安全防护外架和防护棚搭设方案.docx

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安全防护外架和防护棚搭设方案

安全防护外架和防护棚搭设方案

一、工程概况：

本工程位于都匀市，为全现浇框架剪力墙结构，使用年限为50年；建筑层数11层，地下1层，地上11+1层，建筑总高度39M；建筑总面积9137.9㎡。

地下一层为设备层。

地上1层为商场，2至11+1层为住宅。

抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度。

本工程地下一层为人防地下室，地上一层为商场，二层以上为住宅楼，转换层设在二层即4.500m标高处，上部还有11层住宅每层为3m，外装饰为贴面砖，本防护外架在主体结构施工期间作安全防护架，封顶后可作装饰脚手架。

二、水平安全防护棚的设计和计算

1、规格和范围

水平安全防护棚突出建筑物外围6米，长度绕建筑物一周，原则上每十层设一道，本工程根据建筑物的实际高度设二道。

2、主要材料和力学参数

采用φ48×3.5的钢管搭设，钢管容重38.4N/M，截面抵抗矩W=5080mm3，回转半径I=15.8mm，截面积A=489mm2，抗弯强度设计值：

f=205N/mm2

3、主要技术参数：

（见防护棚构造）

纵杆间距：

1.0米，横杆间距见图六，钢丝绳间距3.0米，吊点为图中所示黑点的纵横交接处。

4、荷载计算：

（1）、荷载传递路线：

荷载　　脚手架　　纵杆　　横杆钢丝绳

（2）、荷载取值：

活荷载标准值：

q=300N/m2（坠落物体冲击力）

恒荷载标准值：

脚手板自重：

350N/m2

钢管自重：

38.4N/m2

护拦挡脚板：

140N/m

5、受力杆件强度验算：

（1）、纵杆

荷载组合值q=（1.4×0.3＋1.2×0.35）×1.0＋1.2×0.038=0.885KN/m

计算简图：

内力：

弯矩：

Mmax=0.107qL2=0.107×0.885×1.32=0.16KN.m

应力：

σ=Mmax/W=0.16×106/5.08×103

=31.5N/mm2＜f=205N/mm2安全

支座反力：

RD=0.393×0.885×1.3=0.45KN（边支座）

RA=RC=1.143×0.885×1.3=1.30KN（中间支座）

（2）、横杆：

（选中横杆，按三跨连续梁进行计算）

集中荷载：

F=RA=RC=1.30KN

计算简图：

内力：

弯矩：

Mmax=0.267FL=0.267×1.30×3.0=1.04KN.m（支座负弯矩）

应力：

σ=Mmax/W=1.04×106/5.08×103

=204N/mm2＜f=205N/mm2安全

支座反力：

中横杆：

F1=（2.267+1）×1.30=4.25KN

边横杆：

F2=（2.267+1）×0.45＋1.143×0.14×1.2×3.0=2.05KN

（3）、钢丝绳：

（由内向外逐一验算）

1）钢丝绳I：

钢丝绳的计算拉力取为：

PX=4.25×（1.32+3.02）1/2/3.0=4.63KN

考虑钢丝绳受力不均匀的钢丝破断拉力系数a=0.85

取钢丝绳使用的安全系数，K=6，采用6×19，绳芯1钢丝绳。

Pg=KPx/a=6×4.63/0.85=32.7KN

选用φ9.3，Pg=45.1KN＞32.7KN

选择与钢丝绳配套使用的绳卡，号码为生0.5号，安全荷载为5.0KN＞4.63，符合要求。

2）钢丝绳Ⅱ：

PX=4.25×（2.72+3.02）1/2/3.0=5.72KN，同前计算选用直径为φ11.0的钢丝绳，1.4号绳索卡。

3）钢丝绳Ⅲ：

PX=4.25×（4.12+3.02）1/2/3.0=7.20KN，同前计算选用直径为φ12.5的钢丝绳，1.4号绳索卡。

4）钢丝绳Ⅳ：

PX=2.05×（5.52+3.02）1/2/3.0=4.28KN，同前计算选用直径为φ9.3的钢丝绳，0.9号绳索卡。

为便于施工，均统一采用φ11的钢丝绳。

5）预埋吊环验算：

吊环采用一级钢制作，埋入深度不小于35d，并应焊接或绑扎在结构主筋上，吊环选择φ12，其所受力为钢丝绳合力P=21.1KN。

