坡屋面脚手架专项施工方案

玉屏山森林度假酒店一期坡屋面脚手架专项施工方案编制人： 审核人：编制单位：洪雅县第一建筑公司精品资料编制日期： 2015 年 5 月 18 日坡屋面脚手架专项施工方案报审表工程名称： 玉屏山森林度假酒店一期编号：致四川四强建设项目管理有限公司（监理单位）：现报上坡屋面脚手架专项施工方案，已经我单位上级技术负责人审查批准，请予审查和批准。附：承包单位项目部（公章）：项目负责人：项目技术负责人：日期：专业监理工程师审查意见：1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充专业监理工程师（签字）：日期：总监理工程师审查意见1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充后并于月日前报来。项目监理机构单位（公章）：总监理工程师（签字）：日期：jla002建设单位审查意见：1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充后并于月日前报来。建设单位单位（公章）：建设单位负责人（签字）：日期：注：本表由施工单位填写，一式三份，连同施工组织设计一并送项目监理机构审查。建设、监理、施工单位各一份。四川省建设厅制目录一、编制目的1二、编制依据1三、工程概况1四、施工过程及内容24.1 外脚手架及屋面施工做法24.2 脚手架验算过程5五、质量保证措施19六、安全生产保证措施20精品资料一、编制目的由于本工程坡屋面坡度较陡，结构施工复杂，屋面作业危险性较高，为便于屋面各工种作业人员施工及作业安全要求，特编制此坡屋面脚手架专项施工方案。二、编制依据建筑结构荷载规范（gb50009-2012 ）中国建筑工业出版社；建筑施工计算手册江正荣著中国建筑工业出版社；建筑施工手册第四版中国建筑工业出版社；建筑施工计算手册江正荣著中国建筑工业出版社；建筑施工手册第四版中国建筑工业出版社；建筑结构荷载规范gb50009-2012 中国建筑工业出版社；建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）中国建筑工业出版社；建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范jgj130-2011中国建筑工业出版社；建筑施工安全检查标准jgj59-2011 中国建筑工业出版社；三、工程概况玉屏山森林度假酒店一期工程；属于剪力墙结构 ;地上 17 层;地下 2 层；建筑高度：62.65m ；标准层层高： 3.15m ；总建筑面积： 21129.79 平方米；总工期： 560 天。本工程由洪雅巴登黑森林投资有限公司投资建设，中国建筑标准设计研究院有限公司设计，四川省乐山地质工程勘察院地质勘察，四川四强建设项目管理有限公司监理，洪雅县第一建筑公司组织施工；由陈军担任项目经理，黄守东担任技术负责人。四、施工过程及内容4.1 外脚手架及屋面施工做法由于此工程坡屋面坡向达到50.8 度，工人在施工过程中无法在上面行走和施工，为保证屋面施工有足够的工作面和安全性，在坡屋面施工过程中搭设坡屋面专项施工脚手架，在砼达到规定强度后，随主体由外至里搭设脚手架，浇筑口作为脚手架立杆支撑，后期屋面施工考虑由屋脊至下施工，随施工分段的完成拆除相应脚手架并剔除浇筑口完善收口工作。坡屋面脚手架搭设剖面图4.2 脚手架验算过程1. 脚手架参数根据坡屋面施工图纸， 满堂脚手架才能满足施工及安全性，计算搭设高度为3米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1 米，立杆的横距为1.5 米，横杆的步距为1.8米； 纵横向横杆通长布置；采用的钢管类型为483.0 ；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80 ；连墙件采用一步两跨，竖向间距1.5米，水平间距2米，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活荷载标准值:2.000 kn/m 2；脚手架用途 :装修脚手架； 同时施工层数 :2层；3. 风荷载参数本工程地处四川省眉山市，基本风压为0.3 kn/m 2；风荷载高度变化系数z 为 1.00 ，风荷载体型系数s 为 0.65 ；脚手架计算中考虑风荷载作用4. 静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kn/m 2 ):0.1291 ；脚手板自重标准值 (kn/m 2):0.300 ；栏杆挡脚板自重标准值(kn/m):0.150 ； 安全设施与安全网 (kn/m 2):0.005 ；脚手板铺设层数:5；脚手板类别 :竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板； 每米脚手架钢管自重标准值(kn/m 2):0.035 ；5. 地基参数地基土类型 :混凝土；地基承载力标准值(kpa):160.00 ； 立杆基础底面面积 (m2):0.25 ；地基承载力调整系数:1.00 。二、横杆的计算 :按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(jgj130-20011) 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:p 1=0.035 kn/m；脚手板的自重标准值:p 2=0.3 1.5/(2+1)=0.15 kn/m；活荷载标准值 : q=2 1.5/(2+1)=1 kn/m；静荷载的设计值 : q1=1.2 0.035+1.2 0.15=0.222 kn/m ；活荷载的设计值 : q2=1.4 1=1.4 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:跨中最大弯距为m1max =0.08 0.222 12 +0.10 1.4 12 =0.158 kn.m ；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为m 2max = -0.10 0.222 12-0.117 1.4 12 =-0.186 kn.m ；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =max(0.158 10 6,0.186 106 )/4730=39.323 n/mm2；大横杆的最大弯曲应力为= 39.323 n/mm 2小于大横杆的抗压强度设计值f=205 n/mm 2，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：其中：静荷载标准值 : q 1= p 1 +p2 =0.035+0.15=0.185 kn/m；活荷载标准值 : q 2= q =1 kn/m ； 最大挠度计算值为：v= 0.677 0.185 1000 4/(100 2.06 10 5113600)+0.990 11000 4/(100 2.06 105 113600) = 0.477 mm；大横杆的最大挠度0.477 mm小于大横杆的最大容许挠度1000/150 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= 0.035 1 = 0.035 kn ；脚手板的自重标准值：p2=0.3 1.5 1/(2+1)=0.150 kn ；活荷载标准值： q=21.5 1/(2+1) =1.000 kn ；集中荷载的设计值 : p=1.2 (0.035+0.15)+1.41 = 1.622 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 = 1.2 0.035 1.52/8 = 0.012 kn.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:mpmax = 1.622 1.5/3 = 0.811 kn.m；最大弯矩m= m qmax + m pmax = 0.823 kn.m ；最大应力计算值= m / w = 0.823 106 /4730=174.035 n/mm2；小横杆的最大弯曲应力=174.035 n/mm 2小于小横杆的抗压强度设计值205 n/mm 2，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:vqmax =50.035 1500 4/(384 2.06 10 5113600) = 0.1 mm；大横杆传递荷载p = p 1 + p2 + q = 0.035+0.15+1 = 1.185 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:vpmax = 1185.4 1500 (31500 2 -41500 2/9 ) /(72 2.06 105113600) = 6.068 mm；最大挠度和v = v qmax + v pmax = 0.1+6.068 = 6.168 mm；小横杆的最大挠度为6.168 mm小于小横杆的最大容许挠度1500/150=10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 ，按照扣件抗滑承载力系数 0.80 ，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kn 。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):rrc其中rc -扣件抗滑承载力设计值,取 6.40 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 : p 1 = 0.035 12/2=0.035 kn ；小横杆的自重标准值 : p 2 = 0.035 1.5/2=0.027 kn ； 脚手板的自重标准值 : p 3 = 0.3 1.5 1/2=0.225 kn ；活荷载标准值 : q = 2 1.5 1 /2 = 1.5 kn ；荷载的设计值 : r=1.2 (0.035+0.027+0.225)+1.41.5=2.444 kn ；r 6.40 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(kn)， 为 0.1291ng1 = 0.1291+(1.00 2/2) 0.035/1.50 11.00 = 1.680 ；(2) 脚手板的自重标准值(kn/m 2 )；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3 ng2 = 0.3 51(1.5+0.3)/2 = 1.35 kn；(3) 栏杆与挡脚手板自重标准值(kn/m) ；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值 为 0.15ng3 = 0.15 51/2 = 0.375 kn ；(4) 吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kn/m 2 )； 0.005 ng4 = 0.005 111 = 0.055 kn ；经计算得到，静荷载标准值ng =ng1+ng2 +ng3+n g4 = 3.46 kn ；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 = 21.5 12/2 = 3 kn ；风荷载标准值按照以下公式计算其中wo -基本风压 (kn/m 2)，按照建筑结构荷载规范(gb50009-2001)的规定采用：wo = 0.3 kn/m 2；uz - 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：uz = 1；us -风荷载体型系数：取值为0.645 ； 经计算得到，风荷载标准值wk = 0.70.3 10.645 = 0.135 kn/m2；不考虑风荷载时 ,立杆的轴向压力设计值计算公式n = 1.2n g+1.4n q = 1.2 3.46+ 1.4 3= 8.352 kn ；考虑风荷载时 ,立杆的轴向压力设计值为n = 1.2 n g +0.85 1.4n q = 1.2 3.46+ 0.85 1.4 3= 7.722 kn ；风荷载设计值产生的立杆段弯矩mw 为mw = 0.851.4w klah2/10 =0.8501.40.135 11.52/10= 0.036 kn.m ；六、立杆的稳定性计算:不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴向压力设计值： n = 8.352 kn ； 计算立杆的截面回转半径：i = 1.59 cm ；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3 得：k = 1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3 得：= 1.59； 计算长度,由公式lo = k h 确定： l0 = 2.755 m ；长细比lo/i = 173；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i 的计算结果查表得到：= 0.237； 立杆净截面面积：a = 4.5 cm 2；立杆净截面模量 (抵抗矩) ：w = 4.73 cm 3； 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 n/mm 2； = 8352/(0.237 450)=78.309 n/mm2；立杆稳定性计算= 78.309 n/mm 2小于立杆的抗压强度设计值f = 205 n/mm 2，满足要求！