屋顶钢结构施工脚手架方案.doc

杭州第二人民医院医疗综合楼屋顶钢结构施工脚手架方案编 制:审 核:批 准:浙江中南建设集团有限公司市二医院医疗综合楼工程项目部二00七年五月脚手架专项方案目录一、 编制说明二、 工程概况三、 编制依据四、 脚手架形式五、 脚手架组成的基本参数六、 悬挑脚手架结构验算七、 垂直编 制:审 核:批 准:浙江中南建设集团有限公司市二医院医疗综合楼工程项目部二00七年五月一、 编制说明杭州市第二人民医院医疗综合楼屋面的钢架结构工程由我中南建设集团有限公司承包施工，由于屋面钢构架设计与主体结构设计不是同一家设计单位，而且屋面钢构架施工图到2007年4月底才出台，因此，施工总承包单位在主体施工脚手架设计时，无法事先在无施工图的情况下给予满足屋面钢结构架施工的考虑，故而总承包单位的主体施工脚手架不能用作屋面钢架结构施工时的脚手架，我们必须针对屋面钢架结构施工的具体情况，在确保安全的前提下，本着经济、实用、安全、可靠的原则，遵照屋面钢结构架施工图的要求，重新设计，服务并能满足于屋面钢架结构施工安装的施工脚手架。本方案就是出于上述原因和要求编制的。本方案所采用的建筑脚手架可靠度的校核方法，均按极限状态设计计算的结果进行验算。二、 工程概况杭州市第二人民医院医疗综合楼工程主概况详见总承包单位的施工组织设计。本方案所述的工程概况，主要简述屋面钢结构架的基本情况。根据主体结构施工图的设计，本工程在79.800米标高的屋面处，在2轴9轴、（1-P）轴（1-G）轴/（2-G）轴（2-P）轴、（1-2）轴（1-4）轴/（2-1）轴（2-3）轴位置设置钢结构架。钢结构架由西安飞机工业装饰装修公司设计，钢结构架（后面简称“钢架”）主体高度13.61米，完成高度为标高96.960米。钢结构采用：150*5、150*100*5矩形方钢，89*3.5、63*3.5无缝钢管制作成三角形钢结构网架，每榀三角形钢架的间隔距离4米左右，钢结构周边采用背栓式石材幕墙装饰，净空部位采用与石材面板相同颜色的2.5纯铝板和铝合金百叶片装饰。南立面和东西立面钢结构中部采用医院广告招牌装饰。本工程采用的结构简洁、合理的钢结构造型，与整体外墙装饰相呼应，充分体现整体的美观、新颖、别致。三、 编制依据1、西安飞机工业装饰装修公司设计的屋面钢架结构施工图。2、高层建筑施工手册（中国建筑工业出版社出版）3、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）（J84-2001）4、建筑施工脚手架实用手册（中国建筑工业出版社出版）5、钢结构设计规范6、建筑施工计算手册（中国建筑工业出版社出版）四、脚手架形式1、综合分析前面提到，总包单位在搭设主体结构施工外脚手架时，屋面钢结构施工图还没有出台，主体施工脚手架的内侧立杆离外墙上有25，而屋面钢架的施工脚手架除了要考虑钢架主体的安装外，还必须考虑到钢架外侧须留有干挂花岗岩的结构尺寸和施工空间，根据计算：服务于钢架施工的脚手架，其内立杆离外墙面的距离必须要有750，为此，主体结构的脚手架在安装屋面钢架时就不能借用，只能重新搭设。2、架子从主楼第21层楼面开始搭设，采用16#槽钢悬挑式，单管双排全封闭扣件钢管外脚手架。共9步架，步距1.8米，垂直高度16.69米，立杆间距1.5米，最后一步高出钢架顶30。外立杆高出最后一步架面1.8米。详见附图1五、 脚手架组成的基本参数1、 脚手架立杆横向间距1.05米，纵向间距1.5米，步距1.8米；2、 内侧立杆高度16.6米（步架），外侧立杆18.16米；内侧立杆离墙750；3、 16#槽钢外挑1846，室内长度2200；4、 钢管，采用Q235A（3号）钢，外径d48，壁厚t=3.5m(38.4N/m)；扣件采用可锻铸铁扣件（15N/只）。脚手片选用1.5m1m新毛竹片(100N/).密目阻燃安全网6m1.8m(5N/)5、 悬挑架示意图（附图1）六、 悬挑脚手架结构验算1、 结构布置见悬挑示意图2、 悬挑架组成的基本参数：悬挑脚手架立杆横向间距1.05米，纵向间距1.5米（16号槽钢间距1.5米），高度16.7米（9步架），步距1.86米，钢管38.4N/m，扣件15N/只，安全网5N/，脚手片100N/，活载2.0KN/，要求二步架同时施工。脚手片层层满铺，为考虑干挂花岗岩需要脚手架离墙774。验算：16号槽钢的抗弯、抗剪强度，变形和16钢筋环的强度。钢丝绳采用6912.5多股钢丝绳。