幕墙水平防护棚施工方案.doc

武汉创意天地9#、10#、11#楼工程 安全防护施工方案

目 录

一、编制依据 1
二、工程概况 1
三、构造要求 2
四、搭拆顺序 4
五、搭拆安全要求 5
六、计算书 5

1
1
一、编制依据
1、《建筑施工脚手架实用手册》
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130—2001
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
4、相应的现行行业标准及相关地方文件
二、工程概况
武汉创意天地产业园一期二标工程位于武汉市洪山区南环路以北、丁字桥南路以西、珞梁路以东。建设单位为武汉光谷联合股份有限公司，设计单位为武汉市建筑设计院，监理单位为湖北新天地工程建设监理有限公司，总承包单位为武汉吉天建设工程有限公司，洪山区质量、安全监督站监督。
本工程由高层办公楼、创意工坊、商业中心，地下室建筑面积约17000m2。建筑层数为：高层办公楼、创意工坊、商业中心为整体地下一层，高层办公楼地上17层/地下1层，总高72.7m，9#、10#、11#楼一层层高分别为5.4m、5.2m、4.85m，二、三层层高4.2m，4—17层层高3.9m；创意工坊地上4层/地下1层，总高23.05m；商业中心地上6层/地下1层，总高26.80m。
本工程的外墙脚手架采用双排落地扣件式钢管脚手架和悬挑式钢管脚手架混合搭设，即下部采用双排落地扣件式钢管脚手架，上部采用悬挑式钢管脚手架。考虑方便拆除，不影响裙楼幕墙施工，9#、10#、11#楼1～3层为双排落地扣件式钢管脚手架，上部分为三次悬挑（4～8层；9～13层；14～17层）。现裙楼幕墙准备施工，土建工程已进入砌体施工阶段，为避免因垂直交叉作业而导致安全事故的发生，项目部拟于9#、10#楼、11#楼四层搭设3m宽水平悬挑防护棚，水平防护棚沿建筑周边搭设，具体布置详平面图。
三、构造要求
我项目部将外架悬挑工字钢设置在四层楼面，工字钢均采用U型卡锚固在结构上，锚环采用φ20 圆钢，现场冷加工成“U”型。现在六层结构板上钻孔，U型卡攻丝后穿于孔内，然后用10mm厚钢板和螺帽与主体结构锚固。
水平防护棚采用φ48×3.5mm 钢管作为悬挑骨架，钢管悬挑杆间距为2m，悬挑部分长4.5m，落于主体结构段长1.5m。悬挑钢管部分距离结构边缘200开始搭设3根纵向钢管，钢管间距2.0m，在防护钢管上铺设竹跳板，用8#铅丝与脚手管绑扎牢固。防护棚外侧临边水平杆上设间距1.5m、高0.9m 的防护立杆，立杆上端及中部各设一根水平杆，在距离悬挑层500高处同理搭设水平防护并满铺竹跳板，位于防护立杆最上端采用密目网进行水平防护，防护栏杆内侧用竹胶板全封闭。为提高防护棚安全系数，在挑杆中部和端部分别斜拉φ14钢丝绳，钢丝绳位于第六层结构面。钢丝绳间距2.0m，且在防护棚各转角处设置。

