悬挑型钢钢管脚手架设计.doc

悬挑式脚手架施工方案目 录一、工程概况2二、脚手架工程设计及搭设参数2三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计3四、立杆稳定性计算9五、连墙件计算11六、注意事项12七、安全防护12八、脚手架验收13九、安全技术措施15十、脚手架施工断面图、平面图、搭设侧立面图17一、工程概况该工程为宜昌锦绣江南9#、10#高层住宅楼，工程等级为二级高层建筑，剪力墙结构十二层，总建筑面积为11159.52m2，其中架空层面积为609.80m2，设备房面积为106.18m2，占地面积为5980.00m2。0.000，相当于绝对标高62.30米。一层层高4.5m，二十一层层高均为3m，十二层层高为3.5m，至顶层层高为1.35m ，建筑总高度为38.1m。二、脚手架工程设计及搭设参数本工程计划在二层底板面底板面设工字钢悬挑结构。脚手架钢管选用483.5；外挑工字钢采用I16，长度约为3米；固定工字钢在楼面上用216的圆钢，距外墙边1.3米设置116的钢筋套环，距外墙边1.6米设置116的钢筋套环。立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.3米，外立杆距外墙面为1.150米，大横杆间距为1.5米，小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用拉撑结合的方式（拉筋用110的钢筋，顶撑用483.5 钢管），或者采用483.5 在内立杆上。悬挑架高72.95米=20.65米,加上突出部分0.35米，总计：20.65+0.3521米,故按21米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计3.1 悬挑架荷载的取值与组合3.1.1 计算基数：计算高度H=33.6m，步距h=1.5m，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=0.85m，外立杆至墙距ld=1.15m，内立杆至墙距l=0.3m。钢管自重G1=0.0377KN/m，栏杆、挡脚板自重G2=0.14KN/m，安全立网自重G3=0.0034KN/m2，安全平网自重G4=0.00487KN/m2，装饰施工活荷载qk=2KN/m2，竹串片脚手板自重G5=0.35kN/m2。3.1.2 脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）：查扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ302001）附表A-1得：架体每米高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1495KN/m。NG1K =Hgk1=210.1495=3.14KN3.1.3 构配件自重外立杆竹串片脚手板（按三层考虑）NG2K-1 =3lalb0.351032=30.851.50.351032 = 669.375N防护栏杆、挡脚板（按三层考虑）NG2K-2 =3laG2103=31.50.14103 =630N安全网（平网按三层考虑）NG2K-3 =HlaG3103+3lalbG4103/2=211.50.0034103+31.50.850.00487103/2=116.414N纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）NG2K-4=3lbG1103/2 =30.850.0377103/2=48.068N合计NG2K=699.375+630+116.414+48.068=1463.857N内立杆竹串片脚手板（按三层考虑）NG2K-1 =3lalb0.35103/2+3lalc0.35103=（30.851.50.352+30.41.50.35）103=1299.375N纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）NG2K-2 =（3lbG1/2+3lcG1）103=（30.850.0377/2+30.30.0377）103=81.997N合计NG2K =1299.375+81.997=1381.372N3.1.4 施工均布活荷载（按装饰阶段两层同时施工考虑）外立杆 NQK 外 =2lalbqk/2 =21.50.852/2=2.55kN内立杆NQK内=2lalbqk/2 + 2lalcqk=2.55+21.50.32=4.35kN3.1.5 垂直荷载组合(不考虑风荷载)外立杆： N1=1.2(NG1K + NG2K)+1.4NQK 外=1.2(3.14+1.78422)+1.42.55=9.479kN内立杆： N2=1.2(NG1K + NG2K)+1.4NQK 内=1.2(3.14+1.753)+1.44.35=11.962kN3.2 水平悬挑梁设计 本工程水平悬挑型钢梁采用I16，长3m，在二层底板面和七层底板面上预埋216的圆钢对工字钢进行背焊固定。 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）规定进行下列计算与验算，计算模型：按照悬挑梁进行计算，验算悬挑梁时。I16截面特性Wx=141103mm3,I=1130104mm4,自重q=0.2051kN/m，弹性模量E=206103N/mm2，翼缘宽度b=88mm，翼缘平均厚度=10.7mm，高度h=160mm。最大弯矩Mmax=N11.2+N20.3+q1.52/2=11.3751.2+11.9260.3+0.20511.52/2 =15.107kNm强度验算= Mmax /（xWx）x-截面发展系数，对I形截面，查表得：x=1.05； Wx-对x 轴的净截面抵抗矩，查表得：Wx=141103mm3；f -型钢的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f=215N/mm2。