华府住宅小区悬挑防护棚施工组织设计方案.docx
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华府住宅小区悬挑防护棚施工组织设计方案
锦江华府住宅小区工程
防
护
棚
专
项
施
工
方
案
四川省第四建筑工程公司
2013年11月
目录
一、编制说明及依据1
二、工程概况2
1、主要工程内容2
2、项目总体情况2
3、各栋号的基本情况2
三、防护棚的搭设形式2
四、工字钢悬挑6米时防护棚受力计算3
（一）、计算参数3
（二）、九夹板面板计算4
（三）、支撑木方的计算5
（四）、次梁钢管的计算6
（五）、主梁的计算8
（六）、钢丝拉绳计算11
（七）、钢丝拉绳吊环强度计算12
（八）、锚固段与楼板连接计算12
五、悬挑4M大棚工字钢验算13
六、防护棚的搭设13
1、施工准备13
2、防护棚搭设要求13
七、防护棚的拆除14
八、防护棚的验收与保护15
九、安全措施及要求16
一、编制说明及依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》
3、《建筑施工安全检查标准》
4、《钢结构设计规范》
5、施工图纸、本工程施工组织设计
6、《建筑施工脚手架实用手册》
7、《建筑施工手册》
8、《混凝土结构设计规范》
9、《钢结构设计规范》
11、《建筑结构荷载规范》
二、工程概况
1、主要工程内容
本工程为重庆新锦江首府地产有限公司开发的锦江华府住宅小区（一期）建筑安装工程。
该工程位于重庆南岸区腾龙大道与内环高速的交汇处，正在规划中的大佛寺大桥南立交旁。
本工程建筑面积为127199.73m2，其中地上建筑面积97309.73m2，地下建筑面积29890m2，包括地下两层、地上25－26层剪力墙结构，以及商业楼、地下车库工程。
2、项目总体情况
工程名称
锦江华府
工程地址
重庆南岸区腾龙大道
建设单位
重庆新锦江首府地产有限公司
建筑面积
127199.73平方米
勘察单位
重庆川东南地质工程勘察设计院
总投资额
15700万元
质量监督部门
重庆市南岸区质监站
设计单位
广州南方建筑设计研究院
监理单位
重庆亚太工程建设监理有限公司
总包单位
四川省第四建筑工程公司
合同工期
600天
质量要求
合格
承包范围
基础、主体、初装修、安装工程等
工程主要功能与用途
住宅为主的商业小区
3、各栋号的基本情况
楼栋号
建筑种类
结构体系
结构主楼层数
主体高度
高度级别
1#楼
公寓/商业
框架-剪力墙
25
82.4m
A
2#楼
住宅
剪力墙
26
84.4m
A
3#楼
住宅
剪力墙
26
82.8m
A
10#楼
公寓/商业
框架-剪力墙
25
82.4m
A
11#楼
住宅
剪力墙
26
84.3m
A
地下车库
车库
框架
-2\-1
8m
A
三、防护棚的搭设形式
根据本工程的脚手架施工方案可知五栋主楼的外部脚手架采用型钢悬挑式脚手架，每六层一次悬挑，下部主体施工完成的脚手架随主体施工进度进行拆除。
为防止上部施工过程中的坠物危害，本工程拟在每栋主楼约15层左右设置悬挑式防护大棚。
根据重庆市限止淘汰落后技术的要求，禁止使用钢管作为悬挑主梁。
本工程防护大棚主梁拟采用16号工字钢。
（根据施工经验可采用12号工字钢，但考虑16号工字钢以后可用于悬挑外架的主梁，为有效提高工字钢的周转使用率，此处采用16号工字钢）。
根据本工程现场实际情况，1#、10#楼西面为甲方售楼部的广场，故在1#、10#楼西面防护棚主梁采用9米长的工字钢，悬挑6米，锚入楼层内3米；1#、10#楼其它立面及2#、3#、11#楼防护棚主梁采用6米长的工字钢，悬挑4米，锚入楼层内2米。
工字钢主梁间距为2.5米。
工字钢主梁布置图见附件。
主梁上采用Φ48×3.6钢管（验算时钢管壁厚取2.8mm）作为次楞，纵向布置在主梁，间距0.8米；为确保次楞钢管稳定，应在次楞上沿次楞垂直方向锁横向钢管，间距1米，以使次楞钢管形成一片整体骨架。
次梁上先满铺一层密目安全网，然后在搭放40*80的木方，间矩200mm，木方上再铺设一层模板，模板选用工地上的旧模板，为18m厚的九夹板。
最外侧设置1200mm高防护栏杆，防护栏杆内侧用竹胶板全封闭，外露面刷红白油漆。
工字钢外挑端部设置斜拉钢丝绳1道与上层主体结构拉结固定，钢丝绳规格为（6×19）16mm，水平距离同工字钢间距，对工字钢进行逐一卸荷,1#、10#楼西面防护棚采用两根钢丝绳进行卸荷，防护棚示意简图如下：
四、工字钢悬挑6米时防护棚受力计算
（一）、计算参数
防护大棚水平钢梁的悬挑长度6.00m，插入结构锚固长度3.00m，悬挑水平钢梁间距2.00m。
水平钢梁插入结构端点部分按照铰接点计算。
次梁采用φ48×2.8双钢管，主梁采用16号工字钢。
次梁间距0.60m，连续布置在主梁工字钢上。
容许承载力均布荷载1.00kN/m2，最大落物冲击荷载1.00kN。
脚手板采用废旧九层胶合板，脚手板自重荷载取0.30kN/m2，九夹板下设40*80的木方进行支撑，木方间距为200mm,立放于钢管次梁上。
栏杆采用竹笆片，栏杆自重荷载取0.15kN/m。
选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，
外侧钢丝绳距离主体结构5.90m，两道钢丝绳距离2.90m，钢丝绳上吊点隔层设置在楼层上，距离工字钢锚固层6.00m。
