高支撑满堂脚手架施工组织方案.docx
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高支撑满堂脚手架施工组织方案
一、工程概况
本工程位于郑州市翰林路洛阳路交叉口,翰林华庭A区3#、6#、7#楼、D+E商业楼及车库工程,共3栋主楼,其中3#、6#、7#楼地下三层,地上33层,D+E商业楼地上五层,建筑总面积约为64436.84m2,6#、7#楼地下两层为人防,地下车库局部人防。
本工程主体由3座高层住宅2座商业及人防非人防地下车库部分组成。
其中3#、6#、7#楼地上部分为33层,建筑高度99.5m;商业楼地上部分为5层,地下车库部分为地下两层,地下室层高:
主楼3#楼地下室层高为6.2m,主楼6#楼地下室层高6.1m,主楼7#楼地下室层高4.9m,车库层高4.87m、4.73m。
二、编制依据
(一)、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011;
(二)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011;
(三)、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91;
(四)、施工组织设计及施工图纸。
三、危险源识别与监控
(一)、脚手架工程事故的类型分析
1、整架倾倒或局部垮架。
2、整架失稳、垂直坍塌。
3、人员从脚手架上高处坠落。
4、落物伤人(物体打击)。
5、不当操作事故(闪失、碰撞等)。
(二)、引发事故的主要原因分析
1、整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架
(1)构架缺陷:
构架缺少必须的结构杆件,未按规定数量和要求搭设剪刀撑等。
(2)在使用过程中任意拆除必不可少的杆件和剪刀撑等。
(3)构架尺寸过大,承载能力不足或设计安全不够与严重超载。
(4)脚手架基础(如所支撑的楼板强度未达到要求)承载力不足。
2、人员从脚手架上高处坠落
(1)作业层未按规定设置围挡防护。
(2)作业层未铺满脚手板或架面之间的间隙过大。
(3)脚手板和杆件因搁置不稳、扎结不牢或发生断裂和坠落。
(4)不当操作产生的碰撞和闪失。
3、落物伤人(物体打击)
(1)在搭设和拆除时,高空抛掷构配件,砸伤工人或过路行人。
(2)架体上物体堆放不牢或意外碰落,砸伤工人或过路行人。
(3)整架倾倒、垂直坍塌或局部垮架,砸伤工人或过路行人。
4、不当操作大致有以下情形:
(1)用力过猛,致使身体失稳。
(2)在架面上拉车退着行走。
(3)拥挤碰撞。
(4)集中多人搬运或安装较重构件。
(5)架面上的水或其他易滑物品未清除,造成滑落。
5、其他伤害
(1)在不安全的天气条件(六级以上大风、雷雨)下继续施工。
(2)在长期搁置以后未作检查的情况下重新投入使用等。
(三)、危险源的监控
1、对脚手架的构配件材料的材质,使用的机械、工具、用具进行监控。
2、对脚手架的构架和防护设施承载可靠和使用安全进行监控。
3、对脚手架的搭设、使用和拆除进行监控,坚决制止乱搭、乱改和乱用情况。
4、加强安全管理,对施工环境和施工条件进行监控。
四、安全技术设计
(一)、脚手架材料要求
1、脚手架杆件采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管,其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GBT700中Q235A钢的规定,用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米,小横杆、拉结杆2.1-2.3米,使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷,并涂有防锈漆作防腐处理,不合格的钢管决不允许使用。
2、扣件使用生产厂家合格的产品,并持有产品合格证,扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-1995规定的要求,对使用的扣件要全数进行检查,不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。
扣件与钢管的贴合面要严格整形,保证与钢管扣紧的接触良好,扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不小于5mm,扣件的活动部位转动灵活,旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm,扣件螺栓的拧紧力距达60N.M时扣件不得破坏。
3、木脚手板的选用必须严格,脚手板材质坚硬,不腐烂,横向裂纹不得大于四分之一板宽,脚手板宽一般为200~300mm,厚度不小于50mm。
脚手板端部(80mm~100mm处)用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。
竹笆板的选用必须严格,竹笆宜采用毛竹或南竹制作,进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。
(二)、满堂脚手架施工措施
结合本工程结构形式、实际施工特点,室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。
本工程各层梁板混凝土结构工程施工采用满堂式脚手架。
本方案是为指导搭设高度大于4.5m的满堂脚手架施工而编制。
1、基本要求
(1)搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求,立杆下应垫枕木并加设扫地杆。
(2)剪刀撑:
四边连续设剪刀撑,且应由下向上连续设置。
2、脚手架的搭设
(1)钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下:
基础准备→安放垫板→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时安纵横向扫地杆→搭设纵横水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡脚板和栏杆。
