80×1000脚手片。
(8)立杆底部200mm处设扫地杆。
(9)水平钢梁与楼板压点采用Φ18圆钢拉环,拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。
(10)楼层转角位置采用45度18号槽钢外挑加强。
2、人货梯平台采用钢管搭设,方档与钢管固定,上面铺设18mm模板。
四、悬挑式脚手架设计
(一)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》(JGJ130-2002)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)等编制。
脚手架搭设高度为19.2m,立杆采用单立管;
采用的钢管类型为φ48×3.0,连墙件采用2步3跨,竖向间距3.6m,水平间距4.5m。
施工均布荷载为2kN/m2,同时施工2层,脚手板共铺设11层。
悬挑水平钢梁采用16号槽钢槽口水平,其中建筑物外悬挑段长度1.25m,建筑物内锚固段长度2.8m;
悬挑水平钢梁上面采用型号为6×19的钢丝绳拉结,水平钢梁上拉结点距离建筑物1.25m,上部锚固点与墙支点垂直距离3m。
一、大横杆(纵杆)验算
大横杆(纵杆)按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆(纵杆)在小横杆的上面。
按照大横杆(纵杆)上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆(纵杆)的最大弯矩和变形。
1、荷载计算
大横杆(纵杆)的自重标准值P1=0.0333kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.05×0.8/(1+1)=0.02kN/m
活荷载标准值Q=2×0.8/(1+1)=0.8kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×0.0333+1.2×0.02=0.064kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×0.8=1.12kN/m
最大弯矩M=(0.10×0.064+0.117×1.12)×1.52=0.309kN.m
最大支座力R1=(1.1×0.064+1.2×1.12)×1.5=2.122KN
最大挠度计算如下:
静荷载标准值q1=0.0333+0.02=0.053kN/m
活荷载标准值q2=0.8kN/m
最大挠度υ=(0.677×0.053+0.990×0.8)×15004/(100×2.06×105×10.78×104)=1.887mm
2、强度验算
大横杆(纵杆)强度计算如下:
σ=0.309×106/(4.49×103)=68.82N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3、挠度验算
最大计算挠度为υ=1.887mm
大横杆(纵杆)的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求!
三、小横杆验算
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。
1、荷载计算
小横杆的自重标准值Po=0.0333kN/m
大横杆的自重标准值P1=0.0333×1.5=0.05kN
脚手板的荷载标准值P2=0.05×0.8×1.5/(1+1)=0.03kN
活荷载标准值Q=2×0.8×1.5/(1+1)=1.2kN/m
荷载的计算值
P=1.2×0.05+1.2×0.03+1.4×1.2=1.776kN
q=1.2×0.0333=0.04kN/m
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
由上得:
Mmax=0.358kN.m;υmax=0.18mm;最大支座力R2=0.904KN
2、强度验算
小横杆强度计算如下:
σ=0.358×106/(4.49×103)=79.733N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3、挠度验算
最大计算挠度为υ=0.18mm
小横杆的最大挠度小于800/150与10mm,满足要求!
三、扣件抗滑移计算
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值
R=max{R1,R2}=2.122KN
扣件抗滑容许承载力[R]=8kN
经计算,扣件抗滑移验算满足要求!
四、立杆稳定性验算
1、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。
(1)静荷载标准值包括以下内容:
①立杆承受的结构自重标准值;
Ng1=[0.1253+(0.8×1/2)×0.0333/1.8]×19.2=2.548kN
②脚手板的自重标准值
Ng2=0.05×11×1.5×(0.8+0.4)/2=0.495kN
③栏杆与挡脚手板自重标准值
Ng3=0.05×1.5×11/2=0.413kN
④吊挂等安全设施荷载
Ng4a=0.005×1.5×19.2=0.144kN
经计算得到,静荷载标准值Ng=Ng1+Ng2+Ng3+Ng4=3.6kN。
(2)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。
活荷载标准值Nq=2×2×1.5×0.8/2=2.4kN
(3)风荷载标准值应按照以下公式计算
ωk=0.7μzμsω0
W0:
基本风压(Kpa),W0=0.45
Uz:
风荷载高度变化系数,取脚手架底部μz=0.74
Us:
风荷载体型系数,μs=0.105
风荷载标准值ωk=0.7×0.74×0.105×0.45=0.024kN/m2
荷载设计值计算如下
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=7.176
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=7.68
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4ωklah2/10=0.014
ωk:
风荷载标准值(kN/m2);la:
立杆纵距(m);h:
立杆步距(m)
2、立杆稳定性验算
考虑风荷载时,钢管立杆受压强度计算值
σ=N/φA+Mw/W=89.91N/mm2
N:
立杆的轴心压力设计值,N=7.176kN;
φ:
轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.195;
i:
计算立杆的截面回转半径,i=1.6cm;
l0:
计算长度,由公式l0=kμh确定,l0=3.119m;
k:
计算长度附加系数取1.155;
μ:
计算长度系数,由脚手架的高度确定u=1.5;
A:
立杆净截面面积A=4.24cm2;
W:
立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.49cm3;
Mw:
计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,Mw=0.014kN.m;
[f]:
钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算满足要求!
五、连墙件验算
1、荷载计算
连墙件的轴向力设计值计算:
Nl=Nlw+No
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
脚手架顶部Uz1=0.74
连墙件均匀布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位
脚手架顶部风荷载标准值
Wk=0.7Uz1×Us×Wo=0.7×0.74×0.105×0.45=0.024kN/m2。
Wk:
风荷载基本风压标准值,Wk=0.024kN/m2;
Aw:
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积,Aw=4.5×3.6=16.2m2;
No:
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5kN
经计算得到Nlw=0.544kN
连墙件轴向力计算值Nl=5.544kN
2、连墙件稳定性验算
连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离
长细比λ=lo/i=40/1.6=25
长细比λ=25<[λ]=150(查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》),满足要求!
