脚外手架施工技术方案学位论文.docx
《脚外手架施工技术方案学位论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脚外手架施工技术方案学位论文.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
脚外手架施工技术方案学位论文
%%%%%办公楼工程
外脚手架施工技术方案
一、工程概况
%%%%%办公楼工程位于%%%，本工程设计为C1、C2、C3楼三个单体组成一个连体结构，总建筑面积52946㎡，地下室面积11888㎡。
。
其中C1楼地下室二层，主楼地上20层，总高度82.00m；C2楼地下室一层，主楼地上18层，总高74.80m；C3楼地下室一层，地上3层，总高度15.3m。
C1、C2两幢大楼由C3楼裙房连接，一层层高6.5m，二层层高4.2m，三层及裙房以上层高均为3.6m。
二、搭设形式
由于本工程平面形式比较复杂，且搭设高度较大，因此拟采用φ48×3.5扣件式双排落地脚手架与悬挑架相结合的形式搭设。
裙房、C1楼十层及C2楼八层以下部分采用双排落地式脚手架，搭设在地下室顶板和裙房屋面上；C1楼十层及C2楼八层以上采用悬挑架，写字楼层高3.6m按六层一挑设置。
落地架及悬挑架立杆纵距均采用1.5m，立杆横距为0.8m，步距为1.8m，内立杆距外墙皮距离b1=0.45m。
竹笆脚手板层层满铺，连墙件按二步三跨设置。
采用2000目密目式安全网，安全网沿全高封闭。
外架底部100-300设置纵横向扫地杆。
立杆平面及立面布置详见附图。
三、计算参数
1、管截面积A=489mm2，回转半径i=15.78mm，截面抵抗矩W=5080mm3
2、钢管自重g=37.67N/m
3、钢材抗压强度设计值[σ]=205N/mm2
4、竹笆板脚手板自重标准值为0.15KN/m2
5、扣件自重：
直角12.95N/个，对接18.04N/个
6、装修施工均布活荷载标准值为2KN/m2，作业层数2层
7、宁波地区风荷载标准值w0=0.5KN/m2
8、2000目密目式安全网自重标准值为2N/m2（qk32）
9、安全网挡风系数为0.5
四、双排落地脚手架计算
立杆横距lb=0.8m，纵距la=1.5m，步距h=1.8m，连墙件二步三跨。
裙房双排单立杆脚手架搭设高度16.5m，主楼双排单立杆脚手架从裙房屋面搭25m，主楼局部双排双立杆脚手架从地下室顶板搭39.3m，双立杆搭设高度18m。
现以39.3m高落地架为例进行计算。
1、荷载计算
（1）恒载标准值NGK
查脚手架规范：
双排单立杆结构单位自重gk=0.1248KN/m
（2）活载作用∑NQK
1）作业层施工荷载作用NQK1
装修时，作业层荷载2.0KN/m2，施工作业层数n1=2。
S内=la（0.5lb+b1）=1.5（0.5×0.8+0.45）=1.275m2
S外=0.5la.lb=0.5×1.5×0.8=0.6m2
NQK1内=2×2×1.275=5.1KN
NQK外=2×2×0.6=2.4KN
2）铺板层构造荷载作用NQK2
铺板层数取n2=22，铺板层构造包括竹笆脚手片和纵向水平杆及其连接扣件。
材料自重qk2取0.15KN/m2
则：
NQK2内=n2S内qk2=22×1.275×0.15=4.21KN
NQK2外=n2S外qk2=22×0.6×0.15=1.98KN
3）围挡防护材料作用NQK3
仅外立杆有此荷载作用，其中Hs=39.3m，
n3为每一步距中因固定围挡材料增加的横杆数，取n3=2
则：
NQK3=la（Hs.qk32+Hsn3qk33/h）
=1.5（39.3×0.002+39.3×2×0.051/1.8）
=3.458KN
内立杆所受活载ΣNQK内=NQK1内+NQk2内
=5.1+4.21=9.31KN
