资源描述
禹州·尊海6~7#楼、8~10#楼、19~27#楼及地下室工程
脚手架施工方案
中建七局第三建筑有限公司
CHINA NO.7 CONSTRUCTION BUREAU NO.3 COMPANY
------审批表------
中国建筑工程总公司
CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP.
禹洲·尊海6#~7#楼、8#~10#楼、19#~27#楼
及地下室工程脚手架施工方案
中建七局第三建筑有限公司
CHINA NO.7 CONSTRUCTION ENGINEERING BUREAU NO.3 COMPANY
2011年 3 月 6日
施工组织设计(施工方案)报审表
工程名称
禹州·尊海6#~7#楼、8#~10#楼、19#~27#楼及地下室工程
施工单位
中建七局第三建筑有限公司
编制单位
现报上 脚手架工程施工组织总设计/施工组织设计/施工方案文件,请予以审查。
主 编
编制人
工程项目部/专业分包施工单位 (盖章)
技术负责人
审核单位
总承包单位审核意见:
年 月 日
总承包单位 (盖章)
审核人
审批人
审查单位
监理审查意见:
监理审查结论: □同意实施 □修改后报 □重新编制
监理单位 (盖章)
专业监理工程师
日期:
总监理工程师
日期:
-41-
禹州·尊海6~7#楼、8~10#楼、19~27#楼及地下室工程
脚手架施工方案
中建七局第三建筑有限公司
CHINA NO.7 CONSTRUCTION BUREAU NO.3 COMPANY
-----正 文----
目 录
1、编制说明和依据 4
1.1、编制说明: 4
1.2、编制依据: 4
2、工程概况及脚手架工程概况 5
2.1、工程概况 5
3、脚手架施工方案 6
3.1、材料选择 6
3.2、方案选型 6
3.3、卸料平台(详见本工程《卸料平台施工方案》) 7
3.4、安全防护棚 7
4、脚手架施工方法 8
4.1、地下室及上部脚手架搭设 8
4.2、二~屋面悬挑架的搭设 8
4.3、人行道防护棚的搭设 9
4.4、细部做法 9
5、脚手架施工技术要求 11
5.1、搭设作业要求 11
5.2、杆配件搭设的技术要求 12
5.3、连墙件的要求 13
5.4、剪力撑的设置要求 14
5.5、脚手板及其它作业层板的铺设要求 14
5.6、脚手架的安全防护要求 14
5.7、脚手架的使用要求 15
6、脚手架的拆除 16
7、脚手架的质量检验验收规定 17
8、安全技术措施及注意事项 18
9、文明施工措施 19
10、脚手架的验算 19
附1:脚手架材料用表 38
附2:主体地下室至一层及上部临时防护架剖面图 39
附3:主体悬挑架剖面图 40
附4:落地钢管架转角处大样 41
1、编制说明和依据
1.1、编制说明:
本工程为厦门禹洲集团地产投资有限公司开发的高层及多层住宅建筑,其质量标准要求达到福建省“闽江杯”优质工程标准,现场文明施工要求达到“福建省安全文明工地”。
本工程施工处于厦门市海沧区兴港路与角嵩路交接处,且周边有其他施工单位在建项目,为了保证工程顺利进行和消除安全隐患,避免发生安全事故,提高工程及企业形象,贯彻执行相关规定,特编制此脚手架施工方案。给现场脚手架搭设和维护提供技术支持和指导。本脚手架方案包括施工外架和临边防护棚等。
1.2、编制依据:
a、万地联合(厦门)工程设计有限公司设计的本工程施工图纸;
b、《建筑施工手册》第四版;
c、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
d、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
e、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
f、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)
g、福建省建设厅印发的《建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定(试行)》。
2、工程概况及脚手架工程概况
2.1、工程概况
