金阳麒龙中央商务大厦外架搭设方案.docx

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金阳麒龙中央商务大厦外架搭设方案

金阳

麒龙中央商务大厦

外脚手架工程

 

 

 

 

 

编制:

审核:

中建四局第五公司

二零零八年元月十九日

脚手架工程施工方案

一、工程概述

1、本工程为一全框架结构办公楼建筑,建筑面积18500平方米,总长53.1米,总宽18.3米,总高87.1米;共24层,其中地下2层,地上22层,基本层高3.4米,最高层高5.1米.

本工程无裙楼,外挑构件较多,外挑挑长最大达2.1米,不适宜导座式升降脚手架,故由下到上均采用落地式双排钢管脚手架,受高度影响,在第13层(高度43.3米)以工字钢进行转换。

二、落地式双排钢管脚手架材料及计算:

1、材料选择

钢管:

φ48×3.5及配套扣件;竹脚手板,钢丝绳及配套紧绳器、绳卡,φ16圆钢,16号工字钢,20mm厚钢板。

2、验算:

(一)荷载计算

初步设计为:

立杆横距lb=1.05m,立杆纵距la=1.50m,内立杆距建筑物墙外皮距离b1=0.30m,脚手架步距h=1.30m。

同时钢网或木板式脚手板层数为3层,同时进行施工层数为1层。

脚手架与建筑主体结构连接点的布置,其竖向间距H1=2h=2×1.30=2.6m,水平距离L1=3la=3×1.50=4.5m,钢管为Φ48×3.5,搭设高度为45m。

1、恒载:

(1)脚手架结构自重(包括立杆、纵向水平杆、横线水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等自重):

查《建筑施工扣件或钢管脚手架安全技术规范》附录A中表A-1(48页):

当纵距为la=1.5m,步距为h=1.30m时每米立杆结构自重标准值:

gk=0.1571KN/m。

NG1K=45m×0.1571KN/m=7.0695KN(式中:

NG1K——为结构自重标准值)

(2)构配件自重(包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等):

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表4.2.1-1及表4.2.1-2中互知:

脚手板为0.35KN/m2,栏杆及挡板等为0.14KN/m(均按偏大的木脚手架考虑),安全网为0.002KN/m2,故得:

NG2K=(3×0.35×1.05×1.50+0.14×1.50+0.002×1.50×45)÷2=1KN(式中:

NG2K——构配件自重标准值)

2、活载

(1)施工荷载:

施工荷载取值时,本工程仅取最大的结构施工时的施工荷载标准值,由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表得:

QK=3KN/m2,故NQK=3.00×1.50×1.05÷2=2.363KN(式中:

NQK——活荷载标准值)

(2)风荷载:

ωk=0.7·μz·μs·ω0

式中:

ωk——风荷载标准值(KN/m2)

μz——风压高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)表7.2.1中规定:

离地面高度为90m,地面粗糙程度为C类,取值为2.78。

μs——脚手架风荷载体型系数,根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表4.2.4中全封闭式脚手架US=1.3φ,再由该技术规范A-3中可知φ为0.104,故:

US=1.30×0.104=0.1352

ω0——基本风压(KN/m2),按结构设计总说明中采用:

0.9KN/m2。

ωk=0.70×2.78×0.1352×0.9=0.237KN/m2。

(二)水平杆的计算

由于脚手板是直接横向搭在纵向水平杆上的,因此所有荷载均压在纵向水平杆上,而横向水平杆上基本没有荷载。

故只计算纵向水平杆,纵向水平杆上均部荷载:

由Mmax=1.2MGK+1.4ΣMQK

可知q=1.2qGK+1.4ΣqQK

q=1.2(GKlb/2+qk)+1.4KQQM·C

式中GK——脚手板自重,查表得,GK=0.35N/m2;

lb——立杆横距;

qk——钢管单位长度的自重,查表得,qk=38.4N/m;

KQ——施工活荷载不均匀分布系数,一般取KQ=1.2;

QM——施工荷载标准值,取3.0KN/m2;

q=1.2×(0.35×0.525+0.0384)+1.4×1.2×3×0.525=2.92KN

1、纵向水平杆抗弯强度验算,可近似按下图进行计算.

