土建外立面防护棚施工方案1.docx
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土建外立面防护棚施工方案1
防护棚施工方案
一、情况介绍
为了保证现场施工要求,对于****防护棚拆除,靠世纪英皇侧施工现场重新搭设4.5m宽、6m高防护棚,大门入口处的架体高度为8m,为了保证世纪英皇侧行人安全,在人行道上搭设6m宽、6m高人行通道,靠建新北路侧在三层采用9m长的槽钢搭设8m宽水平防护棚。
防护棚搭设位置详见下图:
二、编制依据
1、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001。
三、防护棚设计
考虑到施工现场进出材料车辆高度及宽度结合外立面装修要求,靠世纪英皇侧重新搭设6m高防护棚,大门入口处的架体高度为8m,人行通道上搭设6m宽、6m高人行通道;靠建新北路侧在三层采用9m长的槽钢搭设8m宽水平防护棚。
施工现场内防护棚搭设方式同人行通道防护棚,在此,只对人行通道防护棚进行验算:
(一)参数信息:
1、构造参数:
立杆横距lb(m):
6;
立杆纵距la(m):
1.5;
防护棚高度H(m):
6;
上下防护层间距h1(m):
0.6;
立杆步距h(m):
1.5;
斜撑与立杆连接点与地面的距离h2(m):
1.6;
斜撑与立杆连接点到下防护层的距离h3(m):
1.5;
水平钢管搭设方式:
钢管沿横向搭设;
水平钢管间距a(m):
0.5;
钢管类型(mm):
Φ48×3;
扣件连接方式:
双扣件,取扣件抗滑移承载力系数:
0.8;
2.荷载参数:
高空坠落物最大荷载标准值N(kN):
0.5;
脚手板自重(kN/m2):
0.35;
栏杆及挡脚板自重(kN/m):
0.15;
3.地基参数:
地基土类型:
素填土;
地基承载力标准值(kPa):
120;
立杆基础底面面积(m2):
0.25;
地基承载力调整系数:
1。
(二)横向水平支撑钢管计算:
横向钢管按照简支梁计算,承受脚手板自重、坠落物冲击集中荷载。
由于防护棚有双层防护,故只按照承载能力极限状态设计,不考虑正常使用极限状态。
截面几何参数如下:
截面抵抗矩W=4.49cm3;
截面惯性矩I=10.78cm4;
横向钢管计算简图
1、荷载的计算:
(1)脚手板自重(kN/m):
q1=0.35×0.5=0.175kN/m;
(2)高空坠落物最大荷载标准值(kN):
N=0.5kN;
2.强度验算:
横向支撑钢管按简支梁计算;
最大弯矩计算公式如下:
均布恒载:
q=1.2×0.175=0.21kN/m;
冲击荷载:
F=1.4×0.5=0.7kN;
最大弯距M=0.125×0.21×22+0.25×0.7×2=0.455kN.m;
最大应力σ=M/W=0.455×106/(4.49×103)=101.33N/mm2;
支撑钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2;
支撑钢管的计算应力1/1.33N/mm2小于钢管的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!
(三)纵向支撑钢管计算:
纵向水平钢管按照承载能力极限状态设计,按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算;
冲击荷载按最不利情况作用于跨中,上部钢管传递的恒载按等间距步置。
冲击荷载:
F=0.7kN;
上部钢管传递恒载:
P=1.2×0.35×0.5×6/2=0.63kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN.m)
最大弯矩Mmax=0.399kN.m;
最大应力σ=Mmax/W=0.399×106/(4.49×103)=88.867N/mm2;
支撑钢管的计算应力88.867N/mm2小于横向钢管的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!
(四)扣件抗滑移计算:
水平钢管传递最大支座力N=0.7+1.5/0.5×0.63=2.59;
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,扣件抗滑移按下式:
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.8kN;
水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=2.59kN;
R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(五)立杆的稳定性验算:
一)立杆荷载计算:
作用于立杆的荷载包括防护棚结构自重、构配件自重、冲击荷载。
1、防护棚结构自重NG1:
钢管自重取0.04kN/m,扣件自重取0.015kN/个;
钢管长度:
L=[1.5+1.5×6/(2×0.5)]×2+(6-0.6)/1.5×1.5+6=33m;
扣件数量:
n=2×2+(6-0.6)/1.5=8个;
NG1=0.04×33+0.015×8=1.44kN;
2、防护棚构配件自重(kN):
栏杆、挡脚板自重:
0.15×1.5=0.225kN;
脚手板自重:
0.35×6×1.5/2=1.575kN;
NG2=0.225+1.575=1.8kN;
经计算得到,静荷载标准值NG=1.44+1.8=3.24kN;
3、冲击荷载NQ(kN):
NQ=0.5kN;
立杆荷载设计值N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.24+1.4×0.5=4.588kN;
二)立杆的稳定性验算:
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=4.588kN;
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=1.59cm;
A----立杆净截面面积(cm2):
A=4.24cm2;
W----立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):
W=4.49cm3;
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]=205N/mm2;
l0----计算长度(m);
参照《扣件式规范》:
l0=kμh;
k----计算长度附加系数,取值为1.155;
μ----计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;取μ=1.8;
h----立杆自由长度;
防护棚不同于落地脚手架,一般的落地架在主节点处有横向水平杆支撑,故立杆自由长度取立杆步距;而防护棚在主节点处大多无横向水平杆支撑,立杆自由长度h取值如下;
斜撑与立杆的连接点到地面的距离为1.6m,;斜撑与立杆的连接点到下层防护层的距离为1.5m;
h取上述两者的最大值1.6m。
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.8×1.6=3.326m;
λ=l0/i=3.326×103/(1.59×10)=209;
由长细比λ查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.166;
钢管立杆受压应力计算值;σ=4.588×103/(0.166×4.24×102)=65.185N/mm2;
钢管立杆受压应力计算值σ=65.185N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(六)立杆的地基承载力计算:
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求:
p≤fg
地基承载力设计值:
fg=fgk×kc=120×1=120kPa;
其中,地基承载力标准值:
fgk=120kPa;
脚手架地基承载力调整系数:
kc=1;
立杆基础底面的平均压力:
p=N/A=4.588/0.25=18.352kPa;
其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:
N=4.588kN;
基础底面扩展面积:
A=0.25m2。
p=18.352kpa≤fg=120kPa。
地基承载力满足要求!