禹洲·尊海6#~7#楼、8#~10#楼、19#~27#楼及地下室工程地位厦门市海沧区兴港路与角嵩路交接处,工程总建筑面积约为144143 m2,其中地下室建筑面积约为30980 m2,6#、7#高层住宅楼建筑面积约为97752 m2,8#~10#、19#~27#多层住宅楼建筑面积约为15410 m2。高层建筑地下室两层、二层层高均为4.20m;多层建筑地下室一层,层高为3.90m,6#楼33层, 建筑高度96m(一层层高3.0米;架空部分5.9米、二~三十三层层高2.9米);7#楼39层,建筑高度113. 5m(一层层高3.0米;架空5.9米、二~三十九层层高2.9米);8~12#楼4层,建筑高度11.4m(一至三层3.20米;四层层高2.9米);19~27#楼4层,建筑高度13.9,(一至三层3.20米;四层层高2.9米)。本工程为两栋超高层住宅楼,地下两层车库、设备房;上部住宅楼及12栋多层住宅,地下一层车库、设备房;上部住宅楼组成。
本工程基础;高层主楼下为筏板基础;其余为桩承台基础。
2.2、脚手架工程概况
本工程高层地下室二层,地上最高39层,建筑物地下深为:10.6m,地上高度为:113.50m。地下室面积为30980m2,高层建筑物地下室二层层高均为3.90m;多层地下室一层层高4.2m,6#楼33层, 建筑高度96m,7#楼39层,建筑高度113. 5m,楼梯间出屋面。本工程脚手架方案主要解决主体施工维护脚手架、外装修施工脚手架以及周边道路防护脚手架。
3、脚手架施工方案
3.1、材料选择
主要材料
规格
要求
备注
钢管
外径48mm、壁厚3.5mm
钢管端部切口平整
扣件
直角、旋转和对接
灵活无锈蚀裂痕
脚手板
300×50mm竹夹板
平整规格强度足够
工字钢
16#
材质合格
安全网
1800*6000
材质合格
其他材料
铁丝、钢筋等
3.2、方案选型
根据本工程实际情况以及为了满足施工的使用要求,地下室施工采用双排落地脚手架。高层住宅背立面从地下室至上部一层为直接搭设,上部二层开始悬挑架,多层住宅为双排落地脚手架, 2~39层采用六次(2层、8层、14层、20层、26层、32以上层)工字钢悬挑脚手架,一次性解决主体维护和装修使用脚手架;其他外墙防水、屋面内墙施工脚手架均采用钢管双排落地脚手架(因其搭设高度较低,此方案不作详述);周边施工临时道路防护脚手架主要为封闭防护棚通道。
3.3、卸料平台(详见本工程《卸料平台施工方案》)
在结构及装修施工阶段,为了材料的周转,需设置卸料平台,以保证结构施工中拆下的模板、架料等材料用塔吊及时倒运到上方去。设置方法如下:
主梁选用16#工字钢,长度为6m,外伸4.2m,内置1.8m,次梁选用12#工字钢,长度为2.5m,间距60cm,平台面层用防滑铁板并焊接固定,平台两侧栏杆不小于三道,高度不低于1.5米,平台前应设置平网防护。防护栏杆全部刷红白油漆,30cm一段。外满挂密目钢丝网进行全封闭。平台上的材料要随堆随吊,禁止超荷堆载。
3.4、安全防护棚
由于本工程文明安全目标为省安全文明工地,其临边防护属于重点防护区域,为了防止高空坠落物伤人,在工作区域内上搭设防护棚。防护棚采用刚柔结合的防护方式,顶部一层柔性防护,采用密目兜网,下部两层刚性防护,采用竹跳板和18mm胶合板密封铺实。
4、脚手架施工方法
4.1、地下室及上部脚手架搭设
地下室采用简易防护架斜杆落在地下室底板,6#、7#楼背立面从地下室至上部一层落地架搭设,上部正立面及两侧面一层为简易防护架斜杆落在地下室顶板混凝土上,采用连墙件与主体结构相连,形成整体稳定结构,多层住宅外架为落地架,按规范要求设置剪刀撑,铺设脚手板及挂安全网。
4.2、二~屋面悬挑架的搭设
本工程二~39层采用六次工字钢悬挑双排架,具体悬挑楼层为第2层(结构标高2.97m)、第8层(结构标高20.37m)、第14层(结构标高37.77m)、第20层(结构标高55.17m)、第26层(结构标高72.57m)、32层以上(结构标高89.97m)。工字钢悬挑平面部位周圈布置,角部为弧线时尽量调成直边多边型,利于大横杆搭设。工字钢选用16#,长度3m用于平直边,角端根据现场实际具体选用不同长度的工字钢进行转角加强。
主体悬挑脚手架搭设参数一览表
构造形式
内立杆
离墙距离
立杆间距
大横杆
步距
小横杆
间距
横向
纵向
双排
250
850
1500
1800(1500)
750