=15.183106/（1.05141103）=102.56N/mm2f=215N/mm2，安全。整体稳定验算 根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。按附录一之（二），本悬臂梁跨长1.35米折算成简支梁，其跨度为21.35=2.7米，按下列公式计算整体稳定系数：=（570b/l1h）235/s= 5708810.7/（2700160） 235/215 =1.3580则悬挑梁弯曲应力为：= Mmax /（Wx）=15.183106/（1.3580141103）=79.294N/mm2f=215N/mm2，安全。刚度验算= N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2(lb+lc+100)3-lc/(lb+lc+100)/6EI+q(lb+lc+100)4/8EIN1、N2-作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）；E-弹性模量，E=206103N/mm2；I-钢材的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f= 215N/mm2。=N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2(lb+lc+100)3-lc/(lb+lc+100)/6EI+q(lb+lc+100)4/8EI=(9.47910312003)(32.061051130104)+（11.926103300213002.14）（62.061051130104）+0.205114004（82.061051130104）=2.398+0.218+0.042=2.658mm gg(7(1)荷载计算Vg-A 边梁混凝土重：0.200.432.2525=4.84KN:/M3MB 平板混凝土重：0.102.2525=5.63KN/mo)TiC 挑梁混凝土重：0.200.4325=2.15KN/m=r%AMD 施工荷载：3.00KN/m24.5=13.5KN/m$Lk-RE 外架作用在悬挑构件上的作用力.nJ7eCNmax82KNt;设计计算荷载kzDD gk1.2（5.63+2.15）+1.44.8=16.06KN/m NG=9.675+82=91.675KN.?2$2(2)外架及挑梁自重共同作用下的弯矩nJZWR M=1/2gkl2+NGl=1/216.061.3+91.6751.3=129.62KNm (3)混凝土构件挑梁设计弯矩值选挑梁根部截面验算u.#143.90KNm，满足要求。 3.4建筑结构局部承压能力验算计算一根挑梁对砼支承面进行验算，取100mm为计算单元，则计算面积为：100mm88mm根据立杆上所受力，可以算出所受压力，按悬挑梁计算则Fl=(F外立杆L1+ F内立杆L2)/L3 =(2.55+9.48+1.49) 2.2+(1.38+4.35+11.96)1.35/1.0 =53.63kN局部承压计算：1.35clfcAln =1.351.01.3535088100=5613300N=5613.3kN53.63 Kn= Fl局部承压能力满足要求。四、立杆稳定性计算 4.1 无风荷载时，立杆稳定性计算：N/（A）fN 计算立杆最大垂直力设计值，取N=N2=14.69kN；轴心受压构件的稳定系数，根据长细比查（JGJ1302001）附录C 表C 取值，根据第5.3.3 条规定：立杆计算长度 l0=kh=1.1551.5150=260cm，长细比= l0/i（钢管回转半径）= 260/1.58=164.556，查附录C，=0.260， A立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：A=489mm2。立杆稳定性计算：N/（A）=14690/（0.26489）=115.54N/mm2f=215N/mm2,安全。4.2 在风荷载作用下，立杆稳定性计算：N/（A）+MW/WfMW由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算；W 钢管立杆的截面模量，查附录B 表B：W=5.08cm3；由风荷载产生的弯矩计算水平风荷载标准值k=0.7zs0z风压高度变化系数，查建筑结构荷载规范（GBJ9）：B类地区，脚手架最高处65.75m，查表得：z=1.648；s脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4 规定采用，查表得：敞开式脚手架的挡风面积为1.51.80.089=0.2403m2，密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：（1.51.5-0.2403）0.5+0.2403=1.25m2其综合挡风系数为=1.47/（1.51.5）=0.6533根据规范查表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3，即：s =1.30.6533=0.84933；0基本风压。根据建筑结构荷载规范（GBJ9）规定：0=0.6。k=0.70.61.6480.84933=0.5879KN/m2由风荷载产生的弯矩计算MW = 0.851.4k la h2/10 = 0.851.40.58791.51.52/10=0.2361KN.m立杆稳定性计算N/（A）+MW/W =128.44+0.2361106/(5.08103)=74.9 N/mm2f=215 N/mm2,安全。五、连墙件计算 连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。