湛江京基学校教学楼脚手脚施工方案设计和实现 土木工程管理专业

湛江京基学校教学楼脚手脚施工方案内容摘要加强建筑施工现场脚手架钢管扣件的质量安全控制，主要是在采购和生产的源头上、在回收发放过程中、在维修和报废方面、在施工设计方案审批以及现场安全检查管理等五个方面严格把关，坚持对钢管扣件的管理和施工以程序化、制度化进行。希望政府有关部门在这几个方面，尤其是对生产厂家加以规范治理，正是因为其无序的竞争，才造成我国目前脚手架租赁市场的差乱局面；尽快制定出钢管扣件租赁的相关法律法规，规范目前脚手架租赁市场，并在质量、租赁价格和其他相关方面加以引导和控制。本论文借助一个工程实例项目深入探讨扣件式钢管脚手架说明了脚手架从方案选择到方案编辑的全套实施程序。通过对重大工程事故的分析，剖析问题产生的原因，结合资料和实际对这些措施进行改进和创新，以及一些可行性比较大的措施。关键词：脚手架；扣件式脚手架；工程事故SpecialDesignOfExternalScaffoldForTheJingJiSchoolInZhanJiangABSTRACTQualityandsafetycontrolstrengthenbuildingconstructionsteelscaffoldingfasteners,mainlyinprocurementandproductionofthesource,intherecyclingprocess,intherepairandscrap,approvalinconstructiondesignandon-sitesafetyinspectionmanagementfiveaspectsstrictly,adheretothemanagementandconstructionofsteelfastenerstoprogram,institutionalization.Hopetherelevantgovernmentdepartmentsintheseaspects,especiallytoregulatethemanagementofthemanufacturer,itisbecauseofthedisorderlycompetition,causedourcurrentscaffoldingrentalmarketdifferentialchaos;toformulaterelevantlawsandregulationsofsteelfastenerrentalassoonaspossible,regulatethescaffoldingrentalmarket,andinthequality,therentalpriceandotherrelatedaspectsofguidanceandcontrol.Inthispaper,bymeansofapracticalengineeringprojectin-depthstudyoffastener-stylesteelpipescaffoldthatscaffoldfromschemeselectiontothefullimplementationofprogrameditor.Basedontheanalysisofmajoraccidents,analysisofthecausesofproblems,combinedwiththeactualdataandthemeasuresforimprovementandinnovation,aswellassomefeasibilitymeasuresrelativelylarge.Keywords：Scaffold；Fasteningtypescaffold；Engineeringaccident目录1编制依据 。（端跨中）支座最大弯距计算公式如下:（中间支座处）综上所述：我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=M/W=Max(0.21×106,0.2464×106)/5080.0=48.5N/mm2；大横杆的抗弯强度:σ=48.5N/mm2小于[f]=205.0N/mm2。满足强度要求。12.5.3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：=端跨中静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.123=0.161kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.050kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为L/150与10mm。大横杆的最大挠度小于1200.0/150mm或者10mm,满足挠度要求。12.6立杆计算立杆计算的主要内容通常包括两个方面。立杆整体稳定计算单管立杆脚手架的可搭设高度计算验算部位由于该脚手架搭设尺寸采用相同步距、立杆纵距、立杆横距和连墙件间距。所以仅需验算底层立杆段。计算公式及计算步骤如下立杆稳定性应按以下公式计算；不组合风荷载时；（公式12.6—1）组合风荷载时；（公式12.6—2）N值计算不组合风荷载时；（公式12.6—3）组合风荷载时；（公式12.6—4）脚手架结构自重标准值产生的轴向力构配件自重标准值产生的轴向力施工荷载标准值产生的轴向力总和（公式12.6—5）（公式12.6—6）每米高脚手架产生的结构自重标准值（KN/m），可查表。脚手架体有效高度；脚手架不含栏杆高度时的高度。