搭设悬挑架前必须按要求预埋Ф20“几”字型钢筋套环,每个工字钢采用2个钢筋套环进行固定,后端离工字钢端头150mm,前端后端2个间距1000mm,预埋套环必须根据立杆纵向间距进行放线定位,尽量将不符合模数的放在两端进行调整,确保外架搭设美观规范。工字钢摆放间距1500mm,要求悬挑端带线调直,要求每个立杆必须落在工字钢的悬挑端,悬挑端部焊接25的钢筋,钢管套在上面。固定端工字钢与套环务必固定牢固,可采用焊接固定或塞紧固定。另在工字钢末端采用钢管固定顶撑将反向压力传到顶板,从而确保固定端稳固。为了保证外架整体美观,确保外立杆纵距1500的模数,中间禁止随意调整模数,转角工字钢采用斜放。每层悬挑架顶端与上层悬挑架底端立杆必须断开,保证四层悬挑架独自工作。为确保脚手架的安全,所有悬挑架均采用钢丝绳与结构斜拉卸载。
4.3、人行道防护棚的搭设
人行道防护棚搭设前必须放线定位,确保立杆纵横方向各自成一条直线,立杆底端务必要求固定牢固,搭设横杆也要求外端平直,特别是短方向的小横杆,要求也在一条线上,保证外部防护棚的美观,立杆与横杆交叉全部用扣件连接,顶部设置两层刚性防护层和一层柔性防护,靠外端顶部设置600高防护栏杆,内置层板刚性阻断,防止物体坠落伤人。
4.4、细部做法
4.4.1关于连墙件的细部做法
连墙件采用三种方式:小横杆与预埋的钢管或钢筋连接、与柱子包箍连接、与横在梁内侧的竖向钢管连接
4.4.2悬挑工字钢细部做法
4.4.3施工电梯处脚手架细部做
4.4.4剪刀撑细部做法、错开或开口部位侧面加强做法
4.4.5卸料平台细部做法
本工程卸料平台采用工字钢定型制作,主梁采用16工字钢,次梁采用12槽钢,具体详见卸料平台专项方案。
5、脚手架施工技术要求
5.1、搭设作业要求
a、搭设顺序:第一步水平拉杆 → 水平拉杆根部扣件 → 水平拉杆上大横杆 →斜撑杆 → 横杆加密 → 立杆、第二步横杆、第一步外防护栏杆 → 与满堂架拉结 → 第一步铺脚手板(竹芭) → 第三步横杆、第二步外侧护栏 → 第二步铺脚手板(竹芭)。
b、落地脚手架立杆底部加设木垫板。
c、搭设作业前必须在统一指挥下进行,并保证上部施工和下部协调管理一致。搭设前对脚手架杆、配件进行严格检查,禁止使用规格和质量不合格的杆、配件。
d、按施工设计放线,标定立杆位置,严禁私自更改立杆纵距。首步脚手架,距离基础20cm 处设置一道大、小横杆,以保持脚手架底部的整体性和稳定性,底部的立杆应间隔用不同长度的钢管,相邻立杆的接头不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm,使立杆受荷的薄弱截面错开。在搭设时,先立里侧立杆再立外侧立杆,立立杆时需临时固定,固定方法是与满堂架连接。
e、周边脚手架从一个角部开始向两边延伸搭设。
f、开始搭设时,在设置第一排连墙件前,适量设置抛撑,以确保构架和架上作业人员的安全。
g、剪力撑、斜杆等整体拉结杆件和连墙件,随搭升的架子一起及时设置。
h、脚手架处于顶层连墙件点之上的自由高度不大于6m。
i、首步架纵向水平步距不得大于1.5m。
j、在搭设脚手架的大小横杆时,上下步小横杆应交叉设置于立杆的不同侧面,使立杆在受荷时偏心减小,小横杆应设在大横杆之下并用扣件扣紧,小横杆两端伸出立杆长度不小于150mm,里端距离结构不小于150mm,以便装修施工。
k、立杆、大横杆及扶手接长应用对接扣件,大小横杆和扶手与立杆连接应采用直角扣件,剪刀撑和斜撑与立杆及横杆的连接应采用旋转扣件。在安装扣件时,所有扣件的开口必须向外,以防止闭口缝的螺栓钩挂操作者的衣裤,影响操作和造成伤亡事故。
l、脚手架步距第一步为1.5m,其余为1.8m,在每一个作业层架体外立杆内侧应设置上下两道防护栏杆和挡脚板(挡脚笆),上道栏杆高度为1.2m,下道栏杆高度为0.6m,挡脚板高度为0.18m(挡脚笆高度不应小于0.5m)。
5.2、杆配件搭设的技术要求
a、立杆的对接扣件交错布置,两相邻立杆接头不设在同步同跨内,两相邻立杆接头高度方向错开的距离不小于500mm,各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3。
b、纵向水平杆设于横向水平杆之下,立杆的内侧用直角扣件与立杆扣接牢固。
c、纵向水平杆长度不小于3跨,且不小于6m,用对接扣件连接,对接头应交错布置。
d、同步纵向水平杆必须四周交圈设置。
e、每一主节点处设置一根横向水平杆,并用直角扣件与纵向水平杆扣接牢固。
f、扣件要拧紧扣牢,拧紧力矩在40~60N•m之间。
g、位于主节点处固定横向(或纵向)水平杆,剪力撑等扣件的中心线距主节点距离不大于150mm。