(2)脚手架配合施工进度搭设,一次搭设高度高出操作层不宜大于一步架。
(3)垫板、底座均应准确地放在定位线上,垫板面积不宜小于0.1m2,宽度不宜小于220mm,木垫板长度不宜小于2跨,厚度不宜小于40mm。
(4)立管的排距和间距按计算确定。
(5)底部立管采用不同长度的钢管,立管的联接必须交错布置,相邻立管的联接不应在同一高度,其错开的垂直距离不得小于50mm,并不得在同一步内。
(6)大横杆应水平设置,钢管长度不应小于3跨,接头宜采用对接扣件联接,内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内,上下两个相邻接头应错开一跨,其错开的水平距离不应小于500mm。
当水平管采用搭接时,其搭接长度不应小于1m,不少于2个旋转扣件固定,其固定的间距不应少于400mm,相邻扣件中心至杆端的距离不应小于150mm。
(7)每根立管的底座向上200mm处,必须设置纵横向扫地杆,用直角扣件与立管固定。
(8)必须严格按照要求在外圈四周连续设置剪刀撑。
剪刀撑与纵向水平杆呈45~60°角。
(三)、高支撑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
本工程层高超过4.5m的层高有:
4.73m、4.87m、4.9m、6.1m、6.2m,本方案中按照6.2m进行计算。
1、构造要求
(1)立杆:
纵横向立杆间距1.2×1.2m,允许搭设偏差±5cm,立杆垂直度允许搭设偏差±10cm。
下部设扫地杆,扫地杆从垫板往上20cm处设置,扫地杆采用对接接长。
扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10cm。
(2)横杆:
立杆之间满设双向水平杆,纵横向水平拉杆步距1.5m,确保其在两个方向都具有足够的设计刚度,横杆用对接方法接长,一根横杆两端的高差,不能超过2cm,纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。
为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响,在搭设模板支架时,将横杆对称相间布置。
示意如下页图所示。
(3)剪刀撑:
沿支架四周外满设剪力撑,且应连续设置。
(4)接头节点要求:
纵向水平杆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500cm,并应避免设在纵向水平杆的跨中。
(5)梁板模板支架的搭设要求
a.严格按照设计尺寸要求搭设,立杆和水平杆的接头应错开在不同的框格中设置;
b.确保立杆的垂直度和横杆的水平偏差符合《扣件架规范》的规定;
c.斜杆尽量同立杆连接,节点构造符合规范规定;
d.确保每个扣件的拧紧力矩控制在45—60N.M;
e.楼板上脚手架支座的设置和承载力均应达到设计要求。
(6)施工作业要求
a.上架作业人员必须持证上岗,戴安全帽,系安全带。
b.混凝土浇注过程中,要确保模板支架均衡受荷,宜从中部开始向两边扩展浇注方式进行。
c.严格控制施工荷载,在混凝土浇注过程中,派专人检查支架及其支撑情况,发现下沉、松动和变形时,及时解决。
2、扣件钢管楼板模板支架计算书
(1)参数信息:
脚手架参数
横向间距或排距(m):
1.20;纵距(m):
1.20;步距(m):
1.50;
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):
0.10;脚手架搭设高度(m):
6.14;
采用的钢管(mm):
Φ48×3.5;
扣件连接方式:
双扣件,考虑扣件的保养情况,扣件抗滑承载力系数:
0.80;
板底支撑连接方式:
方木支撑;
荷载参数
模板与木板自重(kN/m2):
0.350;混凝土与钢筋自重(kN/m3):
25.000;
楼板浇筑厚度(m):
0.250;
施工均布荷载标准值(kN/m2):
1.000;
木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
200.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
图2楼板支撑架荷载计算单元
(2)模板支撑方木的计算:
方木按照简支梁计算,其惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3;
I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4;
方木楞计算简图
荷载的计算:
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q1=25.000×0.200×0.250=1.250kN/m;
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.200=0.070kN/m;
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
p1=(1.000+2.000)×1.200×0.200=0.720kN;
方木抗弯强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=1.2×(1.250+0.070)=1.584kN/m;
集中荷载p=1.4×0.720=1.008kN;
最大弯距M=Pl/4+ql2/8=1.008×1.200/4+1.584×1.2002/8=0.590kN.m;
最大支座力N=P/2+ql/2=1.008/2+1.584×1.200/2=1.450kN;
方木的最大应力值σ=M/w=0.590×106/83.333×103=7.080N/mm2;
方木抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;
方木的最大应力计算值为7.080N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!