中，n表示脚手板的层数，应满足每隔12m满铺一层脚手板的要求。的计算时，有几个作业层，计算多少个作业层（不得少于两个作业层）。结构作业层的施工均布活荷载标准值为3KM/m2，装饰作业层的施工均布活荷载标准值为2KN/m2。值的求取（公式12.6—7）由风荷载设计值产生的扣件式双排钢管脚手架立杆段的弯矩系数；可查表全国各城市30年一遇的风压；可查表脚手架的风荷载体型系数；可查表值的求取为轴心受压构件的稳定系数。第一步；按下面公式先计算立杆计算长度（公式12.6—8）K计算长度附加系数。取k=1.155μ脚手架整体稳定计算时的立杆计算长度系数，查表取用。因为本脚手架是双排脚手架、立杆横距，连墙件布置为二步三跨。所以可直接读出取值，μ=1.50h为立杆步距（mm）第二步；按下式计算长细比λ（公式12.6—9）i为截面回转半径，可查表。第三步；按下式计算长细比根据长细比λ，查表取注1：当时，按计算值。注2：受压构件的容许长细比[λ]；双排架为210，若QUOTE。计算所得的λ值超过容许长细比时，应调整立杆步距h或连墙件布置方案。直至满足容许长细比为止。12.6.1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)，该脚手架为0.1161KN/m。NG1K=0.116×20.000=2.322kN2.脚手板的自重标准值(kN/m2)，该脚手架仅考虑竹串片脚手板，标准值为0.35。NG2K-1=0.350×4×1.200×(1.050+0.3)/2=1.134kN栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；该脚手架采用栏杆冲压钢，标准值为0.11。NG2k-2=0.110×4×1.200/2=0.264kN吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG2K-3=0.005×1.200×20.000=0.120kN经计算得到，静荷载标准值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=3.000×1.050×1.200×2/2=3.780kN；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=1.2×3.840+1.4×3.780=9.900kN；风荷载标准值应按照以下公式计算其中基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用：湛江市的风荷载体型系数：查表可得取经计算得到，风荷载标准值MW=0.3374×0.71×1.200×1.200=0.345kN/m2；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.840+0.85×1.4×3.780=9.106kN；12.6.2立杆的稳定性计算不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴心压力设计值：N=9.900kN计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm计算长度附加系数：K=1.155计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.500计算长度,由公式确定：；轴心受压立杆的稳定系数φ；由长细比的结果查表得到φ=0.186立杆净截面面积；A=4.89cm2立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2σ=9900.000/(0.186×489.000)=108.846N/mm2立杆稳定性计算σ=108.846[f]=205.000N/mm2满足立杆稳定性要求。考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式;（公式12.6—10）立杆的轴心压力设计值：N=9.106kN。计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm。计算长度附加系数：K=1.155。计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.500计算长度,由公式确定：；轴心受压立杆的稳定系数φ；由长细比的结果查表得到φ=0.186立杆净截面面积；A=4.89cm2。立杆净截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3。钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/mm2。σ=9106.200/(0.186×489.000)+194322.240/5080.000=138.371N/mm2。立杆稳定性计算σ=138.371小于[f]=205.000N/mm2满足立杆稳定性要求。12.7立杆的局部稳定性计算上一节（12.6立杆的稳定性计算）主要考虑的是整体失稳的情况进行的验算。实际上，脚手架立杆还有肯出现另一种失稳形式——局部失稳。造成局部失稳的原因；1.立杆的初弯曲过大，或者是初偏心过大。（纯属人为因素）可以通过严格的管理加以控制。2.局部集中荷载过大；（在特定条件下是无法避免的）可以通过局部稳定的验算，提前进行预判，采取有效地防止措施。