h、对接扣件的开口向上或向内设置。
i、杆件在结扎处之端头伸出盖板边缘长度不小于0.1m。
5.3、连墙件的要求
a、脚手架每两步三跨应设置连墙件。连墙件全部采用刚性连接,即采用与预埋钢管拉接。
b、在每层梁外侧或柱上预埋短钢管,用定长拉杆固结,固结方式根据详图选用。
c、在设置连墙件时,必须保持脚手架立杆垂直,避免产生不利的预加侧向变形。
d、连墙点不得取消,不能设置的位置应在附近补强。
e、凡呈错开或开口形的脚手架应设置横向斜撑,横向斜撑是用一根斜杆沿每个步距呈“之”字形将里、外立杆连接起来,由底部连续设置到顶部,具体见详图。
5.4、剪力撑的设置要求
本工程悬挑架搭设高度17.4m分三次,根据规范对24m高以下的脚架,应在转角处以及每相隔12~15m设一道剪刀撑,每道剪刀撑跨越立杆根数为5~7根,从底部至顶部应连续设置,斜杆与水平方向夹角为45~60度,其他关于剪力撑的设置需符合如下要求:
a、剪力撑随脚手架的搭升及时设置。
b、剪力撑沿脚手架高度方向连续设置。
c、剪力撑沿脚手架水平方向连续设置。
d、剪力撑水平长度小于20m的要求立面满撑。
e、剪力撑与地面夹角在45°~60°之间。
f、剪力撑斜杆用旋转扣件固定于与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上。旋转扣件中心线距主节点距离不大于150mm。
g、剪力撑斜杆接头可采用对接扣件或搭接连接。当采用搭接时,搭接长度不小于1m,并等距离设置3个旋转扣件固定,主杆伸出端部扣件的长度不小于10cm。
5.5、脚手板及其它作业层板的铺设要求
a、脚手板(或铺板)铺平铺稳,必要时予以绑扎固定。
b、脚手板必须铺满,采用搭接铺放,其搭接长度不小于200mm,且在搭接段中部设有支承横杆。
c、铺板时严禁出现端头超出支承横杆250mm以上未作固定的探头板。
d、脚手架由下而上按顺序搭设,每完成一部架后检查并校正其立杆纵距、横距、垂直度及纵向横杆的水平度,各杆件的允许偏差要符合有关规定。
5.6、脚手架的安全防护要求
a)安全网的选择
本工程采用全封闭式密目安全网进行防护。
b)安全网的搭设要求及注意事项
a、所用进场安全网都要求进行试验,试验合格后方可使用。
b、安装前必须对网和支撑进行下列检查:网的标牌与选用相符。网的外观质量无任何影响使用的庇病。支撑物(架)有适合的强度、刚性和稳定性,且系网处无撑角和尖锐边缘。
c、为保护网不受损坏,应避免把网拖过粗糙的表面或锐边。
d、安全网安装时,系绳的系结点应沿网边均匀分布,间距为750mm,系结应牢固、易解开和受力后不会松脱。
e、安全网系好后要求整齐、美观。
f、为了防护安全,要求挂安全网高出相应施工作业层1.5m。
g、每施工层脚手架均设挡脚板及防护栏杆,防护居中设置。
h、挡脚板设于外排立杆内侧。
i、整个脚手架外侧满张密目安全网,绑扎牢固,四周交圈设置,网间不得留有缝隙。
j、有进入现场的通道上方用钢管搭设防护棚,顶面满铺脚手板防护,并满张密目安全网,侧面亦满张密目安全网。
k、在电梯井口、通风口、管井口等周边搭设脚手架前,每层用竹夹板进行封闭。
5.7、脚手架的使用要求
a、作业层架面上的施工荷载(人员、材料、机具重量)不超过3KN/m2。
b、在架板上堆放的标准砖不得多于单排立码3层。砂浆和容器总重不得大于1.5KN。施工设备重不得大于1KN,使用人力在架上搬运和安装的构件的自重不得大于2.5KN。
c、架面上设置的材料应码放整齐稳固,不影响施工操作的人员通行。严禁上架人员在架面上奔跑或退行。
d、作业人员在架上的最大作业高度以可进行正常操作为度,禁止在架板上加垫器物或单块脚手板以增加操作高度。
e、在作业中禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作要求要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施后才能进行,并在作业完毕后及时予以恢复。
f、工人在架上作业中,注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架上戏闹和坐在栏杆上等不安全处休息。
g、在脚手架内设有安全防护的梯道,严禁攀缘脚手架上下。
h、每班工人上架作业时,先行检查有无影响安全作业的问题存在,在排除和解决后方许作业。在作业中发现有不安全情况和迹象时,应立即停止作业,进行检查,解决后方能恢复正常作业。发现有异常或危险情况时,应立即通知所有架上人员并撤离。
