高层建筑脚手架(完).doc

目录一、编制依据 及工程概况1二、脚手架布置方案2三、脚手架的设计4四、特殊部位的节点处理12五、 架体平面布置及剖面图16六、脚手架搭设的质量与安全保证措施18柏丽花园西侧地块高层建筑脚手架施工方案一、编制依据及工程概况1.1编制依据1.1.1由天津市房屋鉴定勘察设计院提供柏丽花园西侧地块（一标段）工程B1B3#楼的施工设计图纸。1.1.2建筑施工安全检查标准JGJ59-99。1.1.3建筑施工高处作业技术规程JGJ80-91。1.1.4建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001。1.1.5钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001。1.1.6天津市政府及建设行政主管部门的有关规定。1.1.7柏丽花园西侧地块（一标段）工程的施工组织设计中相关脚手架工程的施工方法。1.1.8简明施工计算手册江正荣 朱国梁 编著1.2工程概况：1.2.1柏丽花园西侧地块（一标段）工程项目，位于河东区红星路与卫国道、常州道交口处的柏丽花园西侧的建筑群内。该工程由天津长芦房地产开发有限公司开发建设，由天津市房屋鉴定勘察设计院提供全套施工图设计。1.2.2天津柏丽花园西侧地块（一标段）工程项目的高层建筑，包括B1#、B2#、B3#楼等3幢高层建筑，3个单位工程共踞于庞大的地下室之上。1.2.2 B1#、B2#、B3#高层建筑住宅部位的地下室为二层，地面以上分别为二十层、二十三层和二十五层，地面以上建筑高度分别为65.85m、74.85m、80.8m。地下-2层层高为3.45m，-1层层高为3.15m，地面以上层高均为3.00m。该工程地面以上主要结构形式为框架、短肢剪力墙结构。1.2.3本工程外脚手架的总高度，应从-1.95m起，到檐口以上1m为止，则：1.2.3.1 B1#楼外脚手架总高度：1.95+65.8+168.75m；1.2.3.2 B2#楼外脚手架总高度：1.95+74.8+177.75m；1.2.3.3 B3#楼外脚手架总高度：1.95+80.8+183.75m。16二、脚手架布置方案2.1本工程建筑平面形状复杂，外墙边沿凹凸多，还有多处外突柱子等构件，给外架布置带来很多困难。2.2结构顶标高向下47.8米和71.8米为悬挑脚手架，B1悬挑两次47.8米，B2、B3悬挑三次71.8米，以下部位为落地式脚手架，落地架高B1 19.95米，B2楼 4.95米，B3楼 10.95米。2.2.1 B1、B2、B3落地式脚手架部分设在回填土上，故土方回填时，应按规定要求进行分层夯实。经地基验算符合要求后实施搭设。具体要求同5、9、10号楼。2.2.2 其余底下几层落地式脚手架，均坐落于人防地下室顶板上，搭设时应在架子立杆底下通长铺设50mm厚木跳板。2.23落地式脚手架，可在提前插入施工的外檐装饰、保温后拆除，为地下室顶板防水保护层、覆土和绿化施工创造条件。2.3结构八层楼面以上悬挑式钢管脚手架：2.3.1 轴线、A轴线、28轴以及轴、轴线外侧，均采用工16a工字钢作悬挑钢梁搭设，悬挑长度为1.50m2.00m（2m长的用于有600mm外凸柱梁的部位），钢梁伸入楼面结构边沿1500mm，并分别在在距离边沿300mm和1300mm的部位用直径不小于18mm的冷弯成“U”型的一级钢与楼层结构连接固定。2.3.2在轴线轴线之间3处平面凹进部位，其轴线间距均未超过4.00m，采用工16工字钢作简支钢梁搭设，工字钢简支梁两端伸入结构层边沿不少于1000mm，并在距离末端200mm左右的部位用直径不小于18mm的冷弯成“U”型的一级钢与楼层结构连接固定。2.3.3电梯井内脚手架，从地下室楼顶采用钢管脚手架。每层脚手立杆两根穿入，电梯墙内通长钢管连接。并按安全设施要求设置上、下隔离层，此脚手架也可为电梯设备安装提供便利条件。2.3.4本工程上部采用型钢悬挑脚手架，则：2.3.4.1 B1#楼悬挑部分脚手架总高度：47.8m；分别在7层、15层楼面设置悬挑钢结构。2.3.4.2 B2#楼悬挑部分脚手架总高度：71.8m；分别在2层、10层、18层楼面设置悬挑钢结构。