3#脚手架施工方案.doc

涑河四中片区还建3#住宅楼脚手架工程目 录一、编制依据-01二、工程概况及简介-01三、编制方案-01四、扣件抗滑力的计算-08五、脚手架立杆荷载的计算-09六、立杆的稳定性计算-10七、连墙件的计算-11八、悬挑梁的受力计算-12九、悬挑梁的整体稳定性计算-14十、拉绳的受力计算-15十一、拉绳的强度计算-15十二、锚固段与楼板连接的计算-16十三、注意事项-16一、编制依据：1. 国家颁布的国标或部标，安全技术交底操作规范。2. 建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）3. 建筑施工和扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）4. 总公司的安全技术管理规定。5. 根据本工程设计图纸。二、 工程概况及简介涑河四中片区还建3#住宅楼工程，位于临沂市沂蒙路祊河桥西南，蒙阳花园小区东侧，是一座居民住宅楼，地上三十层，地下一层。东西轴线长为49.2米，南北轴线为17.3米。建筑面积为23397平方米。本工程由临沂兰发置业有限公司投资兴建,山东省城镇建筑设计院设计，临沂市冠宇岩土有限公司勘察，山东众成建设项目管理有限公司监理，临沂市建设工程质量监督处监督,辽宁国际建设工程集团有限公司承建。计划开工时间为2009年4月10日，竣工时间为2011年1月31日。 由孙永全担任项目经理，王恒毅担任技术负责人。型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、建筑施工安全检查评分标准(JGJ59-99)、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91) 以及本工程的施工图纸。三、编制方案结合本工程场地情况，确定六层平面以下外架采用双排落地式脚架，上部施工采用悬挑脚手架。3.1落地脚手架双排脚手架搭设高度为18m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.5 m；内排架距离墙长度为0.30m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为483.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步三跨，竖向间距3m，水平间距4.5m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；脚手架设置纵横向扫地杆、立杆下加底座，下垫木方，里皮立杆距墙350mm，立杆横距900mm，立杆纵距1.5m、大横杆步高1.8m、小横杆间距0.9m，脚手架立杆通过钢管和扣件与墙体连接，配用短钢管作支撑，竖向间距为三步距，横向间距为三跨距、外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，450布置，由底至顶连续设置，中间各道剪刀撑之间中心距不大于15m，工作面采用竹笆铺设，竹笆下设置四道大横杆，设挡脚板，外挂密目网。搭设时，立杆要垂直，偏差不大于其高度的1/200；相邻两根立杆接头错开500mm，大横杆在每一面脚手架范围内的纵向高差不超过100mm，同一步内外两根大横杆的接头要相互错开，不要在同一跨内。在垂直方向相邻两根大横杆的接头也要相互错开，其距离不小于500mm，各主面的脚手架的大横杆要相互连接，保证脚手架的整体稳定，钢管接头采用对接扣件，每步的脚手架外侧均设1100mm高的护身栏杆，工作面上铺设上人竹笆，用双股20#铁丝绑牢内横杆与建筑物间铺设木质脚手板或搭设钢管上面铺设竹笆。脚手架搭设要横平竖直，连接牢固，受荷安全、有必要的撑作空间、不变形、不摇晃，建筑物四周脚手架连接为一体，从地面开始搭设时，搭设范围内的地基应先清理平整夯实并做好排水处理，在地基上设杆件底座，以支承立杆直接传接下来的荷载分布到地基上，搭设顺序为：排放扫地杆树立杆连接大横杆安放第一步大横杆、小横杆安放第二步大横杆、小横杆设立杆设大横杆、小横杆、加设剪力撑铺设脚手板挂安全网、安装防电避雷装置。3.2悬挑脚手架 六层平面以上施工采用双排脚手架搭设高度为 18 m，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.5m，立杆的横距为0.9m，立杆的步距为1.5 m；内排架距离墙长度为0.25 m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；连墙件布置取两步三跨，竖向间距 3 m，水平间距4.5 m，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处山东临沂，基本风压0.4 kN/m2；风荷载高度变化系数z，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数s 为0.214；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1394；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:4 层；脚手板类别:钢压脚手板5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度 4.5 m。锚固压点螺栓直径(mm):18.00；楼板混凝土标号:C30；6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.300；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.2 m。 二、大横杆的计算:按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，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。将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.038 kN/m ；脚手板的自重标准值:P2=0.350.9/(2+1)=0.105 kN/m ；活荷载标准值: Q=30.9/(2+1)=0.9 kN/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的设计值: q2=1.40.9=1.26 kN/m； 图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下: M1max = 0.08q1l2 + 0.10q2l2跨中最大弯距为 M1max=0.080.1721.52+0.101.261.52 =0.314 kNm；支座最大弯距计算公式如下: M2max = -0.10q1l2 - 0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.52-0.1171.261.52 =-0.37 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.314106,0.37106)/5080=72.835 N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 = 72.835 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算: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： max = (0.677q1l4 + 0.990q2l4)/100EI其中：静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.105=0.143 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =0.9 kN/m； 最大挠度计算值为： = 0.6770.14315004/(1002.06105121900)+0.9900.915004/(1002.06105121900) = 1.992 mm；大横杆的最大挠度 1.992 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500/150 mm与10 mm，满足要求！ 三、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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= 0.0381.5 = 0.058 kN；脚手板的自重标准值：P2=0.350.91.5/(2+1)=0.158 kN；活荷载标准值：Q=30.91.5/(2+1) =1.350 kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.158)+1.4 1.35 = 2.148 kN； 小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax = ql2/8Mqmax = 1.20.0380.92/8 = 0.005 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax = Pl/3Mpmax = 2.1480.9/3 = 0.644 kNm ；最大弯矩 M = Mqmax + Mpmax = 0.649 kNm；最大应力计算值 = M / W = 0.649106/5080=127.776 N/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =127.776 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:qmax = 5ql4/384EIqmax=50.0389004/(3842.06105121900) = 0.013 mm ；大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.158+1.35 = 1.565 kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:pmax = Pl(3l2 - 4l2/9)/72EIpmax = 1565.1900(39002-49002/9 ) /(722.06105121900) = 1.613 mm；最大挠度和 = qmax + pmax = 0.013+1.613 = 1.626 mm；小横杆的最大挠度为 1.626 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 900/150=6与10 mm,满足要求！ 