扣件式钢管井架施工方案.docx
《扣件式钢管井架施工方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《扣件式钢管井架施工方案.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
扣件式钢管井架施工方案
恩济鸿园住宅小区配套综合楼
扣件式钢管井架施工方案
编制:
审核:
审批:
中国新兴保信建设总公司四公司
美丽园项目部
2002年11月
一、编制依据
1.1恩济鸿园配套综合楼施工组织设计
1.2现行建筑施工规范大全
1.3建筑施工计算手册
1.4北京市建筑工程施工安全操作规程DBJ01-62-2002
1.5建筑结构荷载规范GBJ9
二、工程概况
恩济鸿园配套综合楼位于海淀区五棵松路20#,美丽园小区西北(原京煤三厂院内),总建筑面积为7365.70㎡,融健身、桑拿、游泳、粮油市场、超市为一体,框架结构,地下两层、地上三层,四层为水箱间、电梯机房,为低层服务楼。
本工程南北长58.50m,东西宽25.50m,首层层高5.0m,二层、三层层高4.50m,四层层高3.3m,±0.000相当于绝对标高55.25m,自然地坪为-0.7m,女儿墙高1.40m,建筑物檐口高度为14.00+1.4+0.7=16.1m。
外墙装修为砌块墙抹灰,滚刷涂料,铝合金门窗。
考虑到本工程结构施工的实际情况,二层、三层、四层施工利用井架作为垂直运输工具。
结构出±0.000以后开始搭设井架,10天内完成井架的搭设及验收工作。
三、井架高度及平面尺寸
3.1.搭设高度
檐口高度均为15.4m,室内外高差为0.7m,根据规范要求井架端部安全高度不小于6m,本工程装修阶段搭设井架时端部安全高度取6m,其搭设高度为15.40+0.7=16.1m,结合钢管长度模数取搭设高度为24.0m。
3.2.井架平面尺寸
井架选用3.6×2.4m的吊盘,最大起吊重量1.5T(选用2T的卷扬机),井架平面尺寸为3.0×4.2m2。
四、井架的搭设方法及要求
4.1.搭设前应将地基用C15砼硬化,厚150mm,地基四周设2%的排水坡,井架立柱下垫50×250mm脚手板。
4.2.高车架为扣件式钢管井架,钢管选用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管。
压扁、劈裂、弯曲的钢管不得使用,钢管材质应符合YB-242-63标准,扣件应采用GB978-67《可锻铸铁及技术条件》的规定,用机械性能不低于KT33-8的锻铸铁制造。
4.3.构造要求:
4.3.1采用八柱双立杆,纵距边跨1.5m,中距1.0m,横杆步距1.4m。
4.3.2井架三面设置剪力撑(楼层进料口一面不设),侧面斜杆与地面呈45°,正面进料口斜杆与地面呈60°,每4步设置一道并由下至上连续设置。
4.3.3井架各杆件相交伸出的端头均应大于100mm;每层楼面应搭设卸料平台,由于现场实际情况,井架未正对外窗户,故卸料平台加宽为4.0m,并与外脚手架相连。
吊盘与平台之间的距离不大于150mm,两侧设1.2m高的两道护身栏。
平台口设安全门,不用时关闭,平台允许荷载2.0KN/m2。
4.3.4井架天梁放在双横杆上,装天梁的架子顶端横杆下需加八字撑。
4.3.5为保证架体稳定,沿架体平面呈45°布置两道且每道四根的缆风绳,绳索与地面呈45°。
第一道位于24m高度位置,第二道位于12m高度位置,缆风绳选用Φ12.5mm2的钢丝绳。
缆风绳地锚采用100×100木枋作地锚,十字设置,埋入深度1.50m(砼地锚平面尺寸为1.0×1.0);东侧缆风绳利用在首层结构上预留Φ12的钢筋做地锚,锚入楼板内35d。