3、 悬挑结构计算a、 荷载计算静载扣件重：Q1=15710=1050（N）钢管重：Q2=38.4(18.162+1.5510+1.5610)=5480（N）安全网重: Q3=51.518.16=136（N）脚手片重: Q4=1001.81.510=2733（N）16#槽钢重: Q5=2.046197.4=404（N）(悬挑长度2.046米)剪刀撑重: Q6=1.81.414238.4=196（N）活载: Q7=1.8221.522=11（N）b、 验算16号槽钢抗弯强度:(1)、计算简图如下： F P2 P1 A P3（钢丝绳产生的竖向拉力） 1800 774 1048P2=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）/2=（1050+5480+2733+404+11000）2=20667（N）2=10334（N）P1=P2+Q3=Q6=10334+136+196=10666（N）（2）、强度验算16#的截面特性A=25.152、IX=934.54、WX=116.83、ix=6.10、rx=10.0、SX=70.33、tx=10对A点取力矩:MA=P2774+(P1-P3)1822=10334774+(10666-8359)1822=122.02105N=M/WX=MA/xWX=122.02105(116.8103)1.0=105N/2=200N/2c、抗剪验算Q=10334N+10666N-8359N=12641N=QSX(Itx)=1264170.3103(934.510410)=9.509N/29.509N/2100N/2d、变形验算允许挠度(f)=1822200=9产生挠度f=P1L13/3EI+P2L23/3EI=(10666-8359)18223(3206103934.5104)+103347743(3206103934.5104)=3.25f=9所以挠度在允许范围。e、16预埋钢筋环强度验算：根据上述计算简图对A点取力矩MA=0F2000=P2774+（P1-P3）1822F=10334N774+（10666-8359）N18222000=6100.94N已知16AS=201.12拉应力6=F/ AS=6100.94N201.12=30.34N/2=215/24、 结论：根据计算和验算结果外悬挑架按以下条件施工可确保安全实用：（1）、从76.27m以上标高开始为钢架施工脚手架悬挑层段，且允许二层同时操作施工（悬挑层不得大于9步架，均属安全）。（2）、外架上每平方米的施工荷载允许值2.0KN。（3）、脚手架按以下数据搭设：a、排距1.05m；b、步距1.86m；c、柱距1.5m； d、16号槽钢间距1.5m； e、悬挑层段17m；f、连墙杆水平间距4.5 m；七、垂直段脚手架结构计算A、垂直段悬挑架上单立杆脚手架结构验算脚手架搭设高度H0=16.7 m，采用483.5钢管，脚手架排距Lb=1.05 m，步距h=1.8 m，柱距L=1.5 m，密目安全网2.8/张。脚手架主要服务于屋面钢架结构施工需要外，还用于钢架上花岗岩装饰施工，原则上要求同时两层作业。脚手片层层满铺。1、 纵向、横向水平杆计算：本工程采用1.5m1 m（长宽）毛竹片，施工荷载由纵向水平杆传给立柱，查表4-34A，当排距Lb=1.05 m，施工均布荷载QK=2.0KN/m2时，操作层横向水平杆间距取1.5 m ，即柱距可以达到2.0 m ，因此现柱距L=1.5 m (柱距即纵向水平杆跨度)，故纵、横向水平杆的抗弯刚度、抗弯强度及扣件的抗滑移均满足要求。加上为铺设脚手片需要，在排距中间要增加一根纵向水平钢管，这样更增加了纵向水平杆的抗弯刚度和抗弯强度，因此不需要对纵、横向水平杆的抗弯刚度、抗弯强度进行计算和验算。2、 立杆稳定验算本工程脚手架以基本相等的步距、柱距、排距、连墙拉杆间距搭设。因此，底部步距立柱段所受压力最大，为此本方案对底部步距的脚手架部位进行验算，如验算合格，则整个脚手架立杆稳定。（1）、由于是全封闭式脚手架，立杆稳定验算部位除了上述所说的底层主柱段所受压力最大外，还应再根据风荷载产生弯曲应力大小，分析确定计算和验算的部位。所以先计算风荷载产生的压应力W。立网网目为0.80.8，绳经3.2，自重0.026KN/，立网封闭的挡风系数及风荷体型系数参照建筑结构荷载规范。=（0.8+0.8）0.321.05(0.80.8)=0.84s=1.25=1.20.84=1.008立网传给立柱的风荷载标准值按公式WK=0.7 z sO计算风压高度系数z按表4-19中C类取值，当H=92.96米时，z=1.741H=76.27时，z=1.614，先按z=1.741计算风荷载。