方木抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=ql/2+P/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
V=1.200×1.044/2+1.008/2=1.130kN;
方木受剪应力计算值T=3×1130.400/(2×50.000×100.000)=0.339N/mm2;
方木抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
方木受剪应力计算值为0.339N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.300N/mm2,满足要求!
方木挠度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
均布荷载q=q1+q2=0.800+0.070=0.870kN/m;
集中荷载p=0.720kN;
方木最大挠度计算值V=5×0.870×1200.0004/(384×9500.000×4166666.67)+720.000×1200.0003/(48×9500.000×4166666.67)=1.248mm;
方木最大允许挠度值[V]=1200.000/250=4.800mm;
方木的最大挠度计算值1.248mm小于方木的最大允许挠度值4.800mm,满足要求!
(3)木方支撑钢管计算(内容为固定不变):
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=1.926×1.000+1.260=3.186kN;
最大弯矩Mmax=0.765kN.m;
最大变形Vmax=1.769mm;
最大支座力Qmax=10.408kN;
钢管最大应力σ=0.765×106/5080.000=150.557N/mm2;
钢管抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2;
支撑钢管的计算最大应力计算值150.557N/mm2小于钢管的抗压强度设计值205.000N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10mm,满足要求!
(4)扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=0.000kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(5)模板支架立杆荷载标准值(轴力)(内容为固定不变):
作用于模板支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:
脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×6.000=0.775kN;
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A。
模板的自重(kN):
NG2=0.350×0.900×1.000=0.315kN;
钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.200×0.900×1.000=4.500kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=5.590kN;
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.900×1.000=2.700kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N=1.2NG+1.4NQ=10.488kN;
(6)立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值(kN):
N=0.000kN;
φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到;
i----计算立杆的截面回转半径(cm):
i=1.58cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.89cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=5.08cm3;
σ--------钢管立杆最大应力计算值(N/mm2);
[f]----钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
L0----计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,按下式计算
l0=h+2a
k1----计算长度附加系数,取值为1.155;
u----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.730;
a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.100m;
上式的计算结果:
立杆计算长度L0=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m;
L0/i=1700.000/15.800=108.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.530;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=0.000/(0.530×489.000)=0.000N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=0.000N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由下式计算
l0=k1k2(h+2a)
k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185;
k2--计算长度附加系数,h+2a=1.700按照表2取值1.007;
上式的计算结果:
立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.185×1.007×(1.500+0.100×2)=2.029m;
Lo/i=2028.602/15.800=128.000;
