外架施工专项方案.doc

四川消防研究所 型钢悬挑架双排架搭设方案一、工程概况：本工程为四川省消防研究所，建筑面积27820,地下一层,主楼为框架结构,筏板基础；车库框剪结构，独立柱基础；地下一层为停车库，地上十层为消防科研楼。一层高4.M，二层以上高4米4.5米；地上5栋建筑，其中1#、2#楼为10层建筑，3#、4#楼为3层建筑，5#楼为4层框架结构，建筑高度分别为1#、2#楼为43.9m、3#楼为13.6m、4#楼为16.2m和5#楼为16.2m。 二、架子塔设要求1、立杆纵距1.5 m，立杆横距0.9 m大横杆步距1.7 m，小横杆纵距1.5 m，按规范设剪刀撑通高设置，外挂密目安全网封闭，作业层及底层、顶层设水平安全网和满架板，连墙杆为二步三跨既3.44.5m，在楼面预埋48短管锁连墙杆。工字钢间距1.5 m，斜拉钢绳间距为1.5 m，阳角处另加斜拉钢丝绳。2、在主体施工时，在二层、六层楼面梁、板上分别预埋了圆钢16的卡环钢筋1500，作为型钢悬挑挂架的卡环，在三层、七层楼与卡环的对应正交位置设置16吊环，以利于安装16a工字钢。卡环、吊环均锚入梁的主筋下，环筋锚固长度为30d。阳台处型钢挑梁应伸入框架梁锚固，并与边梁间隔5080高间隙。三、工字钢悬挑双排架搭设方案 1、工字钢悬挑梁采用工字钢16a作支撑梁，下料前应对型钢进行检查，若有损伤，不得使用。严格按平面布置图分布的型钢长度下料，在型钢上按图焊接防钢绳滑移装置。严格将型钢除锈，刷防锈漆二遍，面刷一层黄色调合漆一遍。2、各预埋铁件，应用经检验合格的原材料制作，且严格按节点大样制作，预埋时严格按平面、立面布置所示位置预埋，埋设间距和锚固长度及预留高度严格按图施工。3、脚手架搭设：（1）脚手架搭设之前，必需对进场的脚手架杆配件进行严格的检查，禁止使用规格和质量不合格的钢管、扣件等配件。（2）脚手架的搭设：柱距1.5m，步距1.7m，刚性连墙杆设置H=3.0m，L=4.5m，并必须在统一指挥下严格按照以下规定程序进行排架的搭设。a、脚手架搭设顺序：安放、调校、稳固型材16a支承梁铺木脚手板钢丝绳与吊环工字钢连接立杆放置纵向扫地杆横向扫地杆第一步纵向水平杆第一步横向水平杆连墙杆重复上述工序将架子上翻后检查型钢水平度（略向内倾）。b、周边脚手架应从一个角部开始向两边延伸交圈搭设。C、应按定位将型钢安放、调校、稳定牢固，铺操作用脚手板，按定位依次竖起立杆，将立杆与纵横向扫地杆连接固定，然后装设第一步的纵向和横向水平杆，随校正立杆垂直度之后予以固定，并按此要求继续向上搭设。d、剪刀撑按通高设置，剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的立柱上，旋转扣件扣接点距主节点的距离不大于150。连墙件的设置二步三跨设置，并随搭升的架子一起及时设置。e、按图示用16花篮螺栓、12.5钢丝绳进行两道反提拉紧，确保挑架的牢固及可靠性。（3）脚手板应铺平、铺稳、铺满，靠墙一侧离墙面距离不应大于150，铺板严禁出现端头超出支承横杆130250以上未固定的探头板，且木板脚手板其下支承小横杆的间距为1.5m以内，板宽度200，厚度50。两端应各设直径为4的镀锌铁丝箍两道。（4）设连墙杆时，应注意掌握拉的松紧程度，避免引起杆件和整架的显著变形。（5）扣件螺栓拧紧扭力距不小于40N/m，并不大于65N/m。 （6）栏杆和挡脚板搭设在外排立柱的内侧，上道栏杆高度1.2m，中栏杆居中设置，挡脚板高度不应小于180。（7）架工在架上进行搭设作业时，作业面上铺设必要数量的脚手板并予临时固定，架工必须戴安全帽和佩戴安全带、穿防滑鞋。不得单人进行装设较重杆配件以防发生失横、脱手、碰撞、滑跌等不安全事故。（8）在搭设中不得随意改变构架设计，减少杆配件设置和对立杆纵距100的构架尺寸放大。确有实际情况需要对构架作调整和改变时，应提交技术负责人解决。（9）脚手架每搭设三步时，应验收一次。搭设完成后，立杆垂直度容许偏差50。柱纵距偏差50，横排距偏差20，纵向水平杆一根的两端水平度容许偏差20，同跨内外纵向水平标的高差10，双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差（外伸200）50。（10）其它未尽事宜，按（JGJ59-99）建筑施工安全检查标准及 JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范执行。4、脚手架搭设完成后，由项目经理及安全员对其质量验收合格后方准挂牌使用。5、脚手架的使用注意事项及安全要求：（1）脚手架操作人员必须经过培训，持证上岗。（2）此外架为主体围护做装修架用，设计装修使用荷载2KN/，不得超载，雪后上架操作应有防滑措施，应扫除积雪。（3）作业人员在架上的最大作业高度应以可正常操作为度，禁止在架板上加垫器物增加操作高度。（4）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，若确因实际要求需要拆除，必须经主办工长同意，采取相应弥补措施，并在作业完毕后及时予以恢复。（5）架工在架上作业中，应注意自我安全和他人的安全，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。（6）人员上下脚手架必须走设有安全防护的出入通道，严禁攀爬脚手架上下。（7）每班作业人员上架作业时，应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开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时，应立即停止作业进行检查，解决以后才能恢复正常作业，发现异常危险情况时，应立即通知所有架上人员撤离。（8）项目组织专职人员每天巡视外架情况，有问题及时整改。（9）在架板上每天收工前应清理架面，将架面上的材料物品、垃圾清运出去，在作业期间，应及时清理坠落入安全网内的材料和建筑垃圾。在任何情况下，严禁从架上向下抛材料物品和倾倒垃圾。四、外架拆除方案1、拆除前的准备工作：（1）全面检查脚手架的扣件、连墙杆、支撑体系是否安全。（2）拆除安全措施，应由单位工程技术负责人逐级进行技术交底。（3）清除脚手架上杂物及地面障碍物。（4）拆除前应划出警戒范围并于出入口设专人监护，配通讯工具以利上下联系。2、拆除应符合以下要求：（1）拆除顺序应先上后下逐层拆除，严禁上下同时作业。（2）所有连墙杆应随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙杆整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不大于2步。（3）当脚手架拆至下部最后一根长钢管的（约6.5m）时，应先在适当位置搭临时抛撑加固后，再拆除连墙杆。（4）在拆迁过程中，凡已松开连接的配件应及时拆除运走，避免误扶和误靠已松脱连接的杆件。拆除的杆配件传递到楼层指定地点堆放，并及时运下，严禁向下抛掷，在拆除中应做好协调、配合、禁止单人进行作业。