钢丝绳穿楼板或梁时,加塑料套管。
4.3.6将井架一侧的中间立杆接高,高出顶端2m,作为接闪器,在该立杆的下端设置接地线于接地极相连,同时应将卷扬机的金属外壳可靠接地,接地电阻不大于10Ω。
4.3.7立杆垂直度偏差不超过井字架高度的1/1000,即24mm,立杆采用对接接头,相互错开一步。
4.3.8井架每层设置与主体结构有可靠连接的固定架,其位置在出料口部位,连接形式如下图:
4.3.9井架入料口搭设4000×4500安全防护棚,防护棚顶设置双层50厚木板防护,入料口设自动防护栏。
防护棚南北面搭设安全通道,通道宽为2.4m,两侧用密目式安全网封闭。
4.3.10卷扬机:
4.3.10.1.卷扬机设在现场北侧围墙处,距井架30m。
卷扬机的底座应用道木垫高,操作处搭设操作台。
4.3.10.2.卷扬机护头棚采用Φ48×3.5钢管搭设。
护头棚长1800,宽1200,高1800。
石棉瓦屋顶(并设两层油毡防水),上铺50厚脚手板作护头棚,操作棚地面做150厚2:
8灰土,并做50厚水泥砂浆地面。
操作棚内保持清洁,且操作棚至井架范围内无障碍物。
4.3.10.3.导向滑轮不得固定在井架上,其锚固详下图:
4.3.10.4.卷扬机使用通长钢丝绳,不得使用有接头的钢丝绳,钢丝绳在卷筒上排列整齐,卷筒上的安全圈数为3--5圈。
在卷筒两端设置限位装置,导向滑轮至卷扬机卷筒的钢丝绳用竹胶板保护。
卷扬机固定详下图:
4.3.10.5.卷扬机的电器设备需有可靠的接地或接零,工作完毕后将控制器放到零位,切断电源,并锁好电闸箱。
4.3.10.6.卷扬机司机需经专业培训,考试合格,并持有效上岗证作业。
专人专机。
4.3.10.7.卷扬机安装完毕后进行空载(不加荷载,按操作中各种动作反复进行,并实验安全防护装置是否可靠)、动载(按规定的最大荷载进行动作运行)、超载(在第一次使用前或大修后按额定荷载的110%--125%逐渐加载进行)试验。
4.3.10.8.每日班前对卷扬机、钢丝绳、地锚、地轮等进行检查,确认无误后,试空车运行,合格后方可正式作业。
4.3.10.9.除应满足上述要求外,尚应遵守施工机械有关规定和要求,不准带病作业。
4.4.安全防护:
4.4.1吊盘应安装安全装置,以防吊盘坠落。
4.4.2进料口搭设4000×4500的防护棚,进深4500m。
护头棚采用双层50mm木脚手板。
4.4.3井架外满挂密目式防护网。
4.4.4在卷扬机卷筒上安装一个过卷限位开关,当吊盘升到预定高度时,触头断开,使接触器线圈断电,卷扬机停止转动。
4.4.5卷扬机后面需埋设地锚,以固定卷扬机,地锚与卷扬机之间用钢丝绳栓牢。
4.4.6卷扬机司机需经专业培训,考试合格,并持有效上岗证作业。
专人专机,不得载人上下,司机离机前,应降下吊盘,并切断电源。
4.4.7每层卸料平台应安装安全门,当吊盘离开平台后,及时关闭防护门,以防坠落事故的发生。
4.4.8井架的搭设除应满足上述安全要求外,尚应遵守扣件式钢管脚手架搭设的有关规定和要求。
五、井架的拆除
5.1根据工程施工的要求拆除井架时,应由项目经理、技术主任批准,并通知公司器材处派专业技术人员指导拆除工作。
5.2拆下的井架构件(如钢管、扣件、天轮等)不得直接下抛。
应传于楼层,经楼梯运送到地面。
5.3井架拆除过程中,周围10m范围内应设安全防护栏,并设安全标识牌,严禁非操作人员如内。
5.4井架拆除顺序为:
钢丝绳—卷扬机—天轮梁—钢管架—楼层防护。
5.5井架拆除范围的外墙及时补充搭设外架,楼层防护在搭设外架后拆除。
六井架计算
6.1、荷载计算:
1.井架结构自重:
搭设井架材料用量:
(1)、架子管:
立杆长384m,纵向水平杆长142m,横向水平杆、扫地杆长116m,剪力撑长272m,拉接钢管长24m,合计长度Σ=938.0m。
(2)扣件:
立杆扣件320个,水平杆扣件90个,剪力撑扣件180个。
护头棚脚手板重量:
4×3×0.35=4.2(KN)
架子管重量:
938.0×0.038=35.64(KN)
脚手板自重:
0.6×6×0.35×3层=3.78(KN)
扣件重量:
Σ扣件=590个×0.0135=7.97(KN)。
井架自重:
NG1K=4.2+35.64+3.78+7.97=51.59(KN)。
2.天轮梁及滑轮自重:
NG2K取1.0KN。
3.井架整体重量:
NGK=NG1K+NG2K=51.59+1.0=52.59(KN)。
4.吊盘自重:
6.86KN
5.吊物:
15.0KN
6.最大吊重量:
NDK=6.86+15.0=21.86(KN)。
7.风荷载计算:
WK=0.7µZ·µS·ω0
经查表:
µZ=1.25,北京地区基本风压ω0为=0.35KN/㎡。
µS=1.2ξ(1+η)=1.2×0.1×(1+1.0)=0.24
WK=0.7µZ·µS·ω0=0.7×1.25×0.24×0.35=0.0735KN/CM2≈74N/㎡
井架受风轮廓面积A:
A=24×4.2=100.8(㎡)
井架垂直于风向的风荷载为:
W=WK·A=74×100.8=7459.2(N)
沿井架高度方向的平均风荷载:
q´=7459.2/24=310.8N/m
8.缆风绳自重力TS及其产生的垂直和水平力:
第一道缆风绳:
TS1=nqL2/8ω,n=4根,钢丝绳直径12.5mm,q取8N/m。
L1=H/COS45°=24/0.7=34.29(m)
缆风绳自重产生的挠度ω≈l/300
ω=L1/300=34.29/300=0.1143。
缆风绳自重力产生的张力TS1=nql2/8ω
TS1=4×8×34.292/8×0.1143=41148(N)。
水平分力:
因4根缆风绳相互抵消,即TH1=0。
垂直分力:
TV1=TS1·COSα=41148×COS45°=29096.03(N)。
第二道缆风绳:
L2=H/COS45°=12/0.7=17.14(m)
缆风绳自重产生的挠度ω≈l/300
ω=L2/300=0.057
缆风绳自重力产生的张力TS2=nqL2/8ω
TS2=nqL2/8ω=4×8×17.142/8×0.057=20616N
垂直分力:
TV2=TS2·COS45º=20616×0.707=14575.5(N)
9.风荷载作用下缆风绳张力产生的垂直和水平分力,在风荷载作用下,考虑井架两道缆风绳均起作用且两道揽风绳的具体位置,故整个井架按两跨等跨连续梁计算。
顶部缆风绳:
①.水平分力:
T1H=0.437qˊL=0.437×310.8×12=1629.84(N)。
②.垂直分力:
T1V=T1H=1629.84(N)。
中部缆风绳:
①.水平分力:
T2H=1.25qˊL=(0.625+0.625)×310.8×12=4662.0(N)。
②.垂直分力:
T2V=T2H=4662.0(N)。
6.2、内力计算:
1.轴力:
NV=1.2NGK+1.4NDK=1.2×52.59+1.4×21.86=93.71(KN)。
2.缆风绳轴向力TV
自重TVˊ=TV1+TV2=29.10+14.58=43.68(KN)。
风荷载:
TV"=T1V+T2V=1.63+4.66=6.29(KN)。
TV=TVˊ+TV"=43.68+6.29=49.97(KN)。
3.风荷载产生的弯矩MW=0.14qWK.h2(h为步距)
QWK=Wk·L=74.59×1.5=111.89(N/m)
MW=0.14QWK·h2=0.14×111.89×1.52=35.25(N.m)