外立杆所受活载ΣNQK外=NQK1外+NQK2外+NQK3
=2.4+1.98+3.458=7.838KN
（3）风载作用Nwk计算
1）风载标准值
按脚手架规范JGJ130-2001式4.2.3计算
wk=0.7μsμzwo
工程地处闹市区，地面粗糙度取C类
查荷载规范（GB50099-2001）：
μz=0.74（5m高处）
μz=0.84（20m高处）
μz=1.13（39.5m高处）
查《脚手架规范》表4.2.4得μs=1.3φ
则μs=1.3×0.5=0.65
不同高度处立杆风荷载标准值wk计算列入表1中
wk的取值（KN/㎡）表1
杆件
计算高度（m）
5
20
39.5
立杆
0.168
0.191
0.257
2）计算风线荷载qwk
qwk为立杆所受到的均布风载
qwk=la.wk=1.6wk（KN/m）
3）计算风载弯矩Mwk
按受均布荷载qwk作用的三跨连续梁计算
Mwk=qwk.h2/10
=1.5wk×1.82/10=0.486wk（KN.m）=486wk（KN.mm）
2、计算可搭设高度
因外立杆风载值均大于内立杆，搭设高度由外立杆控制，查《脚手架规范》表5.3.3得立杆计算长度系数μ=1.5
立杆计算长度lo=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m=3119mm
计算长细比：
λ=lo/i=3119/15.78=197.66
查《脚手架规范》附表C，得：
φ=0.185
可搭设高度Hs按《脚手架规范》式5.3.6.2计算
Hs=φAf-[1.2NG2k+0.85×1.4×（ΣNQK+MwkφA/W）]/1.2gk
其中：
脚手架无其他构配件设置，NG2k=0
则Hs=[φAf-1.19×（ΣNQK+MwkφA/W）]/1.2gk
=[0.185×489×0.205-1.19×（7.838+486×0.168×0.185×489/5080）]/1.2gk
=41.61m＞39.5m
可搭设高度满足实际搭设要求。
3、立杆稳定性计算
外立杆受力较大，结构稳定由外立杆控制
轴向力：
N=1.2NGk+0.85×1.4×ΣNQk
=1.2×0.1248×39.3/2+1.19×7.838=12.27KN
σ=N/ψ.A+Mw/W
=12.27×103/0.185×489+1.4×486×0.168×103/5080
=158.97N/mm2<[σ]=205N/mm2满足要求
4、连墙件计算
以39.3m高处进行验算
（1）连墙件轴力设计值N1
wk=0.257KN/m2
N1w=1.4wk.Aw
=1.4×0.257×（2×1.8×3×1.5）
=5.829KN
N1=N1w+No=5.829+5=10.829KN>Rc=8KN
（2）连墙件稳定承载力验算
l=0.45m=450mm
λ=l/i=450/15.78=28.52
查《脚手架规范》附表C得：
φ=0.924
则σ=N1/φA=10.829×103/0.924×489=23.975N/mm2<205N/mm2
满足要求
（3）连墙件与墙体连接处螺栓抗拨力计算
采用4枚M8膨胀螺栓与墙体连接
螺栓承载力Nc=4.315×4=17.26KN>N1满足要求
（4）扣件抗滑移承载力计算
H=39.3m处，N1=10.829KN>Rc=8KN
H=20m处，wk=0.191KN/m2
N1w=1.4×0.191×（2×1.8×3×1.5）=4.33KN
N1=N1w+No=9.33KN
因此落地外架连墙件均采用两只直角扣件与脚手架立杆连接。
裙房一层局部高度及长度方向无法做到二步三跨设一连墙件时，考虑在外架内侧增加一根立杆，搭三排立杆外架，以增加架体局部整体稳定性。
5、板面承载力计算
由以上计算知，39.3m外架搭设于地下室顶板面，立杆轴力