故σ=P/A=21.1×103/113=187N/mm2＜f=210N/mm2。

三、垂直安全防护脚手架的设计和计算

（一）落地脚手架

1、搭设规范和要求：

落地脚手架，按双排脚手架搭设，搭设范围：

在建筑物外围一周，标高-0.600m以上，总高按50米设计，本工程总高39.0米，脚手架搭设高度为40.3米，转换层设在4.500m米，转换层以上有34.5米，由于住宅部分前后都向外挑1.5米，故转换层以下采用落地脚手架，以上局部采用落地脚手架，外挑部分采用型钢悬挑脚手架。

2、材料：

φ48×3.5钢管，容重38.4N/m，截面积A=489mm2，截面抵抗矩W=5080mm3，回转半径I=15.8mm，抗弯允许应力：

[f]=205N/mm2，脚手板容重：

350N/m2。

3、规格：

纵距1.5米，横距1.2米，步距1.8米，内大横杆间距1.8米，外大横杆间距0.9米，小横杆间距竖向1.8米、纵向1.5米。

（见附图一）

4、荷载标准值：

（以一个纵距作一个计算单元）

（1）、每根立杆自重：

38.4×50=1920N

（2）、外大横杆自重：

38.4×50÷0.9×1.5=3200N

（3）、内大横杆自重：

38.4×50÷1.8×1.5=1600N

（4）、小横杆自重：

38.4×50÷1.8×1.3÷2=693N

（5）、脚手板自重：

350×1.5×1.3×3÷2=1023N

（6）、安全网自重：

10×50×1.5=750N

（7）、直角扣件重：

13.5×2×50÷1.8=750N

（8）、活荷载：

2000×1.5×1.3÷2×2=3900N

（9）、外立杆恒载标准值合计：

（1）+

（2）+（4）+（5）+（6）+（7）=8336N

（10）、内立杆恒载标准值合计：

（1）+（3）+（4）+（5）+（6）+（7）=6737N

5、选外立杆进行稳定验算：

NQK=3900N

组合风荷载：

套用安全技术规范JGJ130-2001公式N/φA+MW/W≤f（5.3.1-2）

试中：

N=1.2NGK＋0.85×1.4NQK（5.3.2-2）

=1.2×8336＋0.85×1.4×3900=14644N

φ-轴心受压构件稳定系数，根据长细比λ，由附表中查得。

计算长度，L0=KuH=1.5×1.155×1800=3119MM

长细比λ=L0/I=3119/15.8=197

查本规范附录C表得φ=0.186

A-立杆截面面积=489MM2

MW-风荷载设计值产生的弯矩，由公式

MW=0.85×1.4MWK=0.85×1.4WKL0h2（5.3.4）

=0.85×1.4×0.2×1.5×1.82/10=0.116KN.M

把以上各式值代入公式

N/φA＋MW/W=14644÷0.186÷489＋0.116×106÷5.08÷103

=161+23=184N/mm＜[f]=205N/mm2安全

6、对连墙杆的水平抗风力进行验算

连墙杆采取混凝土内预埋短钢管，用钢管将脚手架与建筑物相连接。

预埋钢管高出地面0.2米，间距；二步、三步为便于预埋，实际3.0×4.5（米）（见附图三）。

由风荷载产生的水平推力：

根据规范表4.31查得：

NO=5KN

WK=0.7×UZ×US×WO=0.7×1.14×0.71×0.2=0.133KN/M

NLW=1.4AWWK=1.4×3×4.5×0.133=2.14KN

代入公式：

NL=NLW+NO=2.14+5=7.14＜8.0KN安全

（二）型钢悬挑脚手架的设计和计算

建筑物的某些部位，由于不能直接落在地上需搭设悬挑脚手架进行卸载和替代。

本工程住宅层高为3米，拟用8层为一个悬挑单元，总计算高度为3×8=24米。

1、搭设脚架的材料

悬挑梁采用14#工字钢或槽钢，每米重16.9kg，脚手架料采用φ48×3.5钢管，重3.8kg/m，固定型钢的U型钢筋环用φ16的钢筋。

2、支承在悬挑型钢上的外防护架，其搭设高度的规格和尺寸，与落地脚手架相同，高度小于50米不用再作计算。

3、悬挑脚手架的构造

型钢外挑长度1.4米，内压长度1.4米，总长2.8米，在型钢的中部和尾端用预埋的钢筋环固定在建筑物梁板上，支承脚手架内外立杆处焊两根Φ25的钢筋，作固定立杆之用，（详附图二、四、五）