连墙拉筋用116钢筋拉到剪力墙上,顶撑用483.5 钢管，水平距离5.4m，竖向距离为3米。由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：N1w=1.4k Aw=1.40.587935.4=13.333KN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，对双排脚手架取5.0KN，连墙件轴向力设计值Nl=N1w+N0=13.333+5=18.333KN116拉筋的承载力：N=fys=2103.1482=42.202KNN1w=13.334KN，所以连墙件拉筋用116筋满足要求。根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范可知，一个直角或旋转扣件的抗滑设计值为8.00KN。由此可见，在两步三跨内采用483.5 钢管固定在内立杆上，同时每个结点需要两个直角或旋转扣件同时工作（也就是每个结点的抗滑力满足16.00 KN）。六、注意事项（1）型钢悬挑扣件式钢管脚手架涉及的所有材料必须合格；（2）型钢悬挑扣件式钢管脚手架施工前，必须编制详细的施工方案，并进行安全技术交底；（3）型钢悬挑扣件式钢管脚手架扎设过程中，要进行跟踪检查，扎设完毕后，要进行综合验收；（4）型钢不允许随意的打眼、钻孔；（5）加强对型钢悬挑扣件式钢管脚手架的维护工作，在脚手架上挂设标语时要经设计人员验算确定。七、安全防护 1、栏杆_脚手架外侧设置双栏杆，两道栏杆的高度分别为1.2m和0.6m。,XEV.c2、 安全网H 脚手架外围必须用密目安全网全屏蔽，安全网之间的接缝必须用尼龙绳捆扎牢固，不得有间隙。安全网采用合格密目安全网，设置在脚手架外立杆的内侧，且须与脚手架纵向水平管扎牢。T8￥k3、脚手架离墙间距为200300 mm，由于建筑物结构与脚手架本身结构的特殊需要，局部不能满足该要求。故脚手架局部立杆离墙距离会超过300mm，故必须采用其它措施使脚手架的离墙间距控制在300mm以内。如悬挑距离不超过500mm，则直接采用钢管从脚手架内伸出并铺设搁栅的方法。如悬挑距离超过500mm，除采用伸出钢管加设搁栅的方法，还要对悬挑部分进行补强，补强方法有两种，一种是采用增加斜拉杆，用于悬挑位置超过10m以上的部分。一种是增加立杆，用于悬挑位置在10m以下的部分。搁栅管上如有铺设脚手板，间距为300mm一道，如未铺设脚手板而采取捆扎木方，间距为250mm一道，如未铺设脚手板则间距为200mm一道。P八、脚手架验收1、脚手架的搭设1.1、 脚手架每搭设至6m高度进行过程验收。A1.2、 过程验收包含钢管、扣件的检查，脚手架搭设是否符合规范，安全设施承挂情况。1.3、 脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。1.4、脚手架的荷载控制$w 1.4.1、结构施工用时脚手架的荷载控制Gru结构施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过二层，每层作业荷载不得大于3KN/m2。.2 1.4.2、装饰施工用时脚手架的荷载控制f:r3装饰施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过三层，每层作业荷载不得大于2KN/m2。 rb- 1.4.3卸料平台的荷载控制,OR.卸料平台的施工荷载必须严格控制，每个卸料平台的施工荷载不得超过8KN/m2，堆放高度不得超过1.2m。2、脚手架的拆除X0(2.1、拆除前的准备工作&ixP2.1.1、全面检查脚手架扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。l/2.1.2、编写拆除脚手架安全技术措施、方案并对作业人员进行技术交底。2.1.3清除脚手架上的杂物。Rdi2.2、悬挑脚手架的拆除G2.2.1、必须采用气割的手段拆除悬挑梁，气割作业人员进行拆除悬挑梁时不得破坏悬挑梁自身结构。5jYj)f2.2.2、除最后一道悬挑梁时，应设置可靠安全保护措施防止人员坠落与物体掉落。;)2.2.3、悬挑脚手架的拆除必须编写专项施工方案并对作业人员进行技术交底。9w;3、架料退场q3.1、各构配件必须及时分段集中运送至地面，严禁抛扔。C3.2、架料应及时保养，防止钢管、扣件锈蚀。H九、安全技术措施g11、技术保障措施CIA.1.1、架子搭设完毕，用合格密目安全网铺于架子的外围及底部。1E1.2、本脚手架属于装饰用脚手架，其活载不得大于2KN/m2，外墙装修时同时工作的作业层不得超过三步。:1.3、钢管与扣件进场前应经过检查挑选（选择标准见本设计表3），所用扣件在使用前应清理加油一次，扣件一定要上紧，不得松动。每个螺栓的预紧力在40Nm65 Nm之间。b:R81.4、架子搭设到10m高度时由架子搭设单位进行自检；架子搭设完毕后由搭设会同使用单位对整个脚手架进行验收检查，验收合格后方可投入使用。*xV 1.5、该脚手架作为建筑物装饰作业时安全防护屏障及装修时作业平台，严禁将模板支架、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管道等固定在脚手架上；脚手架严禁悬挂起重设备。!1.6、脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的，未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设脚手架各构件。其中在脚手架使用期间，下列杆件严禁拆除：主节点处横、纵向水平杆，连墙件。VvNHs2、质量保障措施q,2.1、操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育。2.2、技术人员在脚手架搭设、拆除前必须给作业人员下达安全