i、每部架和作业完成后,必须将架上剩余材料、物品移至室内。每日收工前清理见面,将架面上的材料、物品堆放整齐,垃圾清运出去。在作业期间,及时清理落入安全网内的材料和物品。在任何情况下,严禁自架上向下抛掷材料、物品和倾倒垃圾。
6、脚手架的拆除
a、拆除前应对脚手架的完好性作一次全面的检查,并清除所有多余物件,并设立拆除区,禁止非作业人员进入。
b、脚手架搭拆人员必须是经过考核的专业架子工,并持证上岗。
c、脚手架的拆除作业应按确定的拆除程序进行,连墙件只能在拆到该层时才许拆除,严禁在拆架前先拆连墙件。
d、拆除程序是:安全网→护身栏→挡脚板(或侧挡板)→脚手板→大横杆→小横杆→立杆→斜撑杆→拉筋→水平挑杆。
e、在拆除过程中,凡松开连接的杆件、配件应及时拆除和运走,避免误扶、误靠已松脱连接的杆件。拆下的杆件配件以安全的方式运出或吊下,严禁向下抛掷。在拆除过程中,做好配合工作,严禁单人进行拆除较重杆件等危险性作业。
f、拆除顺序自上而下逐层拆除,不容许上、下两层同时拆除,并尽量将拆除面保持在同一水平面,避免产生过大的高差。
g、所有拉结杆应随脚手架逐层拆除,严禁先将拉结杆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,应增设拉结杆加固,端头封堵。当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度(约6.5m)时,应先在适当位置搭临时抛撑加固,后拆拉结杆。
h、当脚手架采取分段、分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端,应设置拉结杆及栏杆扶手和挡笆。
i、拆除的构件应及时分类堆放,以便运输、保管。
7、脚手架的质量检验验收规定
a)脚手架的验收标准规定
a、构架结构符合前述的规定和设计要求,个别部位的尺寸变化应在允许的调整范围之内。
b、节点的连接可靠,其中扣件的拧紧程度应控制在扭矩达到40~65Nm之间。
c、脚手架立杆垂直度应≤1/300,且应同时控制其最大垂直偏差值。当架高>20时为不大于75mm。
d、纵向钢平杆的水平偏差≤1/250,且全架长的水平偏差值不大于50mm。
e、作业层铺板、安全防护措施等需符合上述要求。
b)脚手架的验收和日常检查按以下规定进行,检查合格后,方允许投入使用或继续使用:
a、搭设完毕,投入使用前。
b、连续使用达到6个月继续使用时。
c、施工中途停止超过15天,再重新使用之前。
e、在遭受暴风、大雨、大雪等强力因素作用之后,继续使用之前。
f、在使用过程中,发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉结以及安全隐患存在的情况。
8、安全技术措施及注意事项
a)安全技术措施
a、脚手架及安全防护的搭、拆人员必须是经过考核的专业架子工,并持证上岗。
b、所有操作人员必须戴安全帽、穿防滑鞋等。
c、作业高度超过2m属高空作业,高空作业必须系安全带。
d、脚手架及安全防护的构、配件必须严格检查合格后使用。
e、脚手架搭设时分阶段进行检查,发现问题及时纠正。
f、脚手架操作层上的施工荷载不得存在(限载3KN/m2)。严禁任意悬挂起重设备。
g、六级及六级以上大风和雾、雨天停止脚手架作业,雨后上架操作设有防滑措施。
h、在脚手架及安全防护的使用期间,严禁任意拆除杆、配件。如因影响施工必须拆除时,必须经技术及安全员同意,并有其它防护措施,施工完成后必须立即恢复。
i、临边道路搭设的脚手架外侧必须设有专门防护措施,以防坠物伤人。
j、在脚手架上进行电、气焊作业时,应有防火措施和专人看守。
k、应根据实际情况设置脚手架的接地及避雷装置。
l、拆除脚手架时,地面设围栏警戒标志,并派专人看守,严禁一切非操作人员入内。各工序应当定岗、定人、定责。
b)注意事项
a、严禁任意改变构架结构及其尺寸。
b、严禁任意改变连接件位置,减少其数量。
c、严禁任意减少铺板数量、防护杆件和设施。
d、严禁任意采取加高措施,增加荷载。
9、文明施工措施
a、进入施工现场的人员要爱护场内的各种绿化设施和标示牌,不得践踏草坪、损坏花草树木、随意拆除和移动标示牌。
b、严禁酗酒人员上架作业,施工操作时要求精力集中、禁止开玩笑和打闹。
c、护身栏、脚手板、挡脚板、密目安全网等影响作业班组支模时,如需拆改时,应由架子工来完成,任何人不得任意拆改。