按三跨连续梁计算:

 

查施工手册表2.13可知:

最大弯矩处为边跨跨中

Mmax=0.08qLa2=0.08×2.92×1.52=0.526KN·M

其最大内应力为:

б=Mmax/W=526000/5080=103.5N/mm2

式中:

W——钢管净截面抵抗矩,由钢管规格φ48×3.5,查表得W=5.08cm3。

б=Mmax/W=103.5≤f=205N/mm2安全

2、纵向水平杆挠度验算,(查施工手册表2.13)可知:

hmax=0.677qLa4/100EI

=0.677×2.92×1.54/(100×2.06×108×12.19×10-8)

=3.98×10-3m=3.98mm<1500/150=10mm

故挠度满足要求。

3、扣件抗滑验算

查施工手册表2.13可知剪力最大处为:

Vmax=0.6qLa=0.6×2.92×1.5=2.628KN<8KN

故满足抗滑要求。

(三)立杆计算:

1、立杆段轴向力设计值:

(1)不组合风荷载时:

N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQK=1.20×(7.0695+1)+1.4×2.363=12.992KN

(2)组合风荷载时:

N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4NQK=1.20×(7.0695+1)+0.85×1.4×2.363=12.495KN

2、立杆稳定性验算:

根椐《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3可知立杆计算长度系数u为1.50,由该《技术规范》第5.3.3条可知:

lo=kuh=1.155×1.50×1.30=2.166m

由此可知长细比为:

λ=lo/i=2.166×103/15.8=137.09据此查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表C可知稳定系数ψ为0.362

(1)当不组合风荷载时:

б=N/ψA=(12.992×103)/(0.362×489)

=73.39N/mm2

(2)当组合风荷载时:

б=N/ψA+Mw/W≤f(式中Mw由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.3.4)可得:

Mw=(0.85×1.40WKlah2)/10=(0.85×1.40×0.237×1.50×1.302)/10=0.0661KN·m=66100N·mm

故:

б=(12.495×103)/(0.362×489)+66100/5080

   =83.6N/mm2

3、搭设高度验算:

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录A中表A-1,可知每米立杆承受的结构自重标准值qk=0.1571KN/m,按当前设计稳定计算搭设高度[H]>45m。

(1)当不组合风荷载时:

Hs=[ψAf-(1.20NG2K+1.4NQK)]/1.2qk

=[0.362×489×205-(1.2×1000+1.4×2363)]/1.20×0.1571=168.579mm

[H]=Hs/(1+0.001Hs)=168.579/(1+0.001×168.579)

=144.26m>45m符合要求。

(2)当组合风荷载时:

Hs={ψAf-[1.2NG2K+0.85×1.4(NQK+MWKψA/W)]}/1.2qk={0.362×489×205-[1.2×1000+0.85×1.40×(2363+0.237×10-3×1500×18002×0.362×489/50800)]}/(1.2×0.1571)=145.87m

[H]=Hs/(1+0.001Hs)=145.87/(1+0.001×145.87)

=127.3M>45M符合要求。

(四)连墙件计算

1、稳定性验算

连墙件按三步三垮设置,因此Aw=2×1.30×3×1.5=11.30,由风荷载产生的连墙件的轴向力设计值为:

Nlw=1.4ωkAw=1.4×0.237×11.30=3.73KN

连墙件轴向力设计值按下列公式计算:

Nl=Nlw+N0=3.73+5=8.73KN

连墙杆抗滑验算:

Nl=8.73KN<8×2=16KN符合要求。

(五)悬挑工字钢卸荷计算

1、内力计算:

最大弯矩:

Mmax=0.6P1+1.65P2(式中P1=P2=13)

=0.6×13+1.65×13=29.25KN·M

Q=P1+P2=13×2=26KN

工字钢强度验算:

内应力:

б=Mmax/rxWx

rx为20a工字钢截面塑性发展系数rx=1.05

Wnx为工字钢截面x轴的净截面抗弯模量185.4cm3

б=29.25×106/1.05×185.4×103=150.254N/mm2

剪应力:

τ=VS/Ifw

式中V=Q=26KN,S为工字钢半截面对中和轴的面积矩:

106.5cm3

I对x轴惯性矩I=1699×104mm4,fw为腹板厚度6.5mm

τ=26000×106.5×103/1699×104×6.5=25.07N/mm2

挠度验算:

如下图所示:

工字钢挠度最大的地方在A点,只需计算A点挠度小于L/400即可,L为2倍的悬挑长度:

υ=NL22(3-L2/L1)/6EImm

=2×13×1.1252(3-1.125/1.65)×1012/6×206×1699×107=3.229mm≤2×1650/400=8.25mm安全。

焊缝计算和螺栓验算(考虑单个D点焊缝受力)

焊缝验算:

ND=Mmax/L=29.25×106/1500=19500N

He=0.7hf=0.70×8=5.6mm

Lw=200-10=190mm

σf=ND/Helw=19500/(5.6×190)=18.33N/mm2<βfffw=1.0×160N/mm2

螺栓验算:

选用Ф24螺杆de=20.319mm,ft6=170N/mm

[Nv6]=πde2/4×ft6=3.14×20.3192/(4×170)

=55096N>ND/2=19500/2=9750N故安全

2、材料要求:

(1)钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、连墙件等,其颜色除剪力撑钢管采用瓦灰色外,其余钢管均采用铁锈红色。

脚手架钢管应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》(GB/T 13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T 3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q23F-A级钢管的规定。

弯曲变形及锈蚀的钢管不得使用。

脚手架钢管采用外径为48mm,壁厚3.5mm的钢管,其横向水平杆最大长度不应大于2m,其它杆最大长度不应超出6m,且每根钢管的最大质量控制在25kg。

脚手架钢管的表面质量及外形应符合下列要求

新钢管应有产品质量合格证及质量检验报告,钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕。

钢管壁厚及外径偏差不应大于-0.5mm,端面偏差不应大于1.7mm。

旧钢管表面锈蚀深度应小于0.5mm,弯曲变形各种杆件钢管的端部弯曲l≤1.5m时,不应大于5mm。

立杆钢管弯曲当3m

b、

(2)、型钢:

16号工字钢,20mm厚钢板、其相应材质应符合国家现行相关规范。

为防止脚手架立杆滑移,工字钢上立杆位置应焊接Ф25的钢筋短头对立杆加以固定。

(3)、扣件

扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。

扣件式钢管脚手架应采用可锻铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定,螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定,垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。

扣件与钢管的贴合面必须完好不变形,扣件扣紧钢管时接触良好,扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的旋转面间小于1mm,扣件表面应进行防锈处理。

脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏。

扣件验收应符合下列规定:

新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证;旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑动的螺栓必须更换;新旧扣件均应进行防锈处理。

(4)钢丝绳

钢丝绳选用6×19Φ14光面钢丝绳,强度极限≥1400Mpa,破坏拉断的拉力和应大于405KN。

断股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。

(5)脚手板

本工程脚手板采用Ф6~Ф8钢筋焊接而成的钢片网,每片钢片网的尺寸为900×1200,其长度方向钢筋间距不应大于50mm,短向方向钢筋间距不应大于300mm,每块质量不宜大于30kg。

钢片脚手板时其材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中235-A级钢的规定,其焊缝应符合现行国家技术标准JGJ81,且其外表不应有裂纹、开裂与硬弯,

(6)安全网

按照贵阳市安全质量监督总站的有关规定,本工程中的安全网采用密目安全网。

(7)红白标志栏板

采用20cm宽标准红白栏板。

每隔三层沿建筑物四周设置道。

三、脚手架:

1、外脚手架构造:

(1)、立杆的构造:

立杆纵向间距1500mm,横向间距1050mm,内排立杆距离建筑物的距离300mm。

立杆与大横杆必须采用直角扣件扣紧,不得隔步设置和遗漏。

每根落地立杆下端均应设置在木垫板上。

脚手架必须设置纵横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在靠纵向扫地杆下方的立杆上。

立杆与纵横向水平杆交接点必须用连墙杆与建筑物可靠连接。

立杆除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。

对接、搭接应符合下列规定:

立杆上的对接口件应交错布置,两根相邻立杆的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500mm;各接头中心至主节点的距离不大于步矩的1/3。

搭接长度不应小于1m,应采用不少于3个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

(2)纵向水平杆的构造

为使连墙杆与外架的连接点与主节点的距离小于300mm,因此纵横向水平杆步距设置为层高的1/3即1300mm,纵向水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。

纵向水平杆采用对接扣件连接,符合下列规定:

纵向水平杆的对接扣件交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内,不同步或不同跨的两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

在搭设时纵向水平横杆应作为横向水平横杆的支座,用直角扣件固定在立杆上。

(3)横向水平杆的构造

A、每个立杆与纵向水平杆节点处必须设置一根横向水平杆,用直角扣件扣接,中途严禁拆除。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