立杆整体稳定计算中，施工荷载是按均布荷载看待的，且有规定的标准值，内外立杆gk的值是按平均值取值的。荷载由上到下传递的过程中，到了下部且经过上面各层的传递和再分配后，下不立杆所受荷载才趋向平均。但是，如果由于某种特定原因，脚手架的某个局部不可避免的需要承受超乎正常使用状态的荷载时，情况就不同了。此时，应对脚手架进行局部稳定验算。12.7.1局部稳定计算原理计算部位；脚手架下端立杆局部稳定计算公式不组合风荷载时。组合风荷载时；（公式12.7—1）第一步：求立杆的计算长度系数μ。可以根据已知的K1、K2值，查规范附表（有侧移钢管脚手架立杆的计算长度系数）直接读出值。(角立杆)（公式12.7—2）（其余立杆）（公式12.7—3）(角立杆)（公式12.7—4）（公式12.7—5）第二步：求和λ第三步；求φ值根据λ查图12.12可确定稳定系数φ值。图12.12稳定系数φ碍于计算的复杂性和篇幅的限制，在此仅写出局部稳定性验算原理和计算公式以及计算步骤。12.8最大搭设高度及抗滑力计算12.8.1最大搭设高度计算1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：（公式12.8—1）按稳定性计算的脚手架有效架体的可搭设高度。不组合风荷载时，按稳定性计算的脚手架有效架体的可搭设高度。每米高脚手架的结构自重标准值。2组合风荷载时；敞开式单管立杆脚手架的可搭设高度按下面式子计算。（公式12.8—2）因为；所以；（公式12.8—3）（公式12.8—4）（公式12.8—5）（公式12.8—6）则Hs=Hs1+Hs2+Hs3比较明显，实际上就是不组合风荷载时敞开式单管立杆脚手架的可搭设高度。另外；对于敞开式单管立杆双排钢管脚手架，可按下表--4采用。可采用表—5中系数再按下式计算（公式12.9—7）注意；各公式符号见表12.8表12.8公式符号符号单位m2N/m2lammm在特殊情况下，可能会出现Hs=Hs1+Hs2+Hs3Hs1的现象，此时应取Hs=Hs1Hs1、Hs2、Hs3值分别见表12.9、12.10、12.11表12.9Hs1值步距h（mm）及连墙件位置h=1800，二步三跨横距lb（mm）90010001100120013001400计算长度系数1.471.491.511.531.551.57计算长度l0（mm）3056.133097.713139.293180.873222.453264.03稳定系数0.1920.1880.1830.1780.1740.170纵距la（mm）施工荷载（KN/m2）12003104.499.093.686.482.877.415003+390.082.875.668.461.255.818003+295.488.282.873.870.263.020002108.0104.499.093.688.282.8表12.10Hs2值纵距la（mm）施工荷载（KN/m2）h=1800mm，lb为下值（mm）时的Hs290010001100120013001400120031.801.801.801.801.803.603+33.605.405.405.405.407.203+23.603.603.605.405.405.40201.801.801.801.801.80表12.11Hs3的计算系数Ψ（敞开式脚手架）h（mm），连墙件布置Lb（mm）90010001100120013001400稳定性系数0.1920.1880.1830.1780.1740.170纵距la（mm）Hs3计算系数Ψ（Ψ=表值10-4）12001.331.301.261.231.201.1715001.231.211.181.141.121.0918001.151.131.101.071.041.0220001.081.061.031.000.980.96该脚手架的搭设高度计算如下根据该脚手架的参数信息；h=1800、二步三跨、lb=1.05m、la=1.20m、施工荷载3+2。查上述三个表得所以；Hs=Hs1+Hs2+Hs3=88.5+5.4-8.845=74.25m25m且35.5m（脚手架搭设高度以及建筑物总高度）明显满足要求。12.8.2抗滑力计算按规范表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):R≤Rc其中；Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值:P1=0.038×1.050=0.040kN；脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.050×1.200/2=0.221kN；活荷载标准值:Q=3.000×1.050×1.200/2=1.890kN；荷载的计算值:R=1.2×(0.040+0.221)+1.4×1.890=2.959kN；R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!12.9连墙件计算连墙件的作用；将脚手架与建筑物予以连接，防止脚手架倾倒；承受脚手架初弯曲、初偏心所产生的荷载效应，提高脚手架的整体稳定性。承受风荷载作用于脚手架上时产生的荷载效应。12.9.1连墙件计算原理连墙件的轴向力设计值应按下式计算。连墙件构造图如图12.13所示。NL=Nlw+N0（公式12.9—1）NL连墙件轴向力设计值NLW风荷载产生的连墙件轴向力设计值；AW每个连墙件的覆盖面积（m2）；LW连墙件的水平间距（m）hW连墙件的竖向间距（m）N0连墙件约束脚手架平面外所产生的轴向力（KN），单排脚手架取3.0；双排脚手架取5.0图12.13连墙件构造图连墙件的计算；风荷载基本风压值Wk=0.420kN/m2。