悬挑单排外架安装与拆除方案.doc

李荫路瑞晟汽车市场1#、2#住宅楼悬挑单排外架安装与拆除 专项方案 编制人： 审核人： 华蓥市第一建筑有限公司二O一O年 月 日施工组织设计（方案）审批表工程名称：郊区佳瑞园B区3#住宅楼建设单位：阳泉市瑞丰房地产开发有限公司 施工单位：华蓥市第一建筑有限公司监理单位：阳泉市伟宏建设监理有限公司 审批名目：施工现场悬挑式外架专项方案 审批编号： 项目部报批意见编制说明： 编制人： 年 月 日项目经理： 项目部（章）： 年 月 日公司审核意见审核人： 分公司（章）： 年 月 日一、工程概况本工程建筑面积1#楼5409.25M2、2#楼4531.24 M2，建筑高度1#楼21.5m，2#楼21.86m，层数1#楼地下一层地上七层（六七层为跃层），2#楼地下一层地上七层带阁楼。建筑结构形式均为砖混结构、建筑物耐火等级为二级，建筑物屋面防水等级为二级，抗震设防烈度为7度，建筑物合理使用年限为五十年。本工程结构形式砖混结构，地基基础砼条形基础。二、主要编制依据1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 （JGJ130-2001）；2、钢结构设计规范 （GB50017-2003）；3、建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）；4、混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）；5、建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）；6、建筑施工安全检查标准 （JGJ59-99）；三、危险源识别与监控（1）脚手架工程事故的类型分析；1）整架倾倒或局部垮架；2）整架失稳、垂直坍塌；3）人员从脚手架上高处坠落；4）落物伤人（物体打击）；5）不当操作事故（闪失，碰撞等）。（2）引发事故的主要原因分析1）整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架构架缺陷：构架缺少必须的结构杆件，未按规定数量和要求搭设连墙件等；在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和连墙件等；构架尺寸过大、承载能力不足或设计安全不够与严重超载；地基出现过大的不均匀沉降。2）人员从脚手架上高处坠落作业层未按规定设置围挡防护；作业层未满铺脚手板或架面与墙之间的间隙过大；脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂而坠落；不当操作产生的碰撞和闪失等。3）落物伤人（物体打击）在搭设或拆除时，高空抛掷构配件，砸伤工人或路过行人；架体上物体堆放不牢或意外碰落，砸伤工人或路过行人；整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架，砸伤工人或路过行人等。4）不当操作大致有以下情形：用力过猛，致使身体失稳；在架面上拉车退着行走；拥挤碰撞；集中多人搬运或安装较重构件；架面上的冰雪未清除，造成滑落。5）其他伤害在不安全的天气条件（六级以上大风、雷雨和雪天）下继续施工；在长期搁置以后未作检查的情况下重新投入使用；脚手架的外侧边缘与外电架空线路的边线之间没有保持安全操作距离等。（3）危险源的监控1）对脚手架的构配件材料的材质、使用的机械、工具、用具进行监控；2）对脚手架的构架和防护设施承载可靠和使用安全进行监控；3）对脚手架的搭设、使用和拆除进行监控，坚决制止乱搭、乱改和乱用情况；4）加强安全管理，对施工环境和施工条件进行监控。 二、悬挑扣件脚手架计算 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（JGJ130-2001）。计算的脚手架为单排脚手架，搭设高度为15.0米，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆距离墙体0.60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2.0kN/m2，脚手板共铺设2层。悬挑水平钢梁采用12.6号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度0.90米，建筑物内锚固段长度2.1米。悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物0.60m，支杆采用钢管483.5。 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=0.1500.60/2=0.045kN/m活荷载标准值 Q=2.0000.600/2=0.600kN/m静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.045=0.0996kN/m活荷载的计算值 q2=1.40.600=0.84kN/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=(0.080.0996+0.100.84)1.5002=0.207kN.m支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.0996+0.1170.84)1.5002=-0.244kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.244106/5080.0=48.03N/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+0.045=0.083kN/m 活荷载标准值q2=0.600kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.083+0.9900.600)1500.04/(1002.06105121900.0)=1.273mm 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=0.1500.6001.500/2=0.0675kN 活荷载标准值 Q=2.0000.6001.500/2=0.90kN 荷载的计算值 P=1.20.058+1.20.0675+1.40.9=1.4106kN 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)0.6002/8+1.410+0.600/4=0.2136kN.m =0.2136106/5080.0=42.07N/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=5.00.038800.004/(3842.060105121900.000)=0.01mm 集中荷载标准值P=0.058+0.0675+1.200=1.3255kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度V2=1325.500800.0800.0800.0/(482.06105121900.0)=0.563mm 最大挠度和 V=V1+V2=0.573mm 小横杆的最大挠度小于800.0/150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=0.0380.600=0.0228kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1500.6001.500/2=0.0675kN 活荷载标准值 Q=2.0000.6001.500/2=0.900kN 荷载的计算值 R=1.20.031+1.20.090+1.41.200=1.36kN8.0 kN 扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 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0.1505 NG1 = 0.15121.000=3.161kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.15021.500(0.800+0.000)/2=0.180kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1501.5002/2=0.225kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50021.000=0.157kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.128kN。 