水平防护平面图

水平防护棚立面图
四、搭拆顺序
水平防护棚搭设顺序：
钻孔安装锚环→安装悬挑钢管→搭设悬挑段水平杆→斜拉钢丝绳→搭设外立面防护栏杆→搭设第二步水平杆→栏杆内侧封竹胶板→铺设最下面一道竹跳板→铺设第二道竹跳板→挂设密目网→验收
水平防护棚的拆除：遵循先搭设后拆除的原则。
五、搭拆安全要求
1、在水平防护搭设和拆除前，必须进行安全技术交底。
2、高处作业人员必须经过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗。
3、防护棚采用的钢管、扣件等材料必须符合JGJ 130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》及有关标准要求。
4、搭设和拆除水平防护棚时，操作工人的“安全三宝”必须齐备，且应正确使用。
5、在防护棚搭拆时，应避免上下同时作业，把操作时间错开。
6、搭拆防护棚时，所有材料、工具应堆放在建筑物外边线以内至少2m，堆码高度不超过1m。
7、拆除的材料必须传递到楼层内并及时运走，严禁高空抛掷。
8、搭拆防护棚时，应在地面设置警戒区，并派专人监护。
9、防护棚搭拆时，要有专人指挥。管理人员要做到：眼勤、腿勤、嘴勤，对危险情况要积极采取有效安全防护措施，确保人员安全。
10、雨天、雪天及大风天气，暂停防护棚搭拆施工，并应检查维护防护棚的安全。
11、防护棚搭设完毕后，必须经过专职安全员验收合格，方可投入使用。
六、计算书
防护棚受力计算
（一）、荷载取值
1、竹跳板：竹跳板自重标准值(kN/m2)：0.30；
2、安全网自重标准值(kN/m2)：0.005；
3、高空坠落物最大荷载标准值N(kN)：1 ；
4、每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.038；
5、查《建筑结构荷载规范》风荷载，式中：
ωk——风荷载标准值（kN/m2）。
βz——风振系数，取1.0；
μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定采用。地面高度为15m，取值为1.07。
μS——脚手架风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）规定取μS=1.3×ψ=1.3×0.089=0.116。（其中ψ为挡风系数）
ω0——基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》采用三十年一遇取0.32kN/m2。
ωK=0.7×1×1.07×0.116×0.32=0.028kN/m2。
（二）、纵向水平支撑钢管计算
纵向钢管按照三跨连续梁计算，承受钢管自重、脚手板及安全网自重、坠落物冲击集中荷载、风荷载。因坠落物冲击集中荷载、风荷载不会同时作用，因此按二者分别作用最大值计算。因防护棚按照承载能力极限状态设计，不考虑正常使用极限状态。截面几何参数如下：
钢管截面抵抗矩 W=5.08 cm3;
钢管截面惯性矩 I=12.19 cm4;
钢管净截面面积 ： A=4.89 cm2；
1.荷载的计算
(1)竹跳板自重(kN/m)：
q1=0.30×0.85×2=0.51kN/m；
(2)钢管自重(kN/m)
q2=0.038
（3）安全网自重(kN/m)
q3=0.005×0.85=0.004
（4）风荷载(kN/m)
q4=0.028×0.85=0.023
(5) 高空坠落物最大荷载标准值(kN)：
N= 1kN；
2.纵向强度验算
1、纵向支撑钢管按三跨连续梁计算；
（1）坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩计算公式如下:

纵向钢管计算简图
M=0.08ql2 + 0.2Fl
均布恒载：q=1.2 ×（0.51+0.038+0.004） =0.552kN/m；
冲击荷载：F=1.4×1=1.4kN；
最大弯距 M=0.08×0.552×1.52 + 0.2×1.4×1.5= 0.519kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.519×106 / (5.08×103)=102.165N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力 102.165N/mm2 小于 钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！

（2）风荷载作用下最大弯矩计算公式如下:
纵向钢管计算简图
M=0.08ql2
当考虑风荷载为正荷载时
q=1.2 ×（0.51+0.038+0.004）+1.4×0.023=0.695 kN/m；
最大弯距 M=0.08×0.695×1.52 = 0.125kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.125×106 / (5.08×103)=24.61N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力 24.61N/mm2 小于 钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
当考虑风荷载为负荷载时
q=1.2 ×（0.51+0.038+0.004）-1.4×0.023=0.630kN/m；
最大弯距 M=0.08×0.630×1.52 = 0.113kN·m；
最大应力 σ=M / W=0.113×106 / (5.08×103)=22.33N/mm2；
支撑钢管的抗压强度设计值 [f]=205N/mm2；
支撑钢管的计算应力 22.33N/mm2 小于钢管的抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
（三）、悬挑横向支撑钢管计算
悬挑横向水平钢管按照承载能力极限状态设计，按照两跨连续梁计算；
1、坠落物冲击集中荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:
冲击荷载按最不利情况作用于跨中，上部钢管传递的恒载按等间距步置。
冲击荷载: F= 1.4×1=1.4kN；
纵向钢管、脚手板、安全网传递恒载：P=1.2×（0.51+0.038+0.004）×1.5=0.99kN；
横向钢管自重(kN/m)：q=1.2*0.038=0.046 kN/m