N=1.2×39.3×0.1248/2+0.85×1.4×7.838=12.27kN
主楼自裙房屋面搭设最大高度为25m，立杆轴力
N=1.2×25×0.1248/2+0.85×1.4×[2.4+14×0.6×0.15+1.5×（25×0.002+25×2×0.051/1.8）=8.52kN
立杆布设在裙房屋面的外架，近似按等效荷载进行验算。
建筑轴距7.8m，两轴线之间最多共搭设六排落地架，12根立杆总轴力：
F=12×8.52=102.24kN
化为相应的等效荷载为102.24/7.8×8.2=1.68kN/m2
屋顶设计活荷载标准值为2.0kN/m2，屋面铺装层荷载取1.0kN/m2，则屋面荷载设计值为：
1.2×1.0+1.4×2.0=4kN/m2>1.68kN/m2满足要求
立杆布设在地下室顶板的外架，裙房部分搭设高度16.5m，主楼局部双排双立杆脚手架从地下室顶板搭39.3m，采用双立杆，且外脚手架立杆底部均垫设10#槽钢，地下室顶板结构能承受外架立杆传递荷载。
6、结论
由以上计算知双排单立杆外脚手架能满足承载力要求，但是考虑到该落地式外架搭设高度较大达39m，因此搭设高度大于24m的落地架拟采用双排双立杆措施，双立杆搭设高度取18m。
裙房部分立杆纵距为1.5m，其搭设高度最大仅为16.5m，采用双排单立杆落地架，经计算能满足承载力要求。
五、悬挑架计算
悬挑架立杆横距lb=0.8m，纵距la=1.5m，步距h=1.7～1.8m，采用16号工字钢底座，Φ16钢丝绳拉于上层。
C1楼自十层、C2楼自八层开始向上搭设，高3.6m按六层一挑设置，共搭设两挑，连墙件两步三跨。
各段挑架搭设高度列表如下：
编号
C1
C1
C2
C2
层数
10～15
16～20
8～13
14～18
高度（m）
21.6
19.9
21.6
19.9
现以C1楼最高一挑为例进行计算。
1、荷载计算
（1）恒载标准值NGK
查脚手架规范：
双排单立杆结构单位自重gk=0.1248KN/m
NGK=Hgk=19.9×0.1248=2.48KN
（2）活载作用∑NQK
1）作业层施工荷载作用NQK1
装修时，作业层荷载2.0KN/m2，施工作业层数n1=2。
S内=la（0.5lb+b1）=1.5（0.5×0.8+0.45）=1.275m2
S外=0.5la.lb=0.5×1.5×0.8=0.6m2
NQK1内=2×2×1.275=5.1KNNQK外=2×2×0.6=2.4KN
2）铺板层构造荷载作用NQK2
铺板层数取n2=12，铺板层构造包括竹笆脚手片和纵向水平杆及其连接扣件。
材料自重qk2取0.15KN/m2
则：
NQK2内=n2S内qk2=12×1.275×0.15=3.395KN
NQK2外=n2S外qk2=12×0.6×0.15=1.08KN
3）围挡防护材料作用NQK3
仅外立杆有此荷载作用，其中Hs=19.9m
n3为每一步距中因固定围挡材料增加的横杆数，取n3=2
则：
NQK3=la（Hs.qk32+Hsn3qk33/h）
=1.5（19.9×0.002+19.9×2×0.051/1.8）
=1.75KN
内立杆所受活载ΣNQK内=NQK1内+NQk2内
=5.1+2.295=7.395KN
外立杆所受活载ΣNQK外=NQK1外+NQK2外+NQK3
=2.4+1.08+1.75=5.237KN
（3）风载作用Nwk计算
立杆受风荷载作用产生Nwk=A/W·Mwk=489/5080Mwk=0.0963（mm-1）Mwk
将Nwk分步计算如下：
风载标准值按脚手架规范JGJ130-2001式4.2.3计算
wk=0.7μsμzwo
地面粗糙度取C类，查荷载规范（GB50099-2001）
μz=1.56（150m高处）
风荷载对立杆产生的弯矩计算如下：
ωk=0.7μsμzω0qwk=la·ωk=1.5ωk
Mwk=qw
升级会员 