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。
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