2.3.4.3 B3#楼悬挑部分脚手架总高度：71.8m；分别在4层、12层、20层楼面设置悬挑钢结构。2.4.4.4 悬挑架体每次为8层，24米高。三、脚手架的设计3.1使用材料：3.1.1型钢悬挑反斜拉脚手架主要构件有立杆、大横杆、小横杆、悬挑钢梁，连接螺栓斜拉钢丝绳、吊环等组成，所有材料的质量应符合各项技术性能要求：3.1.2钢管必须符合国标3号钢，外径不小于48mm，壁厚不小于3.5mm，不得使用严重锈蚀压扁或有裂缝的钢管，钢管使用前必须进行除锈并刷防锈漆；3.1.3不得使用有脆裂、变形、滑动的扣件，扣件表面应进行防锈处理，扣件的活动部分应能灵活转动，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不得小于5mm； 3.1.4I16及吊环、钢材型号为Q235，其机械性能均应满足国家现行规范。3.2脚手架的构造及技术要求：3.2.1立杆： 3.2.1.1本工程脚手架立杆纵距1500mm，横距900mm，内排立杆离墙300mm，悬挑架外排立杆离悬挑钢梁末端100mm。3.2.1.2相邻立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距1/3；3.2.1.3立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏，立杆对接用“一”字型扣件连接，立杆垂直度偏差控制：1.搭设高度H25m时，纵向偏差不大于H/200，横向偏差不大于H/400，且不大于50mm；2.搭设高度H25m时，纵向偏差不大于H/400H/600，且全高偏差不大于100mm，横向偏差不大于H/600，且不大于50mm。3.2.2大横杆：3.2.2.1大横杆上下步距为1800mm，设于内外立杆之间；3.2.2.2上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距内，与相邻立杆的距离不大于纵距的1/3；3.2.2.3同一排大横杆的水平偏差不大于总长度的1/300，且不大于50mm。3.2.3小横杆：每一主节点处必须设置一根小横杆，设于内外立杆之间的大横杆之上，小横杆出头不应小于100mm，小横杆水平偏差不大于10mm。3.2.4连墙件：3.2.4.1根据规定，脚手架与建筑物必须采用刚性连接；3.2.4.2连墙件一般应设置在具有较好抵抗水平力作用的结构部位，如框架梁或楼板附近，且宜靠近主节点，偏离位置不应大于300mm；3.2.4.3连墙件每隔水平距离4.56m、垂直距离为3m（同楼层）设一个，连墙件应采用梅花形错开设置；3.2.4.4连墙件宜呈水平并垂直于竖向平面设置，与脚手架连接的一端可稍为下斜，不容许上翘，连墙杆应设置于大横杆和立杆的交汇处。3.2.5剪刀撑：剪刀撑设置在脚手架的转角处，沿纵向9m设置一组连续设置，斜杆与水平面的夹角控制在4560之间，交角处用回转扣件连接。3.2.6脚手架板铺设：3.2.6.1本工程脚手架脚手板采用50mm厚木跳板。3.2.6.2脚手板必须设置平稳，做到严密、牢固，不得有翘曲或浮放，脚手板两个短边在拐角处分别用16#铁丝与脚手架横杆相连。3.2.6.3脚手架在首层和施工层应满铺脚手板，内立杆与建筑物之间也应封闭严密；同时在作业层外侧加设护栏或挡脚板。3.2.7防雷接地：在脚手架四面要设置防雷接地点，每栋塔楼设8个点，共24个点，用12圆钢将建筑物内接地与立杆焊接。3.3脚手架的悬挑、卸荷3.3.1悬挑钢梁总长度1.5m（局部有外突墙柱两侧钢梁长度2.00m），外立杆离梁端头的尺寸不小于翼宽的1/2，以100mm为宜；立杆轴向力作用线应通过钢梁的截面形心。3.3.2钢丝绳的长度依据各楼层高度而定，钢丝绳的破断拉力在计算中是以新钢丝绳为依据的，如用旧钢丝绳，必须经检定后降低使用。3.3.3阳台部位有悬挑脚手架钢梁时，根据工程设计情况加固阳台。3.3.4本脚手架悬挑钢梁楼面梁支心应设在梁上不能设在板上，间距分别为83=24m，上下脚手架悬挑段分开。3.4悬挑脚手架计算（本工程悬挑脚手架正常使用高度为24米，在第二段悬挑时，下部悬挑施工层为27米，故计算高度取27米）。