外架工程施工方案

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外架工程施工方案

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:

JB T10361-2002低压成套开关设备和控制设备安全设计导则Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.033×12/8=0.005kN·m;

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=2.34×1/3=0.78kN·m;

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.785kN·m;

最大应力计算值σ=M/W=0.785×106/4490=174.827N/mm2;

小横杆的最大弯曲应力σ=174.827N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!

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:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.033×10004/(384×2.06×105×107800)=0.02mm;

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.15+1.5=1.7kN;

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:

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.02+2.717=2.737mm;

小横杆的最大挠度为2.737mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm,满足要求!

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):

大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;

小横杆的自重标准值:P2=0.033×1/2=0.017kN;

脚手板的自重标准值:P3=0.3×1×1.5/2=0.225kN;

活荷载标准值:Q=3×1×1.5/2=2.25kN;

荷载的设计值:R=1.2×(0.05+0.017+0.225)+1.4×2.25=3.5kN;

R<8.00kN,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0.1248kN/m

NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.033/1.80]×18.00=2.746kN;

(2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2

NG2=0.3×10×1.5×(1+0.3)/2=2.925kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.35kN/m

NG3=0.35×10×1.5/2=2.625kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×18=0.135kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=8.431kN;

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=3×1×1.5×1/2=2.25kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×8.431+0.85×1.4×2.25=12.795kN;

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×8.431+1.4×2.25=13.267kN;

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到,风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.7×0.74×1.04=0.377kN/m2;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.377×1.5×1.82/10=0.218kN·m;

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值:N=12.795kN;

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/(φA)≤[f]

立杆的轴心压力设计值:N=N'=13.267kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;

计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=3.118m;

长细比:L0/i=196;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:φ=0.188

立杆净截面面积:A=4.24cm2;

立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;

钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;

σ=12794.58/(0.188×424)+218094.327/4490=209.083N/mm2;

立杆稳定性计算σ=198.083N/mm2大于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

σ=13267.08/(0.188×424)=166.438N/mm2;

立杆稳定性计算σ=166.438N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.8,μs=1.04,ω0=0.7,

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.8×1.04×0.7=0.408kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2;

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×Wk×Aw=9.246kN;

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=14.246kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

由长细比l/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;

A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;

Nl=14.246

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=14.246小于双扣件的抗滑力16kN,满足要求!

悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。

本方案中,脚手架排距为1000mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1300mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面积A=26.1cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×8.431+1.4×2.25=13.267kN;

水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m;

悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)

悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)

悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:

R[1]=15.603kN;

R[2]=12.134kN;

最大弯矩Mmax=2.187kN·m;

最大应力σ=M/1.05W+N/A=2.187×106/(1.05×141000)+9.882×103/2610=18.559N/mm2;

水平支撑梁的最大应力计算值18.559N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!

九、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

σ=M/φbWx≤[f]

经过计算得到最大应力σ=2.187×106/(0.93×141000)=16.697N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算σ=16.697小于[f]=215N/mm2,满足要求!

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

RAH=ΣRUicosθi

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:

RU1=17.005kN;

钢丝拉绳(支杆)的内力计算

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为

RU=17.005kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径15.5mm。

得到:[Fg]=21.533KN>Ru=17.005KN。

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=17.005kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

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=(17005×4/(3.142×50×2))1/2=14.7mm;

实际拉环选用直径D=16mm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压环,拉环强度计算如下

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.391kN;

压环钢筋的设计直径D=18mm;

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《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;

A=πD2/4=3.142×182/4=254.469mm2

σ=N/2A=391.402/254.469×2=0.769N/mm2;

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接长度。

拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!

2、水平钢梁与楼板压点采用钢筋,钢筋粘结力锚固强度计算如下

其中──锚固力,即作用于楼板钢筋的轴向拉力,;

──楼板钢筋的直径,;

──楼板钢筋与混凝土的容许粘结强度,计算中取1.57N/mm2;

──钢材强度设计值,取215N/mm2;

──楼板钢筋在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到要大于以下的计算:

钢筋所能承受的最大拉力:

钢筋的轴向拉力小于钢筋所能承受的最大拉力,满足要求!

3、水平钢梁与楼板压点采用钢筋,混凝土局部承压计算如下

混凝土局部承压的钢筋拉力要满足公式:

其中──锚固力,即作用于楼板钢筋的轴向拉力,;

──楼板钢筋的直径,;

──楼板内的钢筋锚板边长;;

──混凝土的局部挤压强度设计值,计算中取0.95;

经过计算得到公式右边等于103.52KN,大于锚固力N=7.538KN,楼板混凝土局部承压计算满足要求!

