挑悬架施工方案-学位论文.doc

定边县保障性住房新乐小区N2标段 外悬挑架施工方案一、 悬挑脚手架架体设计本工程悬挑架采用14#工字钢，采用长度为：4.5m、3m。与楼层固定处采用圆钢16锚固环。架体几何参数：立杆横距0.8m，立杆纵距1.5m，内立杆距墙、柱0.8m，大横杆步距1.8m。连墙杆按二步三跨设置。外立杆内侧挂密目网（1.8m6m），外侧满布剪刀撑。外架底层和操作层满铺脚手板，其余每3层铺一道脚手板。在底层和隔离防护层外侧设置18cm高踢脚板。型钢挑梁主要用3.5m、4.5m两种规格。型钢锚固段小于1.5倍悬挑段长度的，型钢悬挑梁端部用直径15.5mm钢丝绳斜拉卸荷。根据所在位置不同，悬挑钢梁长4.5m，外挑长度1.7m，内置为2.8m。悬挑钢梁长6m，外挑长度3m，内置为3m，还有外挑长度3.5m，内置为2.5m。钢梁纵向距离按1.5m布置（立杆纵距），架体内立杆离墙外皮0.8m，横杆步距1.8m。连墙杆按二步三跨（3.6m4.5m）呈梅花形布置，利用钢管和外墙的门窗洞口进行拉结。拉结点从外架的第一步开始进行设置，外侧搭设连续剪刀撑，满挂密目网。整个架体用15.5钢丝绳将悬挑钢梁端部与结构主体斜拉卸荷。架体悬挑材料主要选用14#工字钢配置，挑梁外端拉钢丝绳卸荷和无钢丝绳卸荷，其构造如下图：外架搭设构造一拉钢丝绳卸荷 外架搭设构造二无钢丝绳卸荷悬挑钢梁的锚环设置两道，材料为16圆钢，两道锚环的间距应控制在200300mm，钢梁在铺设时内置部分的梁端头应距第一道锚环100150mm。3.2挑梁制作与安装在14#工字钢挑梁前端立杆位置焊25短钢筋以固定立杆，钢筋高100mm。1015cm2030cm直径16mm圆钢筋高100mm直径25钢按外架型钢挑梁平面布置图安装型钢，锚环在结构施工阶段已经预埋。挑梁尾部按图示尺寸埋钢筋锚环，锚环放置于现浇板底网片钢筋上侧，且锚固长度不小于350mm，拐角处增加500mm长16钢筋与板底筋绑扎，以保证锚环锚固力。结构悬挑部位挑梁前端必须抬起5cm，荷载不能直接传递至悬挑构件上。安装挑梁时，剪力墙部位在工字钢下打木楔或支垫板，将挑梁前端支起，待上层剪力墙浇完时用15.5mm（6191）钢丝绳将挑梁前端拉起。四、架体设计计算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（JGJ130-2011）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为12.0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0.8米，立杆的步距1.80米。采用的钢管类型为483.5，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/，同时施工1层，脚手板共铺设2层。 悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度2米，建筑物内锚固段长度2.50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1.90m。4.1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。4.1.1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=0.3500.8/3=0.093kN/m 活荷载标准值 Q=3.0000.8/3=0.80kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.093=0.157kN/m 活荷载的计算值 q2=1.40.8=1.12kN/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)4.1.2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=(0.080.157+0.101.120)1.5002=0.280kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.157+0.1171.12)1.5002=-0.330kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.330106/5080.0=64.960N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!4.1.3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+0.093=0.131kN/m 活荷载标准值q2=0.80kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.6770.131+0.990.8)15004/(1002.06105121900)=1.78mm 大横杆的最大挠度小于10mm,满足要求!4.2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。