（二）、九夹板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度，因为防护大棚使用，故此处不再验算挠度。
九夹板的最不利荷载组合为均布荷载与落物作用于九夹板中部时的冲击荷载共同作用。
1、荷载计算
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值
q1=0.9×0.300×0.600=0.162kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值
q2=0.9×1.000×0.600=0.540kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=60.00×1.80×1.80/6=32.40cm3；
I=60.00×1.80×1.80×1.80/12=29.16cm4；
均布荷载作用下，模板面板的按照三跨连续梁计算，最大弯矩为：
M=0.100ql2
其中q——均布荷载荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.100×（1.20×0.162+1.40×0.540）×0.200×0.200=0.004kN.m
落物冲击荷载作用，模板面板考虑不利受力情况按简支梁计算，最大弯矩为：
M=0.25pl
其中p——落物荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.25×（1.40×1）×0.200=0.07kN.m
2、抗弯强度计算
f=M/W<[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取13.00N/mm2；
经计算得到M=0.004+0.07=0.074kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.074×1000×1000/32400=2.284N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
（三）、支撑木方的计算
1.荷载的计算
模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.300×0.200=0.060kN/m
经计算得到，活荷载标准值q2=1.000×0.200=0.200kN/m
考虑0.9的结构重要系数，静荷载q1=0.9×1.20×0.060=0.065kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载q2=0.9×1.40×0.200=0.252kN/m
2.木方的计算
九夹板的最不利荷载组合为均布荷载与落物冲击荷载的共同作用。
按照简支梁计算，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=0.065kN/m+0.252kN/m=0.317kN/m
最大弯矩M=0.125ql2=0.125×0.32×0.60×0.60=0.014kN.m
落物冲击荷载作用，模板面板考虑不利受力情况按简支梁计算，最大弯矩为：
M=0.25pl
其中p——落物荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.25×（1.40×1）×0.600=0.21kN.m
木方的截面力学参数，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.00×8.00×8.00/6=42.67cm3；
I=4.00×8.00×8.00×8.00/12=170.67cm4；
3、木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=（0.014+0.21）×106/42666.7=5.25N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
4、木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.5ql+p/2
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×（0.095+0.5）×1000/（2×40×80）=0.279N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（四）、次梁钢管的计算
次梁钢管最不利荷载组合为木方传下的荷载与落物作用在次梁钢管中部时的冲击荷载共同作用。
1、木方传下的荷载时次梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算
集中荷载取木方的支座力P=（0.065kN/m+0.252kN/m）×0.6＝0.190kN
均布荷载取托梁的自重q=0.075kN/m。
托梁计算简图
托梁弯矩图（kN.m）
托梁剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
托梁变形计算受力图
托梁变形图（mm）