每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=12.960m2。连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN。风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，应按照下式计算。连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=12.620kN。其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度。由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949。A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN。Nl=12.620<Nf=95.133,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。经过计算得到Nl=12.620小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求。12.10立杆地基承载力计算12.10.1立杆地基承载力计算原理及公式立杆地基承载力设计值按下式计算。（公式12.10—1）地基承载力设计者脚手架地基承载力调整系数。对碎石土、砂土、回填土，，对黏土，对岩石、混凝土。地基承载力标准值，应由试验确定。立杆基础底面的平均压力应满足下式要求；（公式12.10—2）式中P——立杆基础底面的平均压力，N——立杆传至基础顶面的轴向力设计值；A——底座面积。N——（公式12.10—3）补充——的确定地基承载力标准值应按地基浅层平板荷载试验确定，试验步骤如下。1.制作承压板；承压板面积不小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。承压板宜为方形。2.挖基坑并铺设承压板；3.加载；4.各测试点地基承载力值的确定；当P—S曲线上有比例界限且比例界限所对应的荷载值P0.5Pmax（Pmax为极限荷载，即最终加载量的总和）时，该测试点的地基承载力值按计取。当P0.5Pmax时，该测试点的地基承载力值按计取。当P—S曲线上无明显比例界限，而承台板面积为0.25～0.5m2时，取S/b=0.01～0.015所对应的荷载值P1与Pmax/2比较，取其较小值。即按或计取该测试点的地基承载力值。5.整个场地的地基承载力标准值的取定：测试点数量；不小于三个当各测点的试验实测值的极差不大于实测平均值的30%时，则可取各点实测值的平均值作为全场地基承载力标准值。当各测点的试验实测值的极差大于实测平均值的30%时，则应去掉一个最大值，再去掉一个最小实测值，按上述方法确定地基承载力标准值。（去掉最大和最小值后，其余实测值不得少于三个，否则，应再补做试验）。实际上，建筑脚手架一般总是搭设在回填土上的，实践证明，当回填土压实系数不小于0.94时，脚手架地基承载力标准值一般都在120Kpa以上，可按120Kpa取定，不作上述试验。12.10.2该脚手架立杆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（公式12.10—4）其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：N=9.106kN；基础底面面积(m2)：A=0.090m2。地基承载力设计值:fg=faK×KC=200.000kN/m2；其中，地基承载力标准值：fgk=500.000kN/m2；脚手架地基承载力调整系数：kc=0.400；立杆基础底面的平均压力，P=N/A=101.180kN/m2；P=101.180≤fg=200.000kN/m2。地基承载力的计算满足要求。12.11剪刀撑与横向斜杆凡双排脚手架应设剪刀撑与横向斜杆。剪刀撑的设置应符合下列要求。1每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按下表规定而确定。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在450～600之间。剪刀撑跨越立杆的最多根数（表12.9）。表12.9剪刀撑跨越立杆的最多根数剪刀撑斜杆与地面的倾角455060剪刀撑跨越立杆的最多根数7652高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置，中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m。（参考图12.14）图12.14剪刀撑布置图3高度在24m以上的双排脚手架应在外立面全长度和高度上连续设置剪刀撑。注意：本工程脚手架高度大于24m，所以应采用外立面全长度和高度上连续设置剪刀撑。参考文献[1]余宗明.新型脚手架的结构原理及安全应用[M].北京：中国铁道出版社.2001[2]郭倩.架子工实用技术手册[M].武汉：华中科技大学出版社.2010[3]王玉龙.扣件式钢管脚手架计算手册[M].北京；中国建筑工业出版社.2008[4]林祥礼.现场施工组织设计与管理研究[D].北京：中国石油大学出版社.2006[5]陈楚贵.