4.2.1荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.0381.500=0.058kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.3500.81.500/3=0.14kN 活荷载标准值 Q=3.0000.81.500/3=1.20kN 荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.14+1.41.2=1.918kN小横杆计算简图4.2.2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=(1.20.038)0.82/8+1.9180.8/3=0.515kN.m =0.515106/5080.0=101.378N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!4.2.3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度 V1=5.00.0388004/(3842.060105121900)=0.008mm 集中荷载标准值P=0.058+0.14+1.2=1.398kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1398800(38002-48002/9)/(722.06105121900)=1.012mm 最大挠度和 V=V1+V2=0.008+1.012=1.02mm 小横杆的最大挠度小于10mm,满足要求!4.3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: 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；4.3.1荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0380.8=0.030kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.3500.81.500/2=0.21kN 活荷载标准值 Q=3.0000.81.500/2=1.8kN荷载的计算值 R=1.20.030+1.20.21+1.41.8=2.808kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!4.4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0.1248 NG1 = 0.12512.000=1.498kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35 NG2 = 0.35021.500(0.8+0.850)/2=0.866kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14 NG3 = 0.1401.5002/2=0.210kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；取0.005 NG4 = 0.0051.50012.000=0.090kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.664kN。 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 = 3.00011.5000.8/2=1.8kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，W0 = 0.40（陕北地区） Uz 风荷载高度变化系数，Uz = 1.670 Us 风荷载体型系数：Us = 1.560 风荷载标准值Wk = 0.70.401.6701.560 = 0.729kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/l0 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m),取1.5m； h 立杆的步距 (m)，取1.8m。 MW = 0.851.4Wklah2/10=0.851.40.7291.51.82/10=0.422KN.m4.5立杆的稳定性计算 卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。 4.5.1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=6.66kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； 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=3.12m； 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 = 6.66103/0.194.89102=71.68 N/mm2f 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!4.5.2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=6.17kN； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.422kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)； = 115.54 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 Nl，连墙件的设计计算满足要求!4.7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算。 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。 脚手架排距为800mm，内侧脚手架距离墙体850mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 3400mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 712.00cm4，截面抵抗矩W = 102.00cm3，截面积A = 21.50cm2。 