由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406;
钢管立杆的最大应力计算值;σ=0.000/(0.406×489.000)=0.000N/mm2;
钢管立杆的最大应力计算值σ=0.000N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
以上表参照杜荣军:
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。
3、梁模板扣件钢管高支撑架计算书
梁底增加2道承重立杆。
图1梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为Φ48×3.50。
(1)参数信息:
梁段信息:
LL4、LL5:
脚手架参数
立柱梁跨度方向间距l(m):
0.60;立杆上端伸出至模板支撑点长度a(m):
0.10;
脚手架步距(m):
1.50;脚手架搭设高度(m):
6.14;
梁两侧立柱间距(m):
1.20;承重架支设:
多根承重立杆,木方垂直梁截面;
梁底增加承重立杆根数:
2;
荷载参数
模板与木块自重(kN/m2):
0.350;梁截面宽度B(m):
0.350;
混凝土和钢筋自重(kN/m3):
25.000;梁截面高度D(m):
2.100;
倾倒混凝土荷载标准值(kN/m2):
2.000;施工均布荷载标准值(kN/m2):
2.000;
木方参数
木方弹性模量E(N/mm2):
9500.000;木方抗弯强度设计值(N/mm2):
13.000;
木方抗剪强度设计值(N/mm2):
1.300;木方的间隔距离(mm):
200.000;
木方的截面宽度(mm):
50.00;木方的截面高度(mm):
100.00;
其他
采用的钢管类型(mm):
Φ48×3.5。
扣件连接方式:
双扣件,考虑扣件保养情况扣件抗滑承载力系数:
0.80;
(2)梁底支撑的计算
作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
荷载的计算:
钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×2.100×0.600=31.500kN/m;
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.600×(2×2.100+0.350)/0.350=2.730kN/m;
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(2.000+2.000)×0.350×0.600=0.840kN;
木方楞的支撑力验算
均布荷载q=1.2×31.500+1.2×2.730=41.076kN/m;
集中荷载P=1.4×0.840=1.176kN;
木方计算简图
经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为:
N1=1.823kN;
N2=5.820kN;
N3=6.070kN;
N4=1.823kN;
木方按照简支梁计算。
本算例中,木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3;
I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4;
木方强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和,计算公式如下:
均布荷载q=6.070/0.600=10.117kN/m;
最大弯距M=0.1ql2=0.1×10.117×0.600×0.600=0.364kN.m;
最大应力σ=M/W=0.364×106/83333.3=4.371N/mm2;
抗弯强度设计值[f]=13.0N/mm2;
木方的最大应力计算值4.371N/mm2小于木方抗弯强度设计值13.0N/mm2,满足要求!
木方抗剪验算:
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力:
Q=0.6×10.117×0.600=3.642kN;
木方受剪应力计算值T=3×3642.172/(2×50.000×100.000)=1.093N/mm2;
木方抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2;
木方的受剪应力计算值1.093N/mm2小于木方抗剪强度设计值1.300N/mm2,满足要求!
木方挠度验算:
最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和,计算公式如下:
木方最大挠度计算值V=0.677×8.431×600.0004/(100×9500.000×416.667×103)=0.187mm;
木方的最大允许挠度[V]=0.600*1000/250=2.400mm;
木方的最大挠度计算值0.187mm小于木方的最大允许挠度2.400mm,满足要求!
支撑钢管的强度验算
支撑钢管按照连续梁的计算如下
计算简图(kN)
支撑钢管变形图(kN.m)
支撑钢管弯矩图(kN.m)
经过连续梁的计算得到:
支座反力RA=RB=0.173kN中间支座最大反力Rmax=10.390;
最大弯矩Mmax=0.264kN.m;
最大挠度计算值Vmax=0.087mm;
支撑钢管的最大应力σ=0.264×106/5080.0=51.975N/mm2;
支撑钢管的抗压设计强度[f]=205.0N/mm2;
支撑钢管的最大应力计算值51.975N/mm2小于支撑钢管的抗压设计强度205.0N/mm2,满足要求!
(3)梁底纵向钢管计算
纵向钢管只起构造作用,通过扣件连接到立杆。
(4)扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。
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12.80kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,根据前面计算结果得到R=10.39kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(5)立杆的稳定性计算:
立杆的稳定性计算公式
其中N--立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力:
N1==4.732kN;