四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.00 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；大横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.52/2=0.058 kN；小横杆的自重标准值: P2 = 0.0380.9/2=0.017 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.91.5/2=0.236 kN；活荷载标准值: Q = 30.91.5 /2 = 2.025 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.058+0.017+0.236)+1.42.025=3.208 kN；R 8.00 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、脚手架立杆荷载的计算: 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，为0.1394kN/m NG1 = 0.1394+(1.502/2)0.038/1.5015.00 = 2.667kN；(2)脚手板的自重标准值；采用钢压脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3541.5(0.9+0.3)/2 = 1.26 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹串片脚手板挡板，标准值为0.14kN/m NG3 = 0.1441.5/2 = 0.42 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.515 = 0.112 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.459 kN；活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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 = 30.91.52/2 = 4.05 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.459+ 0.851.44.05= 10.171 kN；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N=1.2NG+1.4NQ=1.24.459+1.44.05=11.021kN；六、立杆的稳定性计算: 风荷载标准值按照以下公式计算 Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：0 = 0.4 kN/m2； z - 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：z= 0.74； s - 风荷载体型系数：取值为0.214；经计算得到，风荷载标准值为: Wk = 0.7 0.40.740.214 = 0.044 kN/m2；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为: Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 = 0.85 1.40.0441.51.52/10 = 0.018 kNm；考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) + MW/W f立杆的轴心压力设计值 ：N = 10.171 kN；不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 = N/(A) f立杆的轴心压力设计值 ：N = N= 11.021kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.599 m；长细比: L0/i = 164 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.262立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2；考虑风荷载时 = 10170.9/(0.262489)+17808.374/5080 = 82.893 N/mm2；立杆稳定性计算 = 82.893 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！不考虑风荷载时 = 11021.4/(0.262489)=86.025 N/mm2；立杆稳定性计算 = 86.025 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！七、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算z0.92，s0.214，00.4，Wk = 0.7zs0=0.7 0.920.2140.4 = 0.055 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 13.5 m2；按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 1.042 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 6.042 kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数；由长细比 l/i = 300/15.8的结果查表得到 =0.949，l为内排架距离墙的长度； A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.9494.8910-4205103 = 95.133 kN；Nl = 6.042 Ru14.032KN。经计算，选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为N=RU=14.032kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为 = 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；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径 D=(140324/(3.142502) 1/2 =13.4mm；实际拉环选用直径D=14mm 的HPB235的钢筋制作即可。十二、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螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：螺栓未受拉力，无须计算，节点按构造做法即可。2.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:N (b2-d2/4)fcc其中 N - 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N = 10.116kN； d - 楼板螺栓的直径，d = 25mm； b - 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=125mm； fcc - 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=14.3N/mm2；(b2-d2/4)fcc=(1252-3.142252/4)14.3/1000=216.418kNN=10.116kN经过计算得到公式右边等于216.42 kN，大于锚固力 N=10.12 kN ，楼板混凝土局部承压计算满足要求!十三、注意事项1、脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准考核合格的专业架子工。搭设脚手架人员必须戴安全帽、安全带，穿防滑鞋。2、脚手架搭设时应按下列阶段进行质量检查，发现问题应及时校正。1）基础完工后及脚手架搭设前；2）操作层施加荷载前；3）每搭设完10m高度后；4）达到设计高度后。3、使用阶段1）操作层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载；2）不得将模板支撑、缆风绳、泵送混凝土管等固定在脚手架上，严禁任意悬挂起重设备；3）六级及六级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业，雨后上架操作应有防滑措施。3）在脚手架使用期间，严禁任意拆除下列杆件：主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆；4）连墙杆撑；要拆除上述任一杆件均应采取安全措施，并报主管部门批准。严禁在脚手架基础及其邻近进行挖掘作业，否则应采取安全措施，并报主管部门批准。5）在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守；6）工地临时用电线路的架设及脚手架接地、避雷措施等应按国家现行标准执行。4、脚手架的拆除1）接收到项目部脚手架架体拆除任务书后方可进行拆除作业工作。2）拆除现场设警戒区域，挂醒目的警戒标志。警戒区域内严禁非操