3.4.1荷载计算（以最不利的悬挑2.00m的部位进行计算）3.4.1.1构件自重荷载：1.立杆（内、中、外）：38.427=1036.70N2.大横杆(内、中、外)：1.51538.4=864.00N4.小横杆（每1.00m长）：38.41.0015=576.00N5.50厚4层木跳板（1m宽）：60000.0541.51.0=1800.00N7.密目式安全网：51.51.827=364.50N8.脚手架防护内挡防护板：0.410000.51.35=1300.00N9.挡脚板：1715=255.00N10.剪刀撑：1.5/Cos45227/938.4=488.83N11.栏杆：38.41.515=864.00N12.扣件：13.5(5+0.5)15+18.527/3.53=1542.00N13.连墙杆：38.40.327/4=77.76N3.4.1.2恒载：恒载是指脚手架的结构自重，它包括脚手架结构的主要构件，包括：立杆、纵向水平杆、横向水平杆、支撑杆件及扣件自重等。1. 内立杆恒载：内立杆+大横杆+0.6m小横杆+ 0.6m宽的50厚跳板自重+脚手架内挡防护板自重+三分之一扣件+连墙件的自重标准值：G内K=1036.70+864+0.6576+0.61800 +1300.00+514+77.76=5218.06N设计值：G内=1.2G内K=6261.6.7N取值6.3KN2.中立杆恒载：中立杆+大横杆+一0.8m宽的小横杆+0.8m宽的50厚跳板自重+三分之一扣件标准值：G中K=1036.70+864.00+0.8576+0.81800+514.00=4315.5N设计值：G外=1.2G外K=5178.6N取值5.2KN3.外立杆：外立杆+大横杆+0.6m小横杆+0.5m宽的50mm厚木跳板+三分之一扣件+密目式安全网+挡脚钢笆+栏杆+剪刀撑标准值G外K=1036.70+864.00+0.6576+0.51800+514+364.50+255.00+864.00+488.80=5632.6N 设计值G外=1.2 G中K=6759.1N取值6.8KN3.4.1.3活动荷载：活动荷载包主要括脚手架的附件、施工荷载及风荷载。附件是指脚手板及防护物品（安全网、拉杆、挡脚板或其它防护材料）的自重，但本方案将他们计入恒荷载。1.施工荷载按上下3步同时作用的标准荷载3000N/取值。则：每根内排立杆的施工荷载R施内=300031.50.60=8100.00N每根中排立杆的施工荷载R施中=300031.50.80=10800.00N每根外排立杆的施工荷载R施外=300031.50.50=6750.00N（式中0.60、0.80和0.50，即按该排立杆承担施工荷载的架子的宽度。）合计施工荷载：R施内+ R施中+ R施外= 8100.00+10800.00+6750.00=300031.51.9=25650.00N2）风荷载：考虑到风荷载为水平荷载，主要由水平连接件（设置较多）承担，且是在高层建筑群中施工，故风荷载不作计算。3）内排立杆动荷载Q动外8100.001.4=11340.00N 取值11.4KN外排立杆动荷载Q动中=10800.001.4=15120.00N 取值15.2KN外排立杆动荷载Q动内=6750.001.4=9450.00N 取值9.5KN4）荷载合计P内=6.3+11.4=17.7KNP中=5.2+15.2=20.4KNP外=6.8+9.5=16.3KN3.4.2内力计算 3.4.2.1本工程每一层悬挑结构上的脚手架最多的为15步27m高，只要严格按照规范要求搭设，其承载能力和安全可靠性能是完全可以满足的，故本方案将不对脚手架本身各管件、扣件、接点的内力、承载能力进行分析计算，仅对悬挑结构的工字钢、钢丝绳等结构进行验算。3.4.2.2内力计算简图简图中：F支是楼面结构对型钢的支座反力，F绳看作是简支梁另一端的支座竖向和水平方向的支座反力的合力，由斜向拉结的钢丝绳承担，钢丝绳与钢梁的夹角为=53.47，则：Tg=2.7：2=1.35， sin=0.8， cos=0.6。= 53.473.4.2.2内力分析1.