在双排脚手架中,靠墙一端的外伸长度,不应大于立杆横向间距的0.4倍,且不应大于500mm,伸出外立杆的另一端距离均为150mm。

B、横向水平杆的两端均应用直角扣件固定在纵向水平杆上。

(4)剪刀撑的构造

剪刀撑要求沿水平方向满设,并沿架高连续布置,斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件扣紧,其与水平杆的夹角在450~600之间,剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上,其接长必须采用搭接,搭接长度不小于1000mm,且用不少于三个旋转扣件将接头扣紧。

剪力撑除在两头与架体的立杆和大横杆连接外,其中间还应增加2~4个节点。

(5)脚手板及安全水平封闭的设置要求及构造:

A、作业层脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm。

B、钢片网的铺设应设置在三根大横杆上,脚手板铺设时采用对接平铺的方式,每片钢片网应用5道16#号铁丝呈X形将脚手板与大横杆绑扎牢固,且相邻两钢片网拼接应严实。

C、水平封闭采用模板密封每隔12m满铺一层。

(6)十三层以上悬挑脚手架的构造:

因该建筑高达八十多米,双排脚手架无法直接到顶,故考虑在十三层进行转换。

在施工第十三层楼板时,在梁或楼面板中沿建筑外边线每隔5米预埋一组φ16圆钢钢环,每组预埋件由三支φ16圆钢钢环组成,每支钢环间距为0.6米;型钢一端穿入钢环并固定住,另一端外挑1.1米;在型钢外挑端部焊接Ф25的钢筋短头对立杆加以固定。

(7)转换部位以上脚手架:

为保证转换部位以上脚手架的稳定,转换部位以上脚手架应配合钢丝绳卸荷,钢丝绳每两层斜拉一道,另外加设钢管斜撑,一段撑在结构上一段撑在主节点处。

2、节点构造

(一)连墙杆

为了增强脚手架的侧向刚度及稳定性,在外脚手架与建筑物之间设置连接杆,连墙杆按照按三步三跨设置,上下错开,成菱形布置。

设置说明如下:

(1)、连墙用短钢管制成,长度约800-1800mm,一端用扣件固定于脚手架的立杆上,另一端用扣件固定于预埋在梁内的钢管上呈水平设置,预埋梁内的钢管必须牢固可靠。

(2)、连墙杆尽可能设置在立杆与大、小横杆的连接的主节点处,最大允许偏离主节点距离不大小300mm,与脚手架架体垂直,如在规定的位置上设置有困难,应在邻近点补足。

(3)、由于本工程脚手架是高层搭设,考虑到上部脚手架可能由于风涡流现象,因此加设抗上升翻流斜撑杆,一段支撑在主体结构梁上,一边支撑在主节点附近,倾斜角度为450-600之间。

(二)钢丝绳卸荷

本工程双排脚手架的搭设高度一段为43.3m左右,另一段高度为45米,在悬挑工字钢上,采用钢丝绳卸荷。

钢丝绳卸荷采用两根6×19钢丝绳(选用Φ14~Φ16光面)在架体的内外排卸荷一次,钢丝绳一端牢固拉结于立杆下的钢管及工字钢上,另一端通过M25花蓝螺栓与结构上预埋的Φ25钢筋环上,或穿过剪力墙的对拉螺杆洞。

钢丝绳两端绕环的搭接长度不小于50cm,不少于3只钢丝绳卡固定,钢丝绳水平距离为4.5米。

(三)安全水平防护

安全水平防护设置在每层工字钢悬挑层处,围建筑物四周满设,其挑出外架宽度分别为:

8层时6米宽、13层时5米宽、18层时4米宽、层时3米宽,外部均设置1200mm高护栏,底部采用双层竹脚手板满铺,然后在竹脚手板上面用密目式安全网封闭,双层之间20cm高。

在其端部用钢丝绳每隔3米加以卸荷,钢丝绳卸荷点必须位于主体上。

(四)卸料平台

卸料平台搭设时,严禁与架体连接,其卸荷点均应布置在主体结构上,整个支撑系统用槽钢与主体结构可靠连接支撑,并加以钢丝绳卸荷;卸料平台底部用钢管、木方、模板密封铺设;在其四周槽钢上焊30cm长Φ32钢筋头,用1200mm钢管套上做防护,然后在四周用密目式安全网将其严密封闭。