受脚手架集中荷载 P=1.22.80+1.42.36=6.66kN 水平钢梁自重荷载 q=1.226.100.00017.8510=0.25kN/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=4.435kN,R2=11.954kN,R3=-1.591kN 最大弯矩 Mmax=6.338kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=6.338106/(1.05102000.0)+5.0261000/2150.0=61.52N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!4.8悬挑梁的整体稳定性计算 水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到： b=1.18 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为0.813经过计算得到强度 =6.34106/(0.813102000.00)=76.45N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求!4.9钢丝绳的受力计算水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算： 其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisini 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为： RU1=6.703kN4.10钢丝绳的强度计算 轴力RU均取最大值进行计算，为RU=6.703kN =N/A f 其中 N = 6.70kN； A 净截面面积，A =84.49mm2； 经计算得到结果是 79.3 N/mm2； f 斜拉杆抗拉强度设计值，f = 215N/mm2； 受拉斜杆的稳定性计算 f,满足要求!4.11锚固段与楼板连接的计算 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.954kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=119544/(3.1416502)1/2=12mm,选用16钢筋，安全。 为了施工方便，尽量减少型钢型号规格。1）预埋钢筋拉结环采用16钢筋，视其型钢长度，内端埋于砼板内，距型钢挑梁内端以里100，向外再设一道预埋环筋，其间距500mm。 2）凡预埋钢筋拉结环与相应的支承梁距离1.2m时，型钢挑梁要在外端头采用斜拉措施，变悬挑梁为筒支梁。 3）当阳台处的悬挑型钢型号不能满足计算选用的型号时，必须在型钢外端采用钢丝绳斜拉措施。 4）建筑物转角处斜向布置的型钢必须采用钢丝绳斜拉措施。 5）斜拉钢丝绳：采用单股钢丝绳17直径10.5mm，钢丝绳与地面的斜拉角度应45。五、架体搭设5.1立杆立杆选用3.5m、4.5m、6m三种规格的钢管纵向排列布置，立杆接长采用对接扣件。主立杆要求垂直度偏差不大于全高的1/400。脚手架设纵横向扫地杆，并用直角扣件固定在立杆上。5.2纵横向水平杆架体纵向横杆步距1800mm，设在立杆内侧，用直角扣件固定在立杆上；第一道纵向横杆距立杆根部200mm，小横杆固定在大横杆下面的立杆上。水平杆在转角处必须交圈（形成井字形结构）；其余小横杆位于大横杆上，以大横杆做小横杆的支座，用直角扣件连接牢固。大横杆选用三种不同长度的钢管交错布置，并满足相邻两接头的水平距离大于500mm，且不应在同步同跨内。同步内隔一根立杆的两个接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。小横杆在立杆外露100mm，设在距立杆两侧100mm的范围内，并不得拆除。横向水平杆必须用两个直角扣件牢固地扣在纵向水平杆上。靠墙一端外伸长度为杆件端头距建筑物保持50mm的距离。架体距建筑物空隙过大处，视具体情况增加立杆，小横杆的长度相应增长，以满足架体安全防护的需要。作业层的小横杆应根据脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。5.3剪刀撑剪刀撑每组跨越立杆根数在57根之间，与地面的倾角在4560之间。杆件接长采用搭接，搭接长度不小于1000mm，并用不少于三个旋转扣件连接。悬挑架的剪刀撑要满布，连续到顶，不得断开。转角处宽度小于3000mm立面采用“之”字撑设置。剪刀撑与架体主节点的连接方式见下图：5.4连墙杆连墙杆按二步三跨设置，在门窗洞口处直接用钢管与墙体拉接。连墙杆必须设在靠近主节点处，不得偏移过大。如下图所示：连墙杆应采用钢性连接随脚手架的升高设在靠近立杆300mm的范围内。呈水平垂直与墙面设置，也可与脚手架连接的一端稍微下斜，不允许向上翘起。5.5脚手板底层和作业层脚手板应满铺，距墙面50mm-100mm。在外立杆里侧距脚手板处的纵向水平杆上1.2m和中间0.6m处各设一道纵向水平杆作为操作层的防护栏杆。并在外立杆里侧与脚手板交界处沿架体纵向设置180mm高的挡脚板。此外每隔三层设置一道隔离防护层，脚手板满铺。脚手板采用对接方式，脚手板的探头及拐角处均采用3.2mm的镀锌铁丝固定在横向水平杆上。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130150mm，两块脚手板外伸长度的和小于300mm。脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。 