支座反力计算 F绳 =F绳 竖/sin=37.5KN 以上计算式中F绳 竖是钢丝绳斜向拉力在该节点处产生的竖向支座反力，该节点也可视作简支钢梁的一个支座。 F支 = P外+P中+P内-F绳竖=24.4KN（）2.简支钢梁内力计算 最大剪力和轴向压力，经分析应是钢丝绳斜向拉力F绳产生的竖向和水平分力，即：Qmax=F绳竖 = 30KNF轴= F绳竖/ tg=22.2KN最大弯矩，经分析，钢丝绳拉结的接点部位，脚手架外立杆的荷载与钢丝绳斜拉力（包括其竖向和水平的支座反力）组成的平面平衡力系，可视作静定简支梁的一个支座，从计算简图经弯矩叠加后：Mmax=12.466KN.m。3构件的计算： 钢梁的验算：钢筋为压弯构件，钢梁自重忽略不计。 计算简图：将钢丝绳斜拉点A作为支座，斜拉水平力由梁或板上的U型锚环承担。截面强度验算试用工字钢16# Wx141cm3 An26.1cm2钢梁在使用中承受静力和间接动力荷载，钢梁单向弯曲其应力钢梁强度满足要求。剪应力验算 在钢丝绳斜拉处剪应力最大，故验算钢梁在支座A处的抗剪强度 V=Fss30KN 钢梁抗剪强度满足要求弯矩作用平面稳定性验算：查表取 钢梁稳定性满足要求斜拉钢丝绳的强度，采用218（6*19+1）钢丝绳，验算如下：F绳=37.5KNPg=aPg/k=42.9KN(Pg=157KN.a=0.82,K=6)Pg=42.9KN37.5KN故钢丝绳满足要求。2、安装高度计算：(1) 立杆荷载计算： 操作层荷载计算：根据建筑安装工人安全技术操作规程规定，脚手架上操作层附架荷载不得大于2700N/m2。考虑动力系数1.2超载系数2，脚手架自身重荷为300N/m2。操作层附加荷载W为：W1=21.2(2700+300)=7200N/m2 非操作层荷载计算：钢管理论重荷为38.4N/m，扣件的重荷按15N/个计算。剪刀撑长度近似对角支撑的长度计算：每跨脚手架面积S=1.51.0=1.5m2非操作层每层荷载为：W2=(1.82+1.52+1+2.342)38.41.3+154/1.5=448.68N/m2式中1.3为考虑钢杆实际长度的系数。(2) 立杆设计荷载计算：计算钢管的截面特征：An=4.893102mm2 i=15.78mmL0=L=0.771800=1386mm欧拉临界应力：设计荷载N为：(3) 操作层按三层计算，安装高度计算如下：S(3W1+ W2n)=33.3KN式中：S为每根立杆受荷面积，S=1.52=0.75m2安装脚手架步数n=(33300-372000.75)/448.680.75=50.82步计算安装高度h=50.821.8=91.48m安全系数K=1+h/a=1+91.48/200=1.46（式中a为常数，取值为200）实际容许安装高度为：H=91.48/1.46=62.66m本工程每一悬挑结构上的脚手架搭设最大高度为27m，满足要求。四、特殊部位的节点处理1、钢梁与楼板的固定钢梁与楼板的固定采用18钢筋完成“”型。与钢梁焊接。“”型锚钩在楼层浇筑混凝土时预埋在楼板内。锚固的锚固横段在板底筋下。（见附图一）2、钢梁端头吊环大样（见上图）3、墙上拉环采用20钢筋经弯曲焊接而成，一端用有120长螺纹。安装前在混凝土柱（或梁）内预留24的圆孔。安装时将拉环扦入孔中，垫上300长12号槽钢，并用双螺帽紧固。斜拉索安装时，结构混凝土强度必须达到设计强度的75%以上。4、弯角处钢梁的连接。5、 架体平面布置及剖面图六、脚手架搭设的质量与安全保证措施6.1脚手架的搭设6.1.1脚手架搭设前，施工技术部门必须对施工班组进行详细的技术、安全交底，班组长向操作工人进行技术、安全交底，使操作工人做到心中有数，操作时有要求和标准，克服操作的随意性、盲目性，避免质量和安全事故的发生；6.1.2上部脚手架的搭设顺序为：立杆小横杆大横杆剪刀撑钢管搁栅铺设50mm厚木跳板栏杆，所有杆件均需用扣件连接；每一悬挑层脚手架用木板铺设，以防高空坠物。在每层楼面上相应的地方应预埋25钢筋，作为连墙杆的锚点。每个扣件的螺帽均要拧紧，要求扭力矩控制在4555Nm为宜，不得低于45Nm或高于60Nm；6.1.3操作人员必须经过上岗培训，并持有操作证，操作人员上岗必须戴好安全帽，高空作业必须系好安全带；6.1.4脚手架杆件相交伸出的端头，均应大于1