卸料平台平面尺寸为1500*3000,在使用中应注明使用荷载及换算后的各种材料堆码数量,材料应及时周转,并且定人定时检查。

详下图:

 

 

(五)工字钢悬挑外脚手架:

工字钢搭设时,选用3450mm长16号工字钢,从楼板面悬挑出1350,支点设在离结构边30cm处,具体部设见下图:

 

 

(6)、立杆地基基础构造

搭设

高度H

地基土质

中、低压缩性且压缩性均匀

回填土

高压缩性或压缩性不均匀

≤24m

夯实原土,立杆底座置于面积不小于0.075m2垫块、垫木上

土夹石或灰土回填夯,立杆底座置于面积不小于0.10m2混凝土垫块或垫木上

夯实原土,铺设宽度不小于200mm的通长槽钢或垫木

25~35m

垫块、垫木面积不小于0.10m2,其余同上

砂夹石回填夯实,其余同上

夯实原土,铺厚度不小于200mm砂垫层,其余同上

注:

表中混凝土垫块厚度不小于200mm;垫木厚度不小于50mm。

(7)、脚手架的几何尺寸:

常用的敞开式双排脚手架尺寸可按下表采用,

连墙件设置

排距

m

步距

m

下列荷载(KN/㎡)时的最大柱距lmax

脚用架设计高度m

2+4*0.3

2+2+4*0.3

3+4*0.3

3+2+4*0.3

二步三跨

1.05

1.2~1.35

2.0

2.0

1.8

1.8

50

1.8

2.0

1.8

1.8

1.5

50

1.3

1.2~1.35

1.8

1.8

1.5

1.5

50

1.8

1.8

1.5

1.5

1.2

50

1.55

1.2~1.35

1.8

1.8

1.5

1.5

50

1.8

1.8

1.5

1.5

1.2

40

三步三跨

1.05

1.2~1.35

2.0

2.0

1.8

1.8

50

1.8

2.0

1.5

1.8

1.5

40

1.3

1.2~1.35

1.8

1.8

1.5

1.5

50

1.8

1.8

(1.5)

1.5

(1.2)

40(36)

注:

1、表中2+2+4*0.3含义为:

2+2代表二层装修荷载,每层荷载为2.0KN/㎡;4*0.3代表4层脚手板自重,每层为0.3KN/㎡。

2、操作层横向水平杆间距应按0.5lmax采用。

3、采用表中括号内的最大柱距lmax时,应采用相应括号内的设计高度。

四、脚手架的搭设:

在搭设脚手架前,应做好以下准备工作:

工程各级负责人应按施工组织设计中有关脚手架的要求,逐级向架设和使用人员进行技术交底。

应按规范要求对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收,不合格的构配件不得使用,经检查合格的构配件应按品种、规格分类堆放整齐,堆放场地不得有积水。

应清除地面杂物,平整搭设场地,并使排水畅通。

搭设注意事项:

根据脚手架的搭设高度、搭设场地土质情况按要求进行地基处理。

按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。

垫板必须铺放平稳,不得悬空。

横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm。

剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵横向水平杆等同步搭设。

扣件螺栓拧紧扭力不应小于40N·m,并不大于65N·m;对接扣件的开口应朝上或朝内。

拦杆和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧;上栏杆上皮高度1.2m,中栏杆居中设置。

挡脚板高度不应小于150mm。

五、脚手架拆除

脚手架使用完毕后立即拆除,在脚手架拆除前应作好以下工作:

对脚手架进行安全检查,确认不存在严重隐患。

如存在影响拆除脚手架安全的隐患,应先对脚手架进行修整和加固,以保证脚手架在拆除过程中不发生危险。

在拆除脚手架时,应先清除脚手板上的垃圾杂物,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,能用扫帚集中的要集中装入容器内运下。

脚手架在拆除前,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,脚手架上的水平运输、人员组织,指挥联络的方法和用语,拆除的安全措施和警戒区域。

严格遵循拆除顺序,由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆,同一部位拆除顺序是:

栏杆→脚手板→剪刀撑→大横杆→小横杆→立杆。

外脚手架的拆除一般严禁在垂直方向上同时作业,因此要事先做好其他垂直方向工作的安排。

拆除脚手架时,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,还应在出入口处设置明显的停用标志和围栏,此警示标志必须内外双面都加以设置。

在拆除的脚手架周围,明显标示“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。

拆下的脚手架钢管、扣件及其他材料运至地面后,应及时

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