Φ:
轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到Φ=0.953;
Nl/ΦA=5.544×103/(0.953×4.24×102)=13.72N/mm2
连墙件稳定承载力小于[f]=205,连墙件稳定性满足要求!
3、抗滑移计算
连墙件采用双扣件与墙体连接
经过计算得到Nl=5.544kN小于扣件的抗滑力12kN
经计算,扣件抗滑移验算满足要求!
连墙件扣件连接示意图
六、悬挑梁受力计算
1、荷载计算
(1)静荷载标准值包括以下内容
①立杆承受的结构自重标准值;
外立杆Ng1a=[0.1253+(1.5×1/2)×0.038/1.8]×19.2=2.71kN
内立杆Ng1b=[(2×0.1161-0.1253)+(1.5×1/2)×0.038/1.8]×19.2=2.356kN
②脚手板的自重标准值
Ng2=0.05×11×1.5×(0.8+0.4)/2=0.495kN
③栏杆与挡脚手板自重标准值
Ng3=0.05×1.5×11/2=0.413kN
④安全网等安全设施荷载
Ng4=0.005×1.5×19.2=0.144kN
经计算得到
N1k=Ng1a+Ng2+Ng3+Ng4=3.762kN。
N2k=Ng1b+Ng2+Ng3=3.264kN。
(2)内、外立杆活荷载按一纵距内施工荷载总和的1/2取值
活荷载标准值Nq=2×2×1.5×0.8/2=2.4kN
荷载设计值计算如下:
N1=1.2×3.762+1.4×2.4=7.874kN;
N2=1.2×3.264+1.4×2.4=7.277kN;
水平钢梁自重计算荷载q=1.2×25.15×10-4×7.85×10=0.237kN/m
钢丝绳拉力S、Sn、Ss的计算如下:
S=αFg/K=0.85×120.125/5=20.421KN
Fg:
钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)Fg=0.5d2=120.125KN,d为钢丝绳直径(mm);
α:
钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8;
K:
钢丝绳使用安全系数,取5
Sn=S×Sinθ=20.421×3000/(30002+12502)0.5=18.85KN
Ss=S×Cosθ=20.421×1250/(30002+12502)0.5=7.854KN
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
由上Mmax=6.385kN.m;υmax=0.041mm;支座力从左到右依此为R1=17.221KN,R2=1.11KN
水平支撑梁的截面惯性矩I=934.5cm4,截面模量(抵抗矩)W=116.8cm3,截面积A=25.15cm2
2、强度验算
抗弯强度计算如下:
σ=7.854×103/(25.15×102)+6.385×106/(1.05×116.8×103)=55.186N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3、挠度验算
由上最大挠度Vmax=0.041mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍,即2500mm
[υ]=2500/250=10mm
水平支撑梁的最大挠度小于2500/250mm,满足要求!
4、钢丝绳的吊环强度验算
钢丝拉绳的吊环强度计算如下:
σ=N/(2A)=20.421×103/(2×254.469)=40.125N/mm2
其中N=S=20.421kN;A=π(18/2)2=254.469mm2
[σ]=205N/mm2
钢丝拉绳的吊环强度满足要求!
七、悬挑梁整体稳定性验算
水平钢梁采用16号槽钢槽口水平,计算公式如下
σ=M/(φbWx)≤[f]
其中
φb:
均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
φb=(570tb/lh)×(235/fy)
经过计算得到φb=[570×10×65/(2400×160)]×(235/235)=0.965
由于φb大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录B其值用φb'查表得到其值为0.778
经过计算得到强度σ=6.385×106/(0.778×116.8×103)=70.265N/mm2;
水平钢梁的稳定性计算强度小于[f]=205N/mm2,满足要求!
八、锚固段与楼板连接的验算
1、螺栓锚固深度验算
锚固深度计算公式
h≥N/(πd[fb])
其中
N:
锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=0.555kN;
d:
楼板螺栓的直径,d=18mm;
[fb]:
楼板螺栓与混凝土的容许粘结强度,计算中取1.5N/mm2;
h:
螺栓在楼板内的锚固深度为120mm
0.555×103/(3.14×18×1.5)=6.546mm
螺栓锚固深度满足要求!
2、螺栓混凝土局部承压验算
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
N≤(b2-πd2/4)fcc
其中N--锚固力,即作用于楼板螺栓的轴向拉力,N=0.555kN;
d--楼板螺栓的直径,d=18mm;
b--楼板内的螺栓锚板边长,b=5d=90mm;
fcc--混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95fc=22.09N/mm2;
经过计算得到公式右边等于173.308kN
楼板混凝土局部承压验算满足要求!
(二)构造要求
1、纵向水平杆(大横杆)、横向水平杆(小横杆)、脚手板
1.1纵向水平杆(大横杆)置于小横杆之上,在立柱的内侧,用直角扣件与立柱扣紧,其长度大于3跨,不小于6m,同一步大横杆四周要交圈。
1.2纵向水平杆(大横杆)接长宜采用对接扣件连接,也可采用搭接。
纵向水平杆(大横杆)采用对接扣件连接,其接头应交错布置。
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内。
不同步不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于500mm。
1.3纵向水平杆(大横杆)搭接长度不应小于1m,应等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm.
1.4小横杆伸出外排大横杆边缘距离不小于10cm,伸出里排大横杆距结构外边缘20cm,且长度不大于40cm。
上、下层小横杆应在立杆处错开布置,同层的相临小横杆在立柱处相向布置。
1.5横向水平
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