WK=0.7 z sO=0.71.7411.0080.40=0.491KN/米作用于立柱的风线荷载标准值：qwk=kL=0.4911.8=0.884KN/风荷载产生的弯距：MW=1.4 qwkh2/10=1.40.8841.8210=0.4KNm在92.96m高度处立柱段风荷产生的弯曲压应力：W=M/W=0.4106(5.08103)=78.74N/2以上计算结果说明，风荷产生的压应力在92.96米高处虽然稍大,但在76.27米脚手架结构自重产生的轴压应力最大，根据以上分析，仍应验算悬挑架垂直段底部立柱段的稳定性。（2）底层立柱轴心压力计算：a、脚手架结构自重产生的轴心压力NGK：查表4-38得一个柱距范围的每米高脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：gk=0.125KN/m则：16.69m高的脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：NGK=Hgk=16.69m0.125KN/m=2.09KN根据前述脚手架高度H0=16.69m，脚手片层层满铺，共9步。应该有10层满铺脚手片。查表4-39得4层脚手片产生轴心压力：NQ1K=1.458KN；6层脚手片产生的轴心压力NQ2K=2.187KN；折算后10层脚手架满铺产生的轴心压力：NQK=3.645KN(=10)b、封闭式脚手架防护材料产生的轴心压力：查表得4-40得NQ2K1=0.228KN2.8/张6m1.8 m/张1.518.16 m=0.069KNNQ2K=0.228+0.069+0.491(WK)=0.788KN根据装修用途脚手架，二层同时操作，施工均布荷载QK=22.0KN=4.0KN/，查表4-41得施工荷载产生的轴心压力：NQ3K=4.05KN根据公式(4-32),活荷载产生轴心压力标准值为：Nqik=NQK+NQ2K+NQ3K=3.645KN+0.788KN+4.05KN=8.483KNc、 立柱段的轴心压力设计值计算：根据公式：N=1.2/K1NGK+1.4ni=10NQik如果：K1根据H=16.69 m查表4-35得K1=0.870N(16.69 m)=1.20.872.09+1.48.483=14.759KN(3)、立柱稳定性验算483.5钢管的截面积A=4.892，回转半径i=1.58，钢材抗压强度设计值fc=180N/2脚手架立柱的计算长度系数=1.50(查表4-36)从以上数据可按=h/I=1.51801.58=171查表4-37A得稳定系数=0.243立杆稳定承载力设计值：Afc=AfcAfc=0.2434.89102180103=21.39KNN=14.759KNNH=18.309KN结论：连墙杆采用483.5钢管，LH=1000时其稳定承拉能力足够安全。4、扣件连接抗滑移：为提高抗滑移承载力，连墙杆件采用直角扣件与脚手架的内外排立柱连接另一段固定在钢架立柱上。为确保扣件抗滑移要，每端采用双扣件卡固。八、脚手架施工A、施工准备1、技术负责人应督促上述管理网络方框图中总施工以下一级，将本脚手架工程的要求按递属关系逐级进行技术交底。2、施工前应按JGJ130-2001第8.1.18.1.5条的规定和施工组织设计的要求，对钢管、扣件、脚手板等进行质量检查，不合格的配件不得使用。经检查合格的构配件按品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。（1）钢管的长度不能过短，钢管应无裂纹，两端面应平整，钢管上严禁打孔。每根钢管的最大质量不应大于25，钢管采用483.5规格。钢管应涂防锈漆。扶手钢管和围护栏杆须涂黄黑相间的警示标志颜色。（2）扣件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸造缺陷，并应将粘砂、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。（3）扣件的螺栓不得滑丝，在螺栓拧紧扭力矩达65Nm时，不得发生破坏。（4）扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。（5）扣件表面应进行防锈处理。（6）扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1。（7）脚手片宜用新毛竹制作，尺寸长宽为1.10.95m，每块重量不准大于0.09KN/。3、76.27m楼层地砼必须达到100%强度要求，清除地面杂物，平整搭设场地，铁压板及16螺栓须达到强度要求。