d、脚手架验收合格后任何人不得擅自拆改,如需做局部拆改时,须经技术部同意后由架子工操作。
e、不得将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土及砂浆的输送管等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备。
f、脚手架堆放场做到整洁、摆放合理、专人保管,并建立严格领退料手续。
g、施工人员做到活完料净脚下清,确保脚手架施工材料不浪费。
h、运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,当天拆当天清,拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。应随时整理、检查,按品种、分规格堆放整齐,妥善保管。
10、脚手架的验算
悬挑脚手架计算
1)计算基数
计算高度 H=17.40m 步 距 h=1.8m
立杆纵距 la=1.5m 立杆横距 lb=0.85m
外立杆至墙距ld =1.1m 内立杆至墙距lc =0.25m
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001):
脚手板自重标准值G1=0.35KN/ m2 栏杆、挡脚板自重标准值G2=0.14 KN/ m
安全网自重G3=0.01 KN/m 施工活荷载qk= 3KN/m2
I16工字钢每米自重G4=0.205 KN/m
2)脚手架结构自重(包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件);
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001)附表A-1 得:架体每米
高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1248KN/m
NG1K = 17.4×gk1 = 17.4×0.1248 = 2.172KN
3)构配件自重(包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等)
(1)脚手板(每步设置1 层,共12 层)
NG2K-1= G1×la×lb×13=0.35×1.5×0.85×13=4.46KN
(2)栏杆、脚手板
NG2K-2= G2×la×13=0.14×1.5×13=2.73KN
(3)安全网
NG2K-3=H×la×G3=17.4×1.5×0.01=0.261KN
(4)合计
NG2K= NG2K-1+ NG2K-2+ NG2K-3=4.46+2.73+0.261=7.451KN
4)施工均布活荷载
按规范要求,此处取最不利情况,按荷载最大的结构脚手架考虑,即同时2 层作业层施工。
NQK= qk×la×lb×2= 3×1.5×0.85×2=7.65KN
5)垂直荷载组合
N= 1.2×(NG1K+ NG2K)+1.4 ×NQK
=1.2×(2.172+7.451)+1.4 ×7.65=22.258KN
加上悬挑梁自重:N’=N+ G4×(lb+lc)=22.258+0.205×(0.85+0.25)=22.484KN
则其线载为:q=N’/(lb+lc)=22.484/(0.85+0.25)=20.44KN/m
根据《钢结构设计规范》(GB50017—2002)规定进行下列计算与验算:
计算模型:计算时只考虑钢丝绳的拉力,不考虑工字钢末端抱箍的作用,末端抱箍的承载力作为安全储备。
6)立杆稳定性验算
f=N/ΦA=22.258×103/(0.186×2×4.89×102)=122.36N/mm2<[f]=205 N/mm2
满足要求
7)工字钢强度验算
a、I16工字钢截面特性:
查《五金手册》得:Wx=1.41×105mm3,自重
q=0.205KN/m,弹性模量E=2.06×105N/mm2,高度h=160mm。
b、工字钢最大弯矩
M max=q×l2/8=20.44×1.12/8=3.09KN▪m
c、工字钢强度验算
σ= Mmax /(γx×Wx)
γx——截面发展系数,对工字形截面,查表得:γx = 1.05;
Wx——对x 轴的净截面抵抗矩,查表得:Wx=1.41×105mm3。