5.6悬挑架斜拉钢丝绳卸荷卸荷点位置详见外架型钢挑梁平面布置图。用15.5钢丝绳斜拉索将悬挑钢梁端部与工程主体拉紧，用QQ式花篮螺栓调节松紧程度。六、脚手架要求1）外架搭设应严格按一般落地式脚手架搭设规定，纵向水平杆与横向水平杆的连接，采用防滑扣件连接连接，并按规范要求连续设剪刀撑，斜杆与地面倾斜角为45度60度。挑架底部满铺脚手板，外架钢管全部刷黄油漆，剪刀撑钢管刷黄黑相间油漆。2）脚手架中部脚手板铺设严密，不允许出现探头板，脚手板下拉兜网，脚手板的材质及规格符合规范要求。3）材料要求：型钢材质必须符合国家标准要求，钢管规格48mm，壁厚3.5mm，焊接钢管其材质符合YB242-63标准，严禁禁在钢管上打孔。扣件符合GB978-67可锻铸铁分类及技术条件，螺栓、螺母、垫圈符合GB700-79普通碳素钢技术条件A3规定，螺栓拧紧扭力达65N m时不发生破坏。木脚手板厚度不小于50mm，对接扣件应朝上或朝内，各杆件端头伸出扣件的长度不小于100mm。4）架体防护：架体外侧用1.8m6m密目网全封闭。密目网质量标准应达到:每100cm2 面积上有2000个以上的网目。贯穿实验应达到：将网水平布成与地面呈30的夹角，用直径48mm51mm，5Kg的钢管由3米高度对网中心自由落下而不穿透。材质须具备阻燃能力。张挂：密目网应用尼龙绳穿过绑扎孔与外架纵向杆捆绑牢固。网间也必须用尼龙绳绑扎牢固，要求整体平面平整、无漏洞。按照临边防护的规定，设置防护栏杆和挡脚板。底层、操作层均设高度180mm挡脚板，并刷斜度为45度黄黑相间油漆。底层和作业层脚手板应铺满、铺稳，并用直径3.2mm的铁丝固定在支撑杆件上，防止物体的坠落。5）在施工前期，对施工人员及操作人员进行技术安全培训。其主要内容为扣件式钢管脚手架安全技术规范、操作规程、现场施工管理制度的学习， 对本项目架子施工方案和施工程序作技术交底。所有操作人员必须持证上岗，符合国家监管部门的规定要求。七、验收使用和管理7.1脚手架搭设初步成形前，由施工负责人组织人员进行安全检查，整理好架体材料，报上级安全管理部门进行验收，确认符合要求后方可投入使用7.2在施工主体阶段，脚手架只作为防护架体使用，架体上严禁堆放各类设施料，并定期检查各类杆件及扣件螺丝的松紧度。及时清理架板上的建筑垃圾和材料，加强架体的维护和保养，确保脚手架的正常使用。7.3在架体的施工层上配备干粉灭火器，施工层临边焊接作业应有绝燃隔离板7.4安全员每天要巡视检查架体，严禁任何人拆卸架体上的杆件和设施。八、脚手架拆除8.1拆除前的准备工作：8.1.1认真清理架体上的所有悬浮物及障碍物并保证清理过程中被清理物不得翻倒、抛掷到地面。8.1.2对架体的每个节点、连墙杆、支承件进行认真的检查，对不合要求的加固、补充完善。8.1.3对参加拆除的操作人员进行系统的安全技术交底。8.2拆除时的防护措施：8.2.1拆除现场设警戒区，配专人负责警戒工作。8.2.2停止拆除区域内所有施工，待外架拆除完毕后方可进入该区域作业。8.2.3拆除工作由架子班长或持证上岗的架子工指挥。8.3拆除作业时的工作程序：8.3.1拆除人员进入工作岗位后，再次对各部位的完好状态进行一次检查，确认无误后方可作业。8.3.2拆除工作按搭设的反程序进行：安全网护身栏杆踢脚板最上一组剪刀撑连墙杆小横杆大横杆立杆悬挑架8.3.3拆除时必须按规定逐层循环作业，不允许分立面拆除或踏步式拆除，认真做到一步一清、一杆一清。8.3.4所有连墙杆、剪刀撑必须随脚手架的拆除同步进行，不准先行拆除。8.3.5每班作业完后，必须对存留的架体进行检查，对不稳定的部位加固后方可离开。8.3.6对拆下来的材料不得随意朝下投掷，有组织地输送到地面分类堆放。8.3.7每个参加作业的人员必须严格遵守操作规程，作业时必须按规定正确使用安全带，戴好安全帽。九、安全措施及规定1）外架施工前安全员及工长应对架子工进行必须的安全交底，并对架子工进行安全教育，提高本工种的自我安全意识，并备档。2）架子工必须持上岗证，对证件认真核实，施工时必系好安全带，立杆接长时必须由两人同时操作。并定期进行身体检查，凡患有高血压、贫血病、心脏病及其他不适于高空作业者，一律不得上脚手架操作。登高要穿防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。3）外架拆除时，拆下的钢管扣件等应用绳索吊下，严禁从高处往扔，拆除区域中划出安全区，应设警戒线，设专人负责警示，挂标志，禁止行人进入。4）拆脚手架时应统一指挥、上下呼应、动作协调，当解开与另一个有关的扣件时先告知对方，以防坠落。拆除脚手架时应一步一清，不准采用踏步式拆除方法。纵向剪刀撑应先拆除中间扣，然后拆除两边扣。拆下的钢管、扣件应分类。零配件装在容器内，然后用塔吊送到地面，严禁高处抛掷。5）遇有恶劣天气或当风力在六级以上时，不得进行高空脚手架搭拆工作。6）拆除架子在使用电焊气割时，派专职人员做好防火工作，配备料斗，防止火星和切割物溅落。7）没有搭拆完成的脚手架在每收工时一定要确定其稳定，并有临时附墙和加固措施，以免发生意外8）在工程施工过程中，应派有经验的架子工负责对脚手架进行检查与保修工作；扣件松动及时拧紧；特别在大风雨后，项目经理要及时组织有关人员对架子进行全面检查。9）严格控制脚手架上的施工荷载。不准在脚手架上堆放施工多余的材料，以确保脚手架畅通及安全。10）没有搭拆完成的脚手架在每收工时一定要确定其稳定，并有临时附墙和加固措施，以免发生意外11）脚手架应有工地安全员定期检查。对安全员指出的违反安全规章的操作应及时改正，发现问题及时采取措施予以解决。十、职业健康安全及环境保护措施1）刷钢管、工字钢油漆时使用完的手套、排刷，不能随意丢弃，必须专门回收。2）架体操作层架板上的灰渣、砼渣等必须每天清理，防止高出坠物伤人。3）搭设架体前，必须先对操作工人进行全面详细的交底，并查阅其上岗证。严禁无证上岗。- 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