经过计算得到最大弯矩M=0.641kN.m
经过计算得到最大支座F=2.820kN
经过计算得到最大变形V=1.516mm
2、落物冲击荷载作用，次梁钢管考虑不利受力情况按简支梁计算，最大弯矩为：
M=0.25pl
其中p——落物荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.25×（1.40×1）×2.5=0.875kN.m
顶托梁的截面力学参数为
截面抵抗矩W=8.50cm3；
截面惯性矩I=20.39cm4；
3、次梁钢管抗弯强度计算
抗弯计算强度f=（0.641+0.875）×106/1.05/8496.0=169.94N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
（五）、主梁的计算
工字钢主梁的内侧钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择16号工字钢，其截面特性为
面积A=26.10cm2,惯性距Ix=1130.00cm4,转动惯量Wx=141.00cm3,回转半径ix=6.58cm
截面尺寸b=88.0mm,h=160.0mm,t=9.9mm
主梁工字钢最不利荷载组合为次梁传下的荷载与落物作用在工字钢中部时的冲击荷载共同作用。
1.荷载计算
（1）栏杆自重标准值：
标准值为0.15kN/m
Q1=0.15kN/m
（2）型钢自重荷载Q2=0.20kN/m
经计算得到，静荷载计算值:
q=1.2×（Q1+Q2）=1.2×（0.15+0.20）=0.42kN/m
经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为
P1=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.40×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=1.96kN
P2=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P3=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P4=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P5=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）+1.40/2=4.42kN
P6=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P7=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P8=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.80×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=3.72kN
P9=（（1.2×0.30+1.4×1.00）×0.20×5.00/2+1.2×0.07×5.00/2）=1.08kN
2.内力计算
卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。
悬挑工字钢示意图
悬挑卸料平台主梁计算简图
经过连续梁的计算得到
主梁支撑梁剪力图（kN）
主梁支撑梁弯矩图（kN.m）
主梁支撑梁变形图（mm）
外侧钢丝绳拉结位置支撑力为13.36kN
最大弯矩Mmax=15.90kN.m
落物冲击荷载作用，次梁钢管考虑不利受力情况按简支梁计算，最大弯矩为：
M=0.25pl
其中p——落物荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0.25×（1.40×1）×6=2.1kN.m
由于落物冲击荷载作用，外侧钢丝绳拉结位置向上支撑力为0.5kN
3.抗弯强度计算
其中γx——截面塑性发展系数，取1.05；
[f]——钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
N——由于钢丝绳斜拉作用，在工字钢内产生的轴向压力。
由受力简图可得：
N＝（13.36+0.5）/tg45.475°=13.632KN
经过计算得到强度
σ=（15.90+2.1）×106/1.05/141000.0+13.632×1000/2610.0=126.803N/mm2
主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求!
4.整体稳定性计算
其中φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查《钢结构设计规范》附录B得到：
φb=0.68
由于φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用φb'查表得到其值为0.658
经过计算得到强度σ=（15.90+2.1）×106/（0.658×141000.00）=194.01N/mm2；
主梁的稳定性计算σ<[f],满足要求!
