高层建筑脚手架工程施工方案

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高层建筑脚手架工程施工方案

采用的钢管类型为Φ48×3.5;

横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数1.00;

连墙件布置取两步两跨,竖向间距3.4m,水平间距3.4m,采用扣件连接;

JT/T 1180.11-2018标准下载连墙件连接方式为双扣件;

4.1.2.活荷载参数

施工均布荷载(kN/m2):3.000;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2层;

4.1.3.风荷载参数

本工程地处湖南常德市,查荷载规范基本风压为0.400kN/m2,风荷载高度变化系数μz为1.000,风荷载体型系数μs为1.128;计算中考虑风荷载作用;

4.1.4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1359;

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140;

安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3层;

脚手板类别:竹串片脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、竹串片脚手板挡板;

4.1.5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用20a号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.5m,建筑物内锚固段长度2.3m。

与楼板连接的螺栓直径(mm):14.00;

楼板混凝土标号:C35;

4.1.6.拉绳与支杆参数

钢丝绳安全系数为:6.000;

钢丝绳与墙距离为(m):3.000;

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.2m。

4.2.小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

4.2.1.均布荷载值计算

小横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m;

脚手板的荷载标准值:P2=0.35×1.7/4=0.149kN/m;

活荷载标准值:Q=3×1.7/4=1.275kN/m;

荷载的计算值:q=1.2×0.038+1.2×0.149+1.4×1.275=2.01kN/m;

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,

最大弯矩Mqmax=2.01×12/8=0.251kN.m;

最大应力计算值σ=Mqmax/W=49.448N/mm2;

小横杆的最大弯曲应力σ=49.448N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

4.2.3.挠度计算:

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

荷载标准值q=0.038+0.149+1.275=1.462kN/m;

最大挠度ν=5.0×1.462×10004/(384×2.06×105×121900)=0.758mm;

小横杆的最大挠度0.758mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm,满足要求!

4.3.大横杆的计算:

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。

4.3.1.荷载值计算

小横杆的自重标准值:P1=0.038×1=0.038kN;

脚手板的荷载标准值:P2=0.35×1×1.7/4=0.149kN;

活荷载标准值:Q=3×1×1.7/4=1.275kN;

荷载的设计值:P=(1.2×0.038+1.2×0.149+1.4×1.275)/2=1.005kN;

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.7×1.7=0.009kN.m;

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.417×1.005×1.7=0.712kN.m;

M=M1max+M2max=0.009+0.712=0.721kN.m

最大应力计算值σ=0.721×106/5080=141.963N/mm2;

大横杆的最大应力计算值σ=141.963N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm;

均布荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

νmax=0.677×0.038×17004/(100×2.06×105×121900)=0.086mm;

集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:

P=(0.038+0.149+1.275)/2=0.731kN

ν=3.029×0.731×17003/(100×2.06×105×121900)=4.332mm;

最大挠度和:ν=νmax+νpmax=0.086+4.332=4.419mm;

大横杆的最大挠度4.419mm小于大横杆的最大容许挠度1700/150=11.3与10mm,满足要求!

4.4.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1.00,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(规范5.2.5):

小横杆的自重标准值:P1=0.038×1×3/2=0.058kN;

大横杆的自重标准值:P2=0.038×1.7=0.065kN;

脚手板的自重标准值:P3=0.35×1×1.7/2=0.298kN;

活荷载标准值:Q=3×1×1.7/2=2.55kN;

荷载的设计值:R=1.2×(0.058+0.065+0.298)+1.4×2.55=4.074kN;

R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

4.5.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0.1359kN/m

NG1=[0.1359+(1.00×3/2)×0.038/1.70]×20.00=3.396kN;

(2)脚手板的自重标准值;采用竹串片脚手板,标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×3×1.7×(1+0.3)/2=1.16kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×3×1.7/2=0.357kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005kN/m2

NG4=0.005×1.7×20=0.17kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.083kN;

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=3×1×1.7×2/2=5.1kN;

风荷载标准值按照以下公式计算

Wo=0.4kN/m2;

经计算得到,风荷载标准值

Wk=0.7×0.4×1×1.128=0.316kN/m2;

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=1.2×5.083+1.4×5.1=13.239kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.083+0.85×1.4×5.1=12.168kN;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.316×1.7×

1.72/10=0.185kN.m;

4.6.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=13.239kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.58cm;

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:μ=1.5;

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定:l0=2.945m;

长细比Lo/i=186;

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到:φ=0.207;

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]=205N/mm2;

σ=13239/(0.207×489)=130.795N/mm2;

立杆稳定性计算σ=130.795N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,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=12.168kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.58cm;

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:μ=1.5;

计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=2.945m;

长细比:L0/i=186;

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=0.207

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]=205N/mm2;

σ=12168.476/(0.207×489)+184654.908/5080=156.564N/mm2;

立杆稳定性计算σ=156.564N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

4.7.连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:

风荷载标准值Wk=0.316kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=11.56m2;

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),N0=5.000kN;

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=5.112kN;

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=10.112kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

由长细比l/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;

又:A=4.89cm2;[f]=205N/mm2;

Nl=10.112

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=10.112小于双扣件的抗滑力16kN,满足要求!

4.8.悬挑梁的受力计算:

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1200mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I=2370cm4,截面抵抗矩W=237cm3,截面积A=35.5cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×5.083+1.4×5.1=13.239kN;

水平钢梁自重荷载q=1.2×35.5×0.0001×78.5=0.334kN/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]=17.272kN;

R[2]=10.452kN;

R[3]=0.023kN。

最大弯矩Mmax=2.067kN.m;

最大应力σ=M/1.05W+N/A=2.067×106/(1.05×237000)+

13.239×103/3550=12.035N/mm2;

水平支撑梁的最大应力计算值12.035N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!