槽钢搭设水平防护棚
(一)搭设参数
1、搭设宽度:
水平防护宽度为6m,外栏杆高度为1.2m。
2、搭设要求:
该水平防护棚大横杆采用16号槽钢,16号槽钢一端搁置在3层板上,在3层距建筑物边0.4m、0.8m处埋设Φ16@2000地锚环,用于锚固槽钢,另一侧搁置在钢管上,该水平防护架搭设大样图详下图。
(二)对于水平防护进行验算
1、计算荷载:
1)、木脚手板自重标准值G1=0.35KN/㎡;
2)、栏杆、挡脚板自重标准值为G2=0.14KN/m;
3)、施工活荷载0.8KN/㎡计算;Q1=0.8KN/㎡;
对Ⅱ类杆件进行验算,按三跨连续梁进行计算(钢管自重忽略不计,纵向以La=1m作为一个计算单元),跨度Lb=2m
计算弯矩最大值:
2m2m2m
q静=G1La
=0.35×1
=0.35kN/m
q动=Q1La
=0.8×1
=0.8kN/m
对支座剪力:
V静=Kv静q静LaLb=1.1×0.35×1×2=0.77KN
V动=Kv动q动LaLb=1.2×0.8×1×2=1.92KN
强度验算:
M=KMqLb2
=0.100×0.35×22+0.117×0.8×22
=0.51KN.m
σ=M/W
=0.51×106/5.08×103=100.4N/㎜2<f=205N/㎜2
满足应力要求。
KM—为弯矩系数,根据《建筑施工手册》第二版上册表2-12进行取值。
对挠度验算
υ=KfqLb4/100EI(该式根据《建筑施工手册》第二版上册表2-12得)
=(0.677×0.35+0.990×0.8)×(2×103)4/100×2.06×105×12.19×104=6.6㎜=[υ]≤10㎜
满足挠度要求。
对Ⅰ类杆件进行受力分析下图,采用16号槽钢
按三跨连续梁进行计算,纵向以La=2m作为一个计算单元),跨度Lb=6m
6m
q静=G1La
=(0.35+0.2)×2
=1.1kN/m
q动=Q1La
=0.8×2
=1.6kN/m
强度验算:
M=qLb2/8
=(1.1+1.6)×62/8
=12.15KN.m
σ=M/W
=12.15×106/108.3×103=112N/㎜2<f=205N/㎜2
满足应力要求。
υ=5qLb4/384EI(该式根据《建筑施工手册》第二版上册表2-12得)
=5×(1.1+1.6)×(6×103)4/384×2.06×105×866.2×104=25㎜>[υ]=10㎜
不满足挠度要求,在距离脚手架2m处加上顶撑。
υ=5qLb4/384EI(该式根据《建筑施工手册》第二版上册表2-12得)
=5×(1.1+1.6)×(4×103)4/384×2.06×105×866.2×104=5㎜<[υ]=10㎜
对于支撑钢管验算
作用于支撑钢管力可简化为
q静=G1La
=(0.35+0.2)×2/2
=0.55kN/m
q动=Q1La
=0.8×2/2
=0.8kN/m
该架体搭设方式同外防护架,作用于该架体上的荷载均小于外架上的荷载,故安全,可靠。
在此,不再重复计算。
四、防护棚构造要求
1、立杆接长采用对接扣件连接,立杆上的对接扣件应交错布置:
两根相邻的立杆接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500㎜;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3;立杆垂直度偏差:
架高30m以下时,不大于架高的1/200。
立杆底板满铺木方,木方至少穿越两根立杆,详见下图:
2、剪刀撑
对于3.7m高度的防护棚外侧立面两端各设置一道剪刀撑,中间各道剪刀撑之间的净距不大于15m,剪刀撑由底至顶连续设置。
斜杆与地面的倾角控制在45°~60°。
对于8m高的防护棚外侧立面连续设置一道剪刀撑,斜杆与地面的倾角控制在45°~60°。
剪刀撑斜杆的接长采用搭接:
搭接长度不小于1m,采用三个旋转扣件与横向水平杆或立杆进行固定,旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150㎜,详见
下图。
3、防护棚所有钢管均刷黄色油漆。
4、在防护棚显著位置挂安全通道标识。
对于现场内防护棚还需挂上防护棚的限高限宽标识。
五、水平脚手架搭设的安全技术措施
1、水平防护架搭设人员必须持证上岗,并正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。
2、在水平防护架上不得堆放材料,该架不得作为施工用外脚手架;严禁悬挂起重设备。
3、严禁脚手架存在探头板,铺设脚手架时应尽量使用施工荷载内外传递平衡。
4、在脚手架使用期间,严禁拆除主节点处的纵横向水平杆,纵横向扫地杆及连接钢丝绳。
5、定期对该架体进行检查。
六、防护棚的检查与验收
1、防护棚必须由持有上岗证的人员搭设,不符合要求的应立即整改。
2、防护棚验收应按JG95-99进行验收。
七、防护棚搭设的安全技术措施
1、防护棚搭设人员必须持上岗证,并正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。
2、防护棚必须及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。