坠落物冲击集中荷载作用下支撑钢管计算简图
：跨中最大弯矩 Mmax=0.07*0.046*1.7*1.7+0.222*0.99*1.7+0.203*1.4*1.7=0.866kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.866×106 / (5.08×103)=170.49N/mm2；
支撑钢管的计算应力 170.49N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！
支座剪力：
VB左=-0.625*0.046*1.7-1.333*0.99-0.688*1.4=-2.33 kN
VB右=0.625*0.046*1.7+1.333*0.99+0.688*1.4=2.33kN
VC=0.375*0.046*1.7+0.667*0.99+0.406*1.4=1.258kN
B支座最大反力为2.33+2.33+0.99=5.65 kN
C支座最大反力为1.258+0.99=2.248kN

2、风荷载作用下最大弯矩、及支座剪力计算公式如下:

风荷载作用下支撑钢管计算简图
风荷载: P1= 1.4*0.023*1.5=0.048kN；
纵向钢管、脚手板、安全网传递恒载：P2=1.2×（0.51+0.038+0.004）×1.5=0.99kN；
横向钢管自重(kN/m)：q=1.2*0.038=0.046 kN/m
当风荷载为正荷载是 P=0.99+0.031=1.02kN
当风荷载为负荷载是 P=0.99-0.031=0.959 kN
（1）当风荷载为正荷载时
跨中最大弯矩 Mmax=0.07*0.046*1.7*1.7+0.222*1.02*1.7=0.394kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.394×106 / (5.08×103)=77.61N/mm2；
支撑钢管的计算应力 77.61N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！
VB左=-0.625*0.046*1.7-1.333*1.02=-1.409 kN
VB右=0.625*0.046*1.7+1.333*1.02=1.409 kN
VC=0.375*0.046*1.7+0.667*1.02=0.710 kN
B支座最大反力为1.409+1.409+1.02=3.838kN
C支座最大反力为0.710+1.02=1.73kN

（2）当风荷载为负荷载时
跨中最大弯矩Mmax=0.07*0.046*1.7*1.7-0.222*0.959*1.7=-0.352kN·m ；
最大应力 σ= Mmax / W=0.352×106 / (5.08×103)=69.41N/mm2；
支撑钢管的计算应力69.41N/mm2 小于横向钢管的抗压强度设计值 205N/mm2，满足要求！
VB左=-0.625*0.046*1.7+1.333*0.959=-1.229 kN
VB右=0.625*0.046*1.7-1.333*0.959=1.229 kN
VC=0.375*0.046*1.7+0.667*0.959=0.669kN
B支座最大反力为1.229+1.229+0.959=3.417kN
C支座最大反力为0.669+0.959=1.628kN
（四）、斜拉钢丝绳计算
通过横向悬挑钢管计算，B、C支座反力在冲击荷载作用反力最大，分别为RB=5.65 kN， RC=2.248 kN，计算简图如下

斜拉钢丝绳计算简图
钢丝绳轴向拉力F1=5.65/SIN70˚=6.01 kN
钢丝绳轴向拉力F2=2.248/SIN49˚=2.98kN
钢丝绳验算
钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
[Fg]=aFg/K
其中[Fg]-- 钢丝绳的容许拉力(kN)；

Fg -- 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，
计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；
α -- 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取1；
K -- 钢丝绳使用安全系数。
计算中[Fg]取 6.01kN，α=1，K=7，得到：
选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d =(2×6.01×7.000/1.000)0.5=9.23 mm。
出于安全余量考虑，采用φ14钢丝绳。该防护棚满足安全要求。
（五）、吊环强度计算
吊环强度计算公式为：σ=N / A ≤ [f]
其中
[f] 为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》10.9.8 每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；
N -- 吊环上承受的荷载等于[Fg]；
A -- 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5πd2；
选择吊环的最小直径要为：
d =(2×[Fg]/[f]/π)1/2 =(2×8.99×103/50/3.142)1/2=10.66mm。
钢丝绳最小直径为10.66 mm，必须拉紧至8.99kN，出于安全余量考虑，吊环直径为20 mm。

武汉创意天地9#、10#、11#楼工程

安
全
防
护
施
工
方
案

编 制 人： 审核人： 审批人：
编制单位：武汉吉天建设工程有限公司创意天地项目部
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