6.3、立杆稳定性验算:
1.在垂直荷载作用下,立杆按压杆稳定验算截面,因水平力为零,立杆应力σ按下式进行验算:
σ=N´/A≤fC,其中N´是指平均作用在每根钢管上的轴压力。
NV=93.71+49.97=143.68(KN),则Nˊ=NV/n=143.68/17=8.45(KN)。
(1)稳定性计算
立杆长细比λ=kuh/ⅰ,其中k计算长度附加系数,取1.0;u为立杆的计算长度系数,取1.70;h为井架步距,ⅰ为截面回转半径;
ⅰ=0.0158
则λ=1.0×1.7×1.4/0.0158=150.63﹤允许长细比210
(2)强度计算
经查表=0.287
ф48×3.5mm钢管截面面积A=4.89cm2,抗压强度fC=205N/mm2
故:
=N´/A=8.45/0.287×4.89=6.02(KN/cm2)=60.2(N/mm2)
因为:
=60.2N/mm2<205N/mm2
所以:
井子架立杆是安全的。
2.风荷载对立杆产生的弯曲应力:
ˊ=MW/W
ф48×3.5钢管截面抵抗矩W=5.08cm3
ˊ=35.25×103/5.08×103=6.94N/mm2
由于风荷载产生的弯曲应力很小,可以忽略不计。
6.4、搁置天轮梁水平杆验算
搁置天轮梁按集中力作用在杆中间的最不利情况进行验算,支撑点间距1.0m。
天轮梁及滑轮自重:
1.0KN,吊重及吊盘自重:
15.0+6.86=21.86(KN)
P=1/2×(1.2×1.0+1.4×21.86)=15.91(KN)
1、抗弯强度验算:
=Mmax/W≤fC
Mmax=P·L/4=15.91×103×100×1/4=397750(N.cm)
=Mmax/W=397750/4×5.08=19574.31N/cm2=195.75(N/mm2)
195.75N/mm2<205N/mm2
所以井子架搁置天梁的架子管是安全的。
2、连接扣件抗滑验算
支座力=P/2=15.91×1/2=7.96(KN)
因为7.96KN<8.5KN(8.5KN为直角扣件、旋转扣件承载力设计值),所以连接扣件抗滑是安全的,并且实际施工采用双扣安全系数大于2。
6.5、附墙拉结验算
装修阶段附墙拉结每三步设一道,结构阶段由于首层结构完毕后,将井字架一次性搭到顶,只能做两道拉杆(采用双管拉结,双扣件连接)连接杆件长4m。
荷载NH=1.4WK·AW+3,其中WK=74N/m2,AW=1.5×(24-1.4×1.5)=32.85m2
NH=1.4×74×32.85+3000=6403(N)
杆件长细比λ=4000/15.8=253.16,=7320/λ2=7320/253.162=0.114。
NH/A=6403/(0.114×4.89)=11486.03N/cm2=114.86N/mm2<205N/mm2
因为NH=8.40<8.5KN(8.5KN为直角扣件、旋转扣件承载力设计值),所以连接杆是安全的。
为保险起见,拉接管和连接扣件均为双管,双扣件。
6.6、缆风绳验算
缆风绳采用6×19,ф9.3mm—1400钢丝绳。
S=Sb/K,其中钢丝绳破断拉力Sb=α·Pg=0.85×45.1=38.335KN,钢丝绳安全系数取K=3.5。
S=38.335/3.5=10.95(KN)(容许拉力)
缆风绳最大拉力:
29.096/4=7.27<10.95(KN)
所以缆风绳是安全的。
6.7、地锚验算
卷扬机、缆风绳地锚均采用100×100木枋,双十字设置,埋深为1.5m,根据有关规定,钢管、钢丝绳与素砼浇筑在一起,素砼体积为1.0×1.0×1.5,较同体积的粘土安全有保证,故地锚不做详细验算。
东侧拉环采用ф12锚入框架梁内35d,也偏于安全,故不再验算。