（六）、钢丝拉绳计算
１、钢丝内力计算
工字钢最外端支座的钢丝绳受力简图如下：
由受力简图可简钢丝绳拉力为：
N＝（13.36+0.5）/cos45.475°=19.766KN
2、钢丝拉绳的强度计算:
钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力（kN）；
Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；
计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；
α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；
K——钢丝绳使用安全系数。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于4.000×19.766/0.850=93.014kN。
经计算得钢丝绳直径大于13.4mm。
施工过程选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径16.0mm。
（七）、钢丝拉绳吊环强度计算
钢丝拉绳的轴力拉力作为吊环的拉力N，为
N=19.766kN
楼层吊环强度计算公式为
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》2010中9.7.6规定[f]=65N/mm2；
所需要的吊环最小直径D=[19766×4/（3.1416×65×2）]1/2=13.92mm
实际施工中预埋吊环采用HPB300E直径16的钢筋,锚入结构内长度不小于30d。
如下图：
（八）、锚固段与楼板连接计算
水平钢梁与楼板压点采用U型钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=4.461kN
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，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》9.7.6规定[f]=65N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[4461×4/（3.1416×65×2）]1/2=6.61mm
实际施工中预埋吊环采用HRB300E直径16的钢筋，能够满足要求。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，U型钢筋拉环按如下方式进行预埋：
根据施工现场2#、3#楼U型钢筋拉环漏埋的现况，可采用在楼板上钻眼后，将定型的U型钢筋拉环从下向上穿过，再采用角铁进行联结锚固。
五、悬挑4M大棚工字钢验算
对防护大棚的工字钢悬挑4米，锚固2米的情况，经受力分析工字钢及钢丝绳等构件的受力均小于上述计算中的值，在此不再另行验算。
六、防护棚的搭设
1、施工准备
技术人员应熟悉图纸，熟悉各个部位及高度的结构变化，项目部应组织必要的物料进场，其中包括φ48×3.5mm钢管、对接卡口、直角扣件、旋转扣件和安全网等，以备外脚手架搭设使用；有关作业班组应织足够的作业人员，准备外脚手架的搭设；同时在施工前，应当组织有关技术人员和安质人员对作业班组进行作业前技术、安全交底。
架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》的条件，经过培训、考核、取得安全操作证并经体检合格后方可从事脚手架安装、拆除作业。
2、防护棚搭设要求
（1）.搭设的基本要求是：
横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。
（2）.防护棚的搭设严格遵守以下施工流程：
下层主梁→下层根部次梁钢管网架→钢丝绳→密目网→架板铺设→模板铺设→外沿栏杆→挡脚板铺设
（3）.防护棚的搭设除了按顺序搭设处，还得注意下列事项：
按照规定的构造方案和尺寸进行搭设；
及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全；
拧紧扣件（拧紧和程度要适当）；
有变形的杆件和不合格的扣件（有长度、扣接不紧不紧等）不能使用；
搭设工人必须佩挂安全；
随时校正杆件的垂直和偏差避免偏差过大；
没有完成的防护棚，在每日收工时，一定要确保钢管网架稳定，以免发生意外；
防护棚的下侧均要满挂安全网，网边沿与横杆或建筑物要牢固的扎结，固定点的间距应不大于50cm，边沿投挡板，相临两网之间的拼接要严密。
（4）.搭设的一般规定