4.9.悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用20a号工字钢,计算公式如下

φb=570×11.4×100×235/(1200×200×235)=2.71

经过计算得到最大应力σ=2.067×106/(0.966×237000)=9.03N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算σ=9.03小于[f]=215N/mm2,满足要求!

4.10.拉绳的受力计算:

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

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=18.603kN;

4.11.拉绳的强度计算:

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=18.603kN

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=18.603KN。

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=18.603kN

钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为

其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度,取[f]=50N/mm2;

所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(18603×4/3.142×50)1/2=22mm;

4.12.锚固段与楼板连接的计算:

4.12.1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环,拉环强度计算如下:

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.023kN;

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条[f]=50N/mm2;

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[23.197×4/(3.142×50×2)]1/2=0.543mm;

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以上锚固长度。

4.12.2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,螺栓粘结力锚固强度计算如下:

23.197/(3.142×14×1.57)=0.336mm。

螺栓的轴向拉力N=0.023kN小于螺栓所能承受的最大拉力F=33.08kN,满足要求!

4.12.3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓,混凝土局部承压计算如下:

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:

经过计算得到公式右边等于79.26kN,大于锚固力N=10.45kN,楼板混凝土局部承压计算满足要求!

5.1.各级管理人员要对职工生命负责的态度去严格要求,严格管理,认真抓好安全工作,搞好安全设施。

5.2.1.严格参照外架搭设要求进行施工。

5.2.2.特殊必须持证上岗。具备一切高空作业的能力,40岁以下,无疾病。

5.2.3.必须服从管理人员的安排。遵守项目各项安全管理规定和制度。进入施工现场的人员必须戴安全帽,系好安全带,作好防护设施。不得穿拖鞋等,必须穿防滑鞋上班。严禁向下抛扔杂物,不得酒后作业,严禁嬉闹。

5.2.4.积极配合外架搭设完毕后的工作。

5.2.5.必须负责搭设前和搭设后的日常检查和修养。

5.2.6.听从管理人员安排积极配合项目安全员日常检查,发现问题及时整改。

5.3.1.钢管脚手架立杆应稳放在制作品底座上;

5.3.2.立杆间距、大横杆间距、小横杆间距符合方案要求;

5.3.3.钢管立杆大横杆接头应错开,要用扣件连接拧紧螺栓,不准用铁丝绑扎;

5.3.4.脚手架负荷量每平方米不能超过270kg;

5.3.5.离墙面距离30~35cm,不得有空隙和探头板,脚手板搭接时不得小于20cm,对接时应架设双排小横杆,间距不大于20cm,在架子拐弯处脚手架板应交叉搭设,垫平脚手架板应用木块,并且要钉牢,不得用砖垫;

5.3.6.翻脚手架应两人由里往外按顺序进行,在铺第一块或翻到最外一块脚手板时必须挂安全带;

5.3.7.安全网挂设、安全网必须内挂,并用专用尼龙绳或符合要求的其他材料绑扎严密、牢固;

5.5.1.操作层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载,不得将模板支撑,缆钢丝、砼的输送管道等固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备。外墙装饰施工时应严格控制施工荷载不得超过300kg/m2,同时施工不得超过2层;

5.4.2.结构施工时严禁将外架做支模架,不得在外架上堆放钢筋,木枋,电缆等材料;

5.4.3.六级及六级以上大风和雨天应停止脚手架作业,雨后上架操作应有防滑措施;

5.4.4.应设专人负责对脚手架进行经常检查和保修,在六级大风与大雨后停用超过一个月后复工前必须经检查后方可上架操作;

5.4.5.主节点处杆件的安装,连墙体,支撑,门洞等的构造是否符合施工组织设计要求,扣件螺栓是否松动,脚手架立拄的沉降与垂直度允许偏差是否符合规定要求;

5.4.6.在脚手架使用期间,严禁任意拆除下列杆件:

a、主节点处的纵、横向水平杆;

f、悬挑式脚手架固定型钢的钢环及其楔块

g、悬挑式脚手架斜拉钢丝绳

5.4.7.在搭设悬挑式脚手脚时,应将第一步架搭设好后,才能将下面的落地式脚手架拆除或下段的悬挑架拆除。因此,应准备搭设二段悬挑架的工字钢。

5.5.1.拆除脚手架,周围应设围栏或警戒标志,并设专人看管,严禁入内,拆除应按顺序由上而下,一步一清,不准上下同时作业;

5.5.2.拆除脚手架大横杆,剪刀撑,应先拆中间扣,再拆两头扣,由中间操作人往下顺杆子;

5.5.3.拆除的脚手杆,脚手板,钢管,扣件,钢丝绳等材料,应向下传递或用绳吊下,禁止往下乱扔。

5.6.1.严格按照施工组织设计和技术交底要求组织施工。

5.6.2.重点加强料台使用标准;

5.6.3.重点加强满堂架与外架间隔的封闭;

5.6.4.重点加强施工作业人员安全劳动意识。

JCT 2514-2019 石膏腻子5.6.5.安全网必须用符合安全部门规定的防火安全网;

5.6.6.在作业层下必须搭设水平网一道,水平网要求牢固、严密。

5.6.7.外架上必须配备足够的灭火安全器材,成立义务消防队。

5.7.1.外架用的预埋件必须用一根细钢筋与墙体中的主钢筋搭焊,以便于架体避雷。

回转钻成孔灌注桩施工工艺5.7.2.雷雨天气和六级以上大风应停止架上作业。

5.7.3.大风过后要对架上的脚手板、安全网等认真检查一次。

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