本工程悬挑挂架每根型钢所需配件要求如下构件名称 规 格 数 量型钢 16a 1.82m1根花篮栓螺旋扣，允许荷载1300N吊装标准件1根 钢丝绳12.5，破断拉力73KN2根钢绳卡 与绳匹配 6根 钢筋卡环 16 2根 钢筋吊环 16 12根 说明： 在阴阳的转角处，除工字钢和卡环外相应增加花篮栓、钢绳、卡、吊环，增设转角吊点。 悬挑式扣件钢管脚手架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（JGJ130-2001）。计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24米以内，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0.90米，立杆的步距1.70米。采用的钢管类型为483.5，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.40米，水平间距4.50米。施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设10层。卸荷钢丝绳采取2段卸荷，吊点卸荷水平距离1倍立杆间距。卸荷钢丝绳的换算系数为0.85，安全系数K=8.0，上吊点与下吊点距离6.0m。悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度0.70米。悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，设有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。一、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=0.3500.900/3=0.105kN/m 活荷载标准值 Q=3.0000.900/3=0.900kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.105=0.172kN/m 活荷载的计算值 q2=1.40.900=1.260kN/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.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=(0.080.172+0.101.260)1.5002=0.314kN.m支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.172+0.1171.260)1.5002=-0.370kN.m选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=0.370106/5080.0=72.916N/mm2大横杆的计算强度小于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=0.038+0.105=0.143kN/m活荷载标准值q2=0.900kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.6770.143+0.9900.900)1500.04/(1002.06105121900.0)=1.992mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、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=0.0381.500=0.058kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.3500.9001.500/3=0.157kN 活荷载标准值 Q=3.0000.9001.500/3=1.350kN 荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.157+1.41.350=2.148kN 小横杆计算简图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)0.9002/8+2.1480.900/3=0.649kN.m =0.649106/5080.0=127.776N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/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=50.0389004/(3842.06105121900)=0.01mm集中荷载标准值P=0.058+0.157+1.350=1.565kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=1565.1900(39002-49002/9)/(722.06105121900)=1.613mm最大挠度和 V=V1+V2=1.626mm小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!三、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； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0380.900=0.035kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.3500.9001.500/2=0.236kN 活荷载标准值 Q=3.0000.9001.500/2=2.025kN 荷载的计算值 R=1.20.035+1.20.236+1.42.025=3.160kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；四、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 = 0.12526.000=3.245kN(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 = 0.350101.500(0.900+0.300)/2=3.150kN(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 = 0.1401.50010/2=1.050kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50026.000=0.195kN经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.640kN。