f ——型钢的抗弯强度设计值,Q235 钢,取f=205N/mm2,工字形截面的抗弯
强度设计值为γx×205=1.05×205=215 N/mm2。
σ=3.09×106/(1.05×1.41×105)=20.87N/mm2<f=215N/mm2
∴安全。
8)工字钢整体稳定性验算
根据钢结构设计规范规定,轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定性问题。按附录
查得:简支梁稳定性系数φb=1.12,由于φb 大于0.6,所以,应用φb'代替φb。
φb'=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/1.12=0.818
则悬挑梁弯曲应力应为:
σ= Mmax /(φb'×Wx)=3.09×106/(0.818×1.41×105)=26.8N/mm2<
f=215N/mm2
∴满足要求。
9)工字钢刚度验算
ω=5ql4/384EI=5×20.44×1.14×1012/(384×2.06×105×7.12×106)
=0.266mm<l/400=1100/400=2.75mm
∴满足施工要求。
10)I16工字钢后部锚固钢筋设计
锚固钢筋选用φ20 圆钢U型箍预埋在楼层平板上,
故U 型箍承受的拉力为:
N3=Mmax/L=3.09/1.1=2.81KN
U 型箍承受的拉应力为:
N/A=N/(πd2/4)=2.81×103/(π×202/4)=8.95N/mm2<[f]=205 N/mm2
∴满足设计要求。
11)横向水平杆强度及扰度计算
有关参数计取值:
NGK——脚手板及水平杆自重;
MGKmax——脚手板及水平杆子中所产生的弯矩;
qQK——施工荷载标准值,取3KN/m2;
NQK——施工荷载;
MQKmax——施工荷载标准值所产生的弯矩;
M——弯矩设计值;
σ——纵横向水平杆抗弯强度;
ωmax——纵横向水平杆扰度
G1——钢管自重标准值,取0.0384KN/m;
G2——脚手板自重标准值,取0.35KN/m;
la——脚手架一跨长,取1.5m;
lb——脚手架内外立杆间距,取1.05m
小横杆所承受的力来自大横杆以及加密大横杆,再加上脚手板的重量以及施工荷载。
NGK=(4 la + lb)×G1+ la×lb×G2=(4×1.5+0.85)×0.0384+1.5×0.85×0.35=0.71KN
MGKmax= NGK×lb/8=0.71×0.85/8=0.075KN.m
NQK= qQK×la×lb=3.0×1.5×0.85=3.825KN
MQKmax= NQK×lb/8=3.825×0.85/8=0.41KN.m
M=1.2×MGkmax+1.4×MQkmax=1.2×0.075+1.4×0.41=0.66 KN.m
σ=M/W=0.66×106/5.08×103=129.9N/mm2<[f]=205N/mm2
ωmax=5×(NGK+ NQK)×lb3/(384×E×I)
=5×(0.71+3.825)×103×0.853×106/(384×2.06×105×1.219×105)
=2.89mm<lb/150=850/150=5.67mm
∴满足施工要求。
12)纵向水平杆强度及挠度验算
NGK=la×G1+ la×lb×G2/4=1.5×0.0384+1.5×0.85×0.35/4=0.169KN
MGKmax= NGK×lb/8=0.169×0.85/8=0.018KN.m
NQK= qQK×la×lb/4=3.0×1.5×0.85/4=0.96KN
MQKmax= NQK×lb/8=0.96×0.85/8=0.102KN.m
M=1.2×MGkmax+1.4×MQkmax=1.2×0.0169+1.4×0.102=0.163 KN.m
σ=M/W=0.163×106/5.08×103=32.1N/mm2<[f]=205N/mm2
ωmax=0.99×(NGK+ NQK)×lb3/(100×E×I)
=0.99×(0.169+0.96)×103×0.853×106/(100×2.06×105×1.219×105)
=2.76mm<lb/150=850/150=5.67mm
∴满足施工要求。
落地式脚手架计算
1)脚手架参数