架子工应熟悉图纸，熟悉现场具体情况，了解技术交底意图和施工操作方法，并将符合要求的钢管、扣件等材料运至现场，分类存放，搭设前清除障碍物。
架子工作业时，必须佩带好安全帽、系好安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋作业，工具及零件应放在工具包内，服从指挥，集中思想、相互配合，拆除下来的材料不乱抛、乱扔。
脚手架作业下方不准站人，架子工不准在钢管网架上非工作停留。
凡遇六级以上大风或下雨天气时，不得进行作业。
雨后作业应待管架上雨吹干后进行，防止滑落。
在靠近电源处拆除脚手架时，必须将电源先切断或严密防护，必要时变更位置后方可进行作业，不允许将电源线拉在脚手架止，以防止漏电伤人。
不在防护棚上附装机械设备、拉缆风绳等。
搭设防护棚必须严格按照规范要求选用材料，对于压扁、弯曲、锈蚀和有裂缝的钢管及不合格的构件，严禁使用，扣件螺栓应满足正常状况下的扭力矩要求。
七、防护棚的拆除
1.在防护棚拆除前应作好以下工作:
（1）对防护棚进行安全检查，确认不存在严重隐患。
如存在影响拆除防护棚安全的隐患，应先对防护棚进行修整和回固，以保证防护棚的拆除过程中不发生危险；
（2）在拆防护棚时，应先清除铺设层上的垃圾杂物，清除时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由垂直运输设备向下运送，能用扫帚集中的集中装入容器内运下。
（3）防护棚在拆除前，应先明确拆除范围、数量、时间和拆除顺序、方法、物件
垂直运输设备的数量，拆除的安全措施和警戒区域。
2.严格遵循拆除顺序，由后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除顺序是：
铺设层→次梁钢管→主梁工字钢。
3.拆除防护棚时，下部的出入口必须停止使用，对此除监护人员要特别注意外，还应在出入口处置明显的停用标志和围栏，此装置必须内外双面都加以设置；
4.在拆除的防护棚周围，于坠落范围明显“禁止入内”字样的标志，并有专人监护，以保证拆脚手架时无其他人员入内；
5.防护棚人工拆除，拆除的材料应及时吊运，严禁集中堆放材料过多，应做到有一小吊就吊一次，拆除作业不应过多人员参加，最多两组人，从不同方向进行，但两组人的必须按同一步骤进行。
6.防护棚拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业；
7.拆除时操作人员要系好安全带，穿软底防滑鞋、扎裹腿。
8.防护棚拆除过程中，不中途换人，如必须换人，则应该在安全技术交底中交代清楚。
八、防护棚的验收与保护
1.防护棚在投入使用之前必须进行验收，合格后方准使用。
主要检查主梁工字钢与钢丝绳的连接，各钢管连接卡扣的紧固，探头板固定措施，铺设层的完整性，防护棚的防雷接地。
2.在检查验收过程中，要特别注意扣件的紧固程度，扣件并不是拧得紧越好。
对于拧紧力矩大于60N·m的扣件，要认真检查有无裂缝、变形，如果发现有上述弊病应立即调换，调上的扣件的螺栓应紧固在40~60N·m。
3.防护棚在验收合格通过投入使用后，必须对其进行日常的保养和定期的全面检查和整修，才能保证其安全使用。
防护棚日常的保养和维修必须每天进行一次，定期的维护保养一般每月进行一次。
所以要求作业队防护棚进行日常的和定期的保养和维修，尤其是每次强风、暴雨过后都要认真检查整修后方可使用。
防护棚保养整修的主要内容有：
（1）检查主梁连接是否有所松动，面层有无过多堆放杂物；
（2）检查明确防护棚的整体和局部的垂直、水平偏差。
如发现垂直度有异常现象，应及时加固和消除隐患。
（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逆时针方向松几牙螺纹，再涂油紧固螺栓至规定的力矩范围内。
（4）检查脚手板有否松动、悬挑，还要检查四角是否用铁丝扎牢，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和完好，有无松动、移动。
（6）要对外包安全网、外挑安全网、安全隔离设施、外侧挡松、栏杆和接地防雷等安全设施进行检查，保证这些安全设施完整、牢固，能正常发挥安全作用。
如果有损坏者要及时调换，如有松动者应及时紧固，如发现松动和开口要及时连通。
（7）检查防护棚的荷载情况，使其不超过设计荷载，如有超载应及时卸荷至设计荷载。
4.防护棚的日常保养和定期检查，都要有记录。
5.防护棚使用中必须经常检查，清除回面层上的杂物，严禁在防护棚上堆积施工材料，或上人，
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