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 = 2.00011.5000.800/2=1.200kN 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)附录表D.4的规定采用：W0 = 0.400 Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz = 1.250 Us 风荷载体型系数：Us = 0.600经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.4001.2500.600 = 0.210kN/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经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.24.128+0.851.41.200=6.382kN 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.24.128+1.41.200=6.634kN 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 风荷载标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.851.40.2101.5001.5001.500/10=0.084kN.m 五、立杆的稳定性计算 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=6.634kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 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=1.800； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.8001.500=3.118m； A 立杆净截面面积，A=4.890cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3； 由长细比，为3118/16=197； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =6634/(0.19489)=73.021N/mm2； 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=6.382kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； 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=1.800； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.8001.500=3.118m； A 立杆净截面面积，A=4.890cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3； 由长细比，为3118/16=197； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.084kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =6382/(0.19489)+84000/5080=86.849N/mm2； 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! 连墙件连接示意图 七、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。 本工程中，脚手架排距为800mm，内侧脚手架距离墙体0mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 800mm， 水平支撑梁的截面惯性矩I = 488.43cm4，截面抵抗矩W = 77.53cm3，截面积A = 18.10cm2。 受脚手架集中荷载 P=6.63kN 水平钢梁自重荷载 q=1.218.100.00017.8510=0.17kN/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=6.676kN,R2=0.310kN,R3=0.125kN 最大弯矩 Mmax=0.051kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.05W+N/A=0.051106/(1.0577530.0)+1.7801000/1810.0=1.616N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 八、悬挑梁的整体稳定性计算 水平钢梁采用12.6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=2.00 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值b=1.07-0.282/b=0.929 经过计算得到强度 =0.05106/(0.92977530.00)=0.72N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求! 九、锚固段与楼板连接的计算 1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.310kN 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=3104/(3.1416502)1/2=2mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。 2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下： 锚固深度计算公式 其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 0.31kN； d 楼板螺栓的直径，d = 20mm； fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2； h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于310.34/(3.1416201.5)=3.3mm。 3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下： 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 0.31kN； d 楼板螺栓的直径，d = 20mm； b 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm； fcc混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2； 经过计算得到公式右边等于131.6kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求!三、 材料准备如下：（1）钢管选用国标直缝电焊钢管（GB/T13793），质量符合国标碳素结构钢（GB/T700）Q235-A级钢要求。钢管上打孔的严禁使用，有严重锈蚀，弯曲，压扁或裂纹钢管不得采用。（2）扣件采用可锻铸性材料制作，其材质符合国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定，使用前进行质量检查，有裂缝，变形的严禁使用，扣件应做防锈处理，螺栓拧紧，扭力矩达65N.M时不得发生破坏。扣件主要有三种形式，直角扣件用于连接扣紧两根垂直相交杆件；回转扣件用于连接两根呈任意角度相交的杆件；对接扣件，用于连接两根杆件的对接接长。 （3）脚手板采用由竹串脚手板四、纵向水平杆（1）纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；（2）纵向水平杆接长采用对接扣件连接，对接扣件交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不能大于 0.40m；（3）使用竹笆脚手板，纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm；五、横向水平杆（1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm，内排脚手架的外伸长度 500mm；（2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距1/2；（3）用竹笆脚手板，横向水平杆的一端，应用直角扣件固定在立杆上，另一端应插入墙内，插入长度亦不应小于180mm六、脚手板（1）作业层脚手板应铺满，铺稳，离开墙面120150mm；（2）竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上；（3）作业层端部脚手板探头长度应取150mm,其板长两端均应与支承杆可靠地固定；七、连墙件 （1）宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不大于300mm； （2）应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定； （3）优先采用菱形布置，也可采用方形，矩形布置； （4） 一字型、开口型脚手架两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不大于4m。 （5）采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件。 （6）连墙件的构造要求：连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用斜连接； (7) 连墙件的构造要求：连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造，采用拉筋必须配用顶撑，顶撑应可