说明：根据中南建设集团承担屋顶钢架结构施工的现场负责人告知，钢架结构施工完毕在92.96m钢架上和立柱位置干挂花岗岩施工时，尚需在屋顶沿外墙轴线搭设宽4.5m6m，高10.8m（6步架）的装修施工脚手架。该脚手架纵横立杆间距1.5m，步架高1.8m，共六步架。沿屋顶栏板一圈搭设成环形闭合圈，然后与悬挑架拉接成整体。这样既加强了悬挑架的稳定性也满足了钢架装饰施工要求。B、施工管理1、搭设脚手架的操作人员必须经过专门的培训和考核，必须持有特殊行业施工上岗证才能操作。2、在脚手架搭设和拆除以前，项目部要对施工班组进行技术交底和安全交底。3、在脚手架搭设完毕后（或分段搭设），必须经过公司和项目部专职安全员验收合格后挂牌，才能投入使用。要做到分段搭设、分段验收，定期检修和维修。特别要强调定期由专人负责检查和整修。4、脚手架的搭设进度应满足施工进度的要求，随结构升高而增高，永远保持工作面超出一步架。一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。5、项目部指派安全员专门负责脚手架搭拆过程中的质量安全管理，严格按经过公司批准的脚手架施工方案组织施工。C、脚手架的搭设1、本工程是公司拟定创标准化管理的工地，场内必须清洁、畅通，为保证架子的稳定性，当脚手架立杆高出屋面栏板时必须与栏板按图示要求拉接。当脚手架立杆超出屋面三步架时，必须按图示要求设置落地抛撑。2、按脚手架设计方案中定的柱距、排距放线、定位。3、当楼面地坪砼达到强度后，搭设架子，立柱不得悬空。4、脚手架搭设顺序如下：安装悬臂16#槽钢 (立柱)放置纵向扫地杆 立柱 横向扫地杆 第一步纵向水平杆 第一步横向水平杆 加临时抛撑 第二步纵向水平杆 第二步横向水平杆 临时连墙拉结 第三步纵向水平杆 第三步横向水平杆 (80.07 m标高处)拉第一道硬拉接连墙杆 (周而复始)。按设计要求设置剪刀撑。每搭完一步脚手架后，应按JGJ130-2001表8.2.4的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。5、搭设立柱的注意事项：脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200处的立杆上。横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长2跨与立杆固定，高底差不应大于1m。（1）相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内，两个相邻立柱接头不应设在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。（2）开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根临时抛撑或临时连墙拉接点，直至连墙杆安装稳定后，方可根据情况拆除。（3）当立柱搭到有连墙杆件的构造层时，搭设完该处的立柱，纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙杆。（4）立杆接长除顶层顶步可以搭接外，其余各层各步接并没有必须采用对接扣连接。顶层立柱搭接长度不应小于1m，立柱顶端应伸出建筑物高度1.5m。（5）内排立柱离开墙的距离750。6、搭设纵、横水平杆的注意事项：（1）纵向水平杆设于横向水平杆之下，在立柱内侧，并采用直角扣件于立柱扣紧，其长度不宜不小于3跨。（2）为便于挂安全网，纵向水平杆采用对接扣件连接，对接接头应交错布置，且不能设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500，并应避免设在纵向水平杆的跨中。（3）端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100。（4）封闭型脚手架要求在同一步的纵向水平杆必须四周交圈，用直角扣件与内、外角柱固定。（5）横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100。（6）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度不应大于0.4L，且不应大于500。（7）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手片的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。