九、脚手架的搭设注意事项

1、落地搭设的建筑施工脚手架,脚手架的自重及施工荷载均由脚手架基础传至地基。因此,要使脚手架保持稳定,牢固安全,必须要求一个牢固的脚手架基础。

2、扣件式钢管脚手架搭设的技术基本要求是:横平竖直、整齐清晰、平竖通顺、连接牢固、守荷安全,有安全操作空间,不变形,不摇换。

1)建筑施工用脚手架与建筑物结构的连接

外脚手架与建筑物结构的连接,是保证脚手架的稳定性和垂直度的重要杆件。一般按下述规定设置:

连接杆的间距按连墙件计算中的结果进行设置,可作矩形布置。

连接杆应设计成既能承受向外拉力,又能承受向内的压力。本工程采用φ48×3.5mm的钢管,用直角扣件与脚手架内侧立杆扣紧,另一端用直角扣件与埋入建筑物结构内的钢管固定。

连接件应允许有适当的调整余地。

连接点应尽可能设在脚手架的立杆与大、小横杆连接处附近。

连接点必须从第一步大横杆处开始设置。

2)建筑物出入口脚手架的构造措施

建筑物出入口脚手架的构造,要根据出入口的宽度4.5m和高度3.6m进行设计。一般在开口处两边要采用双立杆,并设置加固斜撑或八字撑,悬空立杆下端要增设安全扣件,此处的连接要加密,每部要设置。

出入口脚手架的上方要有安全可靠的隔离防护措施,以防止高出物体坠落伤人。在各出入口处的外侧,应设置防护棚,以保证人员出入。

立杆上的对接扣件应交错布置,两相隔立杆的接头在高度方向错开的距离不小于500mm,各接头中心距主节点的距离不大于步距三份之一。搭至有连墙件的构造层时,搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆,应立即设置连墙件。

对接接头应交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500mm,并避免设在纵向水平杆的跨中。

搭接接头长度不应小于1m,并等距离3个旋转扣件固定,端部扣件盖板连缘至杆端的距离不应小于100mm。

纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨,并不小于6m,。

3)连墙件、剪刀撑、横向支撑

连墙件应均匀位置,形式可优先采用花排,也可以并排,连墙件宜靠近节点设置,偏离主节点距离不应大于300mm。

剪刀撑应随立杆、纵横向水平杆等同步搭设。

每道剪刀撑横跨越立杆的根数宜在5~7根之间,每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不小于6m,斜角与地面的倾角在45。~60。之间。

在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。

扣件规格必须与钢管外径相同。

主节点处、固定水平杆、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线主节点的距离不大于150mm。

各杆件端头伸出扣件边缘的长度不应小于100mm。

十、脚手架的验收与保养

建筑结构施工用脚手架是随结构施工而向上搭设的,建筑施工脚手架常用分段搭设分段投入使用,验收合格后方可使用,

检查的内容,应按照施工组织设计中有关脚手架部分的图纸、说明和有关规定进行,一般至少应检查以下的一些项目:

1)脚手架的基础和排水设施。

3)立杆的纵横向间距、立杆的接头位置、立杆的垂直度。

4)大、小横杆的标高、水平度、小横杆的交叉位置。

6)安全栏杆的高度与道数。

7)剪刀撑的位置、距离、角度和搭接。

8)隔离设计、外挑安全网和外包安全网。

10)扣件的紧固程度。

11)连接杆的位置、数量和牢固程度。

12)脚手架开口处的加固。

13)脚手架出入口处的加固。

14)脚手架所用的钢管、扣件、型钢及其他材质说明和抽检记录。

15)操作工人的操作证。

检查方法:应在脚手架分段搭设完成后进行自检,再经专职人员、搭设者、使用者共同检查验收,经验收合格后办妥脚手架验收手续,方可投入使用。

验收扣件式钢管脚手架时,需特别注意检查扣件的紧固程度,因为扣件式钢管脚手架的承载力和稳定性基本上是由扣件的紧固程度来保证,因此要十分重视扣件的紧固检查。

对于拧紧力矩超过65KN.m的扣件,必须认真检查扣件有无;裂纹、变形,如果发现扣件的上述弊病应将扣件调换。认为扣件扣得越紧越好的是不对的。扣件的紧固程度直接关系到建筑施工用架的安全,因此需特别的注意。

扣件式钢管脚手架验收合格后必须进行日常的保养和定期的全面检查和维修,才能保证其安全使用,扣件式钢管脚手架的保养的内容如下:

1)检查脚手架的基础有无局部不均匀沉降,是否通畅、有无积水、脚手架底部有无杂物。

2)检查脚手架的整体和局部的垂直偏差,特别要注意脚手架的转角处和断口处的垂直度,如发现垂直度有异常现象,应及时的加固和消除隐患。

3)各类扣件的涂油和紧固。检查扣件时先检查扣件的外观,而后将扣件上的螺栓你时针方向松几牙螺纹,再涂油紧固螺栓至规定的力矩。

4)检查脚手架是否松动、悬挑,如用竹篱笆脚手板,还要检查四角是否用角铁丝扎牢,如发现问题应及时纠正。

5)与建筑物连接的检查,检查连接件是否齐全完好,有无松动、移动,如因装饰施工需要移动连接件时,应通知保养工,并按规定在邻近位置补足连接。

6)要对外包安全网、安全隔离设施、栏杆等安全设计进行检查,保证这些安全设计完整、牢固,能正常发挥安全作用。如有损害者及时调整,如有松动应及时紧固。

7)检查脚手架的荷载情况,使其不超过设计荷载,如有超载应及时卸载至设计荷载。还要检查脚手架上的堆物是否处于安全位置和稳定状态。

1、架子拆除时应划分作业区,周围设围栏或竖立警戒标志地面设有专人指挥,严禁非作业人员入内。

2、拆除的高空作业人员,必须戴安全帽、系安全带、穿软底鞋。

3、拆除顺序遵循由上而下、先搭后拆的原则。即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑,后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按一步一清的原则进行,严禁上下同时进行拆除作业。

4、拆立杆时,应先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆,斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣,然后托住中间,再解端头扣。

5、连墙点应随拆除进度逐层拆除,严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除脚手架,分段拆除高差不应大于两步。

6、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一个人有关的结扣时,应先通知另一方,以防坠落。

7、拆除时不应碰坏门窗、玻璃、落水管、房檐瓦片、地下明沟等物。

8、拆下的材料应堆放成堆,并应按指定的地点,随拆随运,用塔吊吊运,严禁抛掷。运至地分类堆放,当天拆当天清。

在拆除过程中,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。

十二、脚手架安全文明措施管理

1、脚手架搭设人员必须是经过国家现行标准《特种作业人员安全技术考核管理规定》考核合格的专业架子工,上岗人员应定期体检,体检合格后才发上岗证。

2、搭设脚手架的人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

3、由项目技术负责人组织架子工长、安全员对使用架子的有关工种、班组长、工人骨干进行使用标准安全防护、日常检查维护的技术交底,让人人都知道,时刻注意遵守。

5、架子在主体施工时铺设三层脚手板,装饰时各层满铺,上下同时作业不得多于两步,安全网、脚手板要扎牢,不准随意拆动,如须拆动必须经技术负责人批准,由架子工负责处理。

架子工及架上操作人员,每天上下班前要检查架子的支撑锚固点是否牢固,发现问题立即处理或报技术负责人解决。架上施工荷载要均匀布置,不得集中一边,单向偏一受力,并不得超过设计荷载。特别防止外墙、梁拆模时模板突然下落的冲击力,如须落在架上,必须采取缓冲措施。

6、架上所用的扣件必须定期保养巡查,如有毛病应立即更换。架子的连墙件应连接在结构物可靠处,不得绑扣在模板支撑上或其他不牢固的位置上。

7、脚手架使用过程中,应定期检查杆件的设置和连接、连墙件等构造措施、安全防护措施,发现问题应立即处理。

8、六级及以上大风或雷雨天气不准搭设或拆除外架,也不准在架上作业,其他按脚手架的操作规程执行。

9、脚手架的拆除应经技术人员同意后方可进行。

10、拆除脚手架时,地面应设围栏和警戒标志,并派专人看守,严禁一切非操作人员入内。

十三、脚手架防火措施管理

在脚手架上进行电、气焊等有明火作业时,必须符合下列规定并采取以下的措施:

1、必须有防火措施和专人看守;

2、必须经施工总承包单位安全部门检查批准,办理明火施工手续,并在指定范围和限定的时间内有效。

3、风力4级以上严禁明火作业。

4、脚手架上外墙保温工程施工现场为禁火区域浙江省城镇道路检测技术导则(试行)(浙江省住房和城乡建设厅2021年4月).pdf,严禁吸烟,并应远离火源。

5、脚手架上可燃保温、装修材料临时存放现场周围10m不得有明火作业,并应有禁火标识。

6、脚手架上竹、木脚手板、踢脚板等竹木施工材料,必须用不燃材料设置防火隔离带。

7、施工作业现场必须配备足够的消防灭火器材。

8、符合其它相关规范的防火要求。

9、脚手架专项方案应根据工程实际编制相应的防火安全技术措施和施工现场火灾事故应急预案。

10、工地脚手架上的使用的安全网防火必须符合下列规定:

某地上十六层住宅小区高层住宅楼施工组织设计.doc1)安全网阻燃性能及其它技术要求必须符合现行国家标准《安全网》的规定GB5725—2009。

2)安全网进入施工现场应检查产品合格证,并应进行抽样复试,不合格产品不得使用。

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