4、计算简图

5、每根悬挑梁上抗弯强度和挠度验算

（1）荷载计算

每根立杆自重：

38×24×1.2=1095N

外大横杆自重：

38×24÷1.8×2×1.5×1.2=1824N

内大横杆自重：

38×24÷1.8×1.5×1.2=912N

小横杆自重：

38×24÷1.8×1.3÷2×1.2=395N

脚手板自重：

考虑每个单元悬挑架铺两层脚手板，脚手板材料为竹串片脚手板，其自重标准值0.35KN/m2，则每根立杆所承受的荷载为：

（350×1.5×1.3÷2×2）×1.2=819N

施工荷载考虑两步脚手架上同时作业，外饰架施工荷载2000N/M2，则每根立杆上施工荷载：

2000×1.5×1.3÷2×2×1.4=5460N

安全网自重：

10×24×1.5×1.2=432N

直角扣件自重：

13.5×2×24÷1.8×1.2=434N

工字钢自重：

169×1.2=203N/m

外立杆承受的集中荷载:

+

+

+

+

+

+

=10459N

内立杆承受的集中荷载:

+

+

+

+

+

=9115N

均布荷载q=203N/M

（2）14#工字钢的特征值：

惯性矩IX=712×104MM4，截面抵抗矩WX=102×103MM3容许拉应力f=200N/MM2,容许剪应力fV=120N/MM2，容许挠度为2L/400。

弹性模量E=2.06×105。

（3）抗弯强度验算

Mmax=N2×0.25＋N1×1.3＋1/2q×1.32

=9115×0.25＋10459×1.3＋1/2×203×1.32=16046N.m

代入公式：

σ=Mmax/W=16018×103/102×103

=157N/MM2＜f=200N/MM2安全

（4）挠度验算

将有关数值代入公式，

则挠度=N1L3/3ELX＋N2a2（3L-a）/6EIX＋qL4/8EIX

=10459×13003/（3×2.06×105×712×104）＋

9115×2502×（3×1300-250）/（6×2.06×105×712×104）＋

0.203×13004/（8×36.5×105×712×104）=5.5mm

2L/400=2600/400=6.5mm＞5.5mm，满足刚度要求，在端部增加一根Φ11的钢丝拉绳，作为安全贮备。

（5）对固定工字钢端部的U型钢筋环的强度验算：

固定端抗倾覆力矩应大于悬挑端的最大弯矩，Φ16圆钢截面积A=201mm2

支座反力：

F=16046÷1.3=12.3KN

φ16的抗拉能力:

210×201=42.2KN＞12.3KN安全。

（三）搭设和拆除中应注意的事项：

1、搭设脚手架时应使用扭力扳手，坚固力矩40N.M；斜撑和外立杆必须一一对应，距离不大于10㎝；连墙件预埋钢管应在大横杆和小横杆的节点处。

2、钢管应选择顺直，无弯曲、锈蚀的材料；斜撑和悬挑钢管必须专用，以保证结构安全，提高搭设效率。

3、架体拆除前，必须观察施工现场环境，包括架空线路。

外脚手架、地面设施等各类障碍物、地锚、缆风绳、连墙杆以及被拆架体各接点、附件、电气装置情况，凡能提前拆除的尽量提前拆除掉。

制定拆除方案，确定指挥人员，工作开始前划分危险作业区域。

4、架子拆除时划分作业区，周围设围栏或警戒标志，地面设专人指挥，严禁非作业人员入内。

5、拆除的高处作业人员，必须戴安全帽、系安全带、扎裹脚。

6、拆除顺序应遵循自上而下、先搭后拆、后搭先拆的原则。

7、拆立杆时，应先抱住立杆再拆开最后两个扣件，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。

8、连墙点应随拆除进度逐层拆除，拆斜撑时，应设临时支撑。

9、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，拆除时不应碰坏门窗玻璃、水落管等设施。

10、拆下的材料应用绳索栓住，斜斜下运，严禁抛掷，运至地面的材料应按指定地点，随拆随运，分类堆放，当天拆，当天清，拆下的扣件或铁丝要集中收回处理、入库。