7、搭设连墙、剪刀撑、横向支撑、抛撑的注意事项：（1）、钢管扣件组成的连墙杆，由于一个扣件的抗滑移承载能力仅有8.0KN，因此连墙杆的连接点处须采用2只扣件扣紧以增加抗滑移能力。（2）连墙杆应按设计方案均匀布置，采用交叉梅花形排列的方法较好。（3）连墙杆宜靠近主节点设置，偏离主节点距离不应大于300。（4）当脚手架操作层高出连墙杆二步时，应采取临时稳定措施，直至连墙杆搭设完后方可拆除。（5）剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵向、横向水平杆同步搭设。（6）每道剪刀撑跨越立柱的根数控制在7根以内，但不能小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾手宜在45度60度之间，本方案定45度50度之间。（7）脚手架外侧立面，整个长度和高度上连续设置剪刀撑。（8）剪刀撑斜杆的接头必须采用搭接。（9）剪刀撑必须用活接扣件固定在与剪刀撑相交的横向水平杆的伸出端或立柱上，活接（旋转扣件）中心线距主节点的距离不应大于150。（10）横向支撑的斜撑杆应在12步内，由底层至顶层连续布置，斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立柱或横向水平杆的伸出端上。（11）脚手架两端应设置横向支撑外，中间每隔6跨设置一道。8、扣件安装的注意事项：（1）本工地统一使用48钢管扣件。旧扣件使用前须进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。（2）扣件螺栓须拧紧，但要防止过紧造成破坏，拧紧的扭力矩控制在40Nm65Nm之间。（3）主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150。（4）对接扣件的开口应朝上。（5）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100。9、铺设脚手板的注意事项：（1）每隔三层满铺一层脚手板（网架施工安装脚手片只须在操作层铺一层脚手片和操作层下铺一层保护层脚手片）。脚手板要铺平整不得翘头，不得叠铺，要铺稳实，靠墙一侧离墙面距离不得大于150。（2）每块脚手板四只角必须用12#铅丝绑扎固定在纵向水平横杆上。（3）在转角处和进料平台处的脚手片应与横向水平杆可靠连接，以防止滑动。10、搭设栏杆、挡脚板的注意事项：（1）、栏杆和挡脚应搭设在外排立柱的内侧。（2）上栏杆的高度1.2m，中栏杆高度在65。（3）挡脚板高度不得小于150，本工地统一使用脚手片挡脚。11、安全网挂设注意事项：（1）密目安全网必须使用阻燃型安全网。（2）安全网要随楼层施工进度紧跟上升，采用绳扣，安装必须平整、整齐。（3）安全网挂在脚手架的外排外侧，且必须与外排架结扎牢固。12、脚手架搭设标准：整个脚手架搭设除达到前述注意事项外，还必须达到全部杆件横平竖直，整齐清晰美观，造型一致，平竖通顺对直，连接牢固，受荷安全，有安全操作空间，不变形、不摇晃、不积水，并做好避雷接地的要求。D、脚手架的拆除：1、拆除前的准备工作（1）全面检查一遍脚手架扣件、连接件、连墙杆、支撑体系、抛撑等是否符合安全要求。（2）项目安全员向操作人员作脚手架拆除的安全技术交底。（3）清除脚手架上杂物及地面障碍物。（4）在拆除区域设好警戒线，指定专人负责警戒看管。2、拆除（1）脚手架拆除必须逐层由上而下按搭设程序的反程序进行，严禁上、下同时作业。不允许先拆除立杆。（2）所有连接杆均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。若分段拆除，其高差不应大于2步。（3）当脚手架拆到最下部最后一根钢管高度时（6 m），应先在适当位置搭临时抛撑加固，然后才能拆除5.8 m高处的连墙杆。（4）所有杆件在拆除时应分离，不允许杆件上附着扣件卸到地面或两根杆件连在一起同时送到地面。（5）各种拆除的杆件、配件必须及时运到地面分规格、品种在指定地点堆放整齐，严禁抛扔和在现场杂乱堆放。所有的脚手板拆除时应自外向里水平搬运，然后竖向传递，严禁自里向外翻起脚手片，将脚手片上的垃圾直接从高处坠落下来。（6）运至地面的构件应按要求及时检查整修保养，并按品种、规格随时堆码存放并加盖防雨布，防止生锈。（7）脚手架拆除的基本顺序：先搭的后拆，后搭的先拆，自上而下逐层由高处往下拆除。拆除顺序：栏板 挡脚板 脚手板 剪刀撑 斜撑 小横杆（横向水平杆） 大横杆（纵向水平杆） 连墙杆 立柱。拆到最后一根时，严禁采用推倒和拉倒的方法进行拆除。（8）当脚手架采取分段分立面拆除时，对