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 = 321.5000.9/2=4.050kN风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.300 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 = 1.420 Us 风荷载体型系数：Us = 0.624经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.31.420.624 = 0.186kN/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 = 0.851.4Wklah2/10其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。五、立杆的稳定性计算:卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内增加2吊点；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以吊点分段计算。计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。 经过计算得到 1=arctg6.00/(0.90+0.30)=1.373 2=arctg6.00/0.30=1.521最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为6.994kN和6.994kN。最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为7.419kN和7.419kN。考虑荷载组合，各吊点位置处内力计算为(kN)T1=7.57 T2=7.43 N1=1.48 N2=0.37 其中T钢丝绳拉力，N钢丝绳水平分力。所有卸荷钢丝绳的最大拉力为7.566kN。选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于87.566/0.850=71.208kN。选择619+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径12.5mm。满足要求!吊环强度计算公式为 = N / A f其中f 吊环钢筋抗拉强度，混凝土结构设计规范规定f = 50N/mm2；A 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算。经过计算得到，选择吊环的直径要至少(15131.6054/3.1416/50/2)1/2=14mm。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=7.42kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.21； 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=2.95m； 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 = 73.18 f 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!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=6.99kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.21； 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=2.95m； 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； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.096kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 87.88 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!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到 Nl = 8.986kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!采用双扣件足以满足抗滑要求，不必再进行验算。 连墙件扣件连接示意图七、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算。悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。BNNCqlm1m2mA悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式RA=N（2+K1+K2）+ql/2（1+K）2RB=-N（2+K2+K1）+ql/2（1-K2）支座弯矩计算公式MA=-N（m2+m1）-qm2/2C点最大挠度计算公式Vmax=Nm22l/3EI（1+K2）+ Nm12l/3EI（1+K1）+mlql2/3El8（-1+4k2+3k3）其中K=m/l, K1=m1/l, K2=m2/l。本工程算例中，m=1300，l=700, m1=300, m2=1200;水平支撑梁的截面惯性距I=866.204,截面模量（抵抗矩）W=108.303。受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.27.64/21.44.05/2=7.42KN水平钢架自重强度强度计算荷载q=1.221.950.00017.8510=0.21KN/mK=1.30/0.70=1.86K1=0.30/0.70=0.43 K2=1.20/0.70=1.71代入公式，经过计算得到支座反力RA=31.326KN RB=-16.075KN最大弯矩MA=11.303KN.m抗弯计算强度f=11.303106/（1.05108300.0）=99.398N/2水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.002，满足要求！受脚手架作用集中计算荷载N=7.644.05=11.69KN水平钢梁自重计算荷载q=21.950.00017.8510=0.17KN/m最大挠度Vmax=6.229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2600.0水平支撑