考虑风荷载时 ,立杆的稳定性计算公式立杆的轴心压力设计值： n = 7.722 kn ；计算立杆的截面回转半径：i = 1.59 cm ；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3 得：k = 1.155； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3 得：= 1.59；计算长度,由公式l0 = kuh确定： l0 = 2.755 m ； 长细比: l0/i = 173；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i 的结果查表得到： = 0.237立杆净截面面积：a = 4.5 cm 2；立杆净截面模量 (抵抗矩) ：w = 4.73 cm 3； 钢管立杆抗压强度设计值：f =205 n/mm 2 ；= 7721.64/(0.237450)+36266.737/4730 = 80.069 n/mm2；立杆稳定性计算= 80.069 n/mm 2小于立杆的抗压强度设计值f = 205 n/mm 2，满足要求！七、最大搭设高度的计算:按规范5.3.6 条不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力ng2k(kn) 计算公式为：ng2k = n g2+n g3+ng4 = 1.78 kn ；活荷载标准值：nq = 3 kn ；每米立杆承受的结构自重标准值：gk = 0.129 kn/m ；hs =0.237 4.510 -4205 103-(1.2 1.78+1.43)/(1.2 0.129)=100.228 m；按规范5.3.6 条脚手架搭设高度hs 等于或大于26 米，按照下式调整且不超过 50 米：h = 100.228 /(1+0.001100.228)=91.097 m；h= 91.097和50比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值h=50 m 。脚手架单立杆搭设高度为11m ，小于h，满足要求！按规范5.3.6 条考虑风荷载时 ,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力ng2k(kn) 计算公式为：ng2k = n g2+n g3+ng4 = 1.78 kn ；活荷载标准值：nq = 3 kn ；每米立杆承受的结构自重标准值：gk = 0.129 kn/m ；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：mwk=m w / (1.4 0.85) = 0.036 /(1.4 0.85) = 0.03 kn.m；hs =( 0.237 4.5 10-4205 10 3-(1.2 1.78+0.85 1.4 (3+0.237 4.5 100 0.03/4.73)/(1.2 0.129)=99.016 m；按规范5.3.6 条脚手架搭设高度hs 等于或大于26 米，按照下式调整且不超过 50 米：h = 99.016 /(1+0.00199.016)=90.095 m；h= 90.095和50比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值h=50 m 。脚手架单立杆搭设高度为11m ，小于h，满足要求！八、连墙件的计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：nl = n lw + n 0风荷载标准值wk = 0.135 kn/m 2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积aw = 3 m 2；按规范 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), n 0 =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 = 1.4 w kaw = 0.569 kn ；连墙件的轴向力设计值nl = n lw + n 0= 5.569 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l0/i = 300/15.9的结果查表得到=0.949 ，l 为内排架距离墙的长度；又：a = 4.5 cm 2；f=205 n/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为nf = 0.949 4.5 10 -4205 10 3 = 87.545 kn ；nl = 5.569 n f = 87.545, 连墙件的设计计算满足要求！ 连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到nl = 5.569小于双扣件的抗滑力12.8 kn ，满足要求！九、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p fg地基承载力设计值 :fg = f gk kc = 160 kpa ；其中，地基承载力标准值：fgk= 160 kpa； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 1；立杆基础底面的平均压力：p = n/a =30.887 kpa；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值： n = 7.722 kn ； 基础底面面积：a = 0.25 m 2。p=30.887 fg=160 kpa。地基承载力满足要求！五、质量保证措施1、进场（搭设前）脚手架材料质量标准1） 钢管：采用外径48mm ，壁厚 3.0mm 的 q235 的焊接钢管，材质符合碳素结构钢（ gb700-88 ）的相应规定。不得有明显变形、裂纹、压扁和锈蚀。必须进行防锈处理：即对购进的钢管先行除锈，然后内壁搽涂两道防锈漆，外壁涂防锈漆 一道和橘黄色面漆（安全标识性特殊钢管面漆为红白相间），并定期复涂，能保证 文明施工要求。2） 扣件：符合可锻铸铁分类及技术条件（gb978-67 ）的规定,与钢管管径相匹配。使用机械性能不低于kt-33-8的可锻铸铁，附件材料应符合碳素结构钢（ gb700-88 ）中 q235