双排脚手架搭设最高高度为16.2米,搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.50米,立杆的横距为0.85米,大小横杆的步距为1.80 米;内排架距离墙长度为0.25米;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根;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;连墙件采用两步三跨,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:3.000 kN/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
本工程地处福建省厦门市,基本风压为0.80 kN/m2;
风荷载高度变化系数μz为0.84,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):0.1248;
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:岩石;地基承载力标准值(kN/m2):500.00;
立杆基础底面面积(m2):0.09;地面广截力调整系数:0.40。
6)大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,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。将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.038 kN/m ;
脚手板的自重标准值:P2=0.350×0.850/(2+1)=0.099 kN/m ;
活荷载标准值: Q=3.000×0.850/(2+1)=0.850 kN/m;
静荷载的设计值: q1=1.2×0.038+1.2×0.099=0.165 kN/m;
活荷载的设计值: q2=1.4×0.850=1.190 kN/m;
图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.165×1.5²+0.10×1.190×1.5² =0.297 kN.m;
支座最大弯距计算公式如下:
支座最大弯距为 M2max= -0.10×0.165×1.5²-0.117×1.190×1.5² =-0.350 kN.m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.297×106,0.350×106)/5080.0=68.898 N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为 σ= 68.898 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
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:
其中:
静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.099=0.138 kN/m;
活荷载标准值: q2= Q =0.850 kN/m;
最大挠度计算值为:
V= 0.677×0.138×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×0.850×1500.04/(100×2.06×105×121900.0) = 1.884 mm;
大横杆的最大挠度 1.884 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 mm与10 mm,满足要求!
7)小横杆的计算:
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,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作为小横杆集中荷载,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 = 0.058 kN;
脚手板的自重标准值:P2=0.350×0.850×1.500/(2+1)=0.149 kN;
活荷载
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