满堂脚手架专项施工设计方案.docx
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满堂脚手架专项施工设计方案
满堂脚手架施工方案
工程名称:
春竹苑居住小区6#楼及东大门
建设单位:
烟台春竹房地产开发有限公司
施工单位:
招远市金都建设有限公司
编制日期:
2016年3月10日
编制人:
孙建礼
一、工程概况∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
二、编制依据∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
三、安全技术设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
四、施工要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23
五、脚手架质量检查与验收∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙26
六、安全与日常维护管理∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙30
满堂脚手架施工方案
一、工程概况
招远市春竹苑居住小区6#楼及东大门位于招远市初山路以南,安康路以东。
建筑规模:
6#住宅楼地上十八层,地下二层,总建筑面积9445平方米;建筑总高度:
52.9米;本工程建筑结构安全等级为二级;建筑结构:
剪力墙结构;设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度;抗震等级为三级;建筑耐火等级为I级,屋面防水等级为2级,地下室防水等级为一级,防水混凝土抗渗等级为P6。
二、编制依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)
《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
施工组织设计及施工图纸。
三、安全技术设计
3.1脚手架材料要求
3.1.1脚手架杆件采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管,其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GBT700中Q235A钢的规定,用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米,小横杆、拉结杆2.1-2.3米,使用的钢管不得有弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷,并涂有防锈漆作防腐处理,不合格的钢管决不允许使用。
3.1.2扣件使用生产厂家合格的产品,并持有产品合格证,扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-2015规定的要求,对使用的扣件要全数进行检查,不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。
扣件与钢管的贴合面要严格整形,保证与钢管扣紧的接触良好,扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不小于5mm,扣件的活动部位转动灵活,旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm,扣件螺栓的拧紧力距达60N.M时扣件不得破坏。
3.1.3木脚手板的选用必须严格,脚手板材质坚硬,不腐烂,横向裂纹不得大于四分之一板宽,脚手板宽一般为200~300mm,厚度不小于50mm。
脚手板端部(80mm~100mm处)用铁皮或铁丝扎紧2-3圈。
竹笆板的选用必须严格,竹笆宜采用毛竹或南竹制作,进场竹笆必须紧密、有良好的韧性及弹性模数。
3.2满堂脚手架施工措施
结合本工程结构形式、实际施工特点,室内采用满堂脚手架模板支撑体系来满足梁、板的施工。
吕梁市安监站规定水平构建支撑系统高度大于4.5m即为危险性较大部位。
因此必须保证其整体性和抗倾覆性。
3.2.1基本要求
3.2.1.1搭设楼地面应平整且保证混凝土楼板的承载力达到要求,立杆下应垫枕木并加设扫地杆。
3.2.1.2剪刀撑:
四边连续设剪刀撑,且应由下向上连续设置。
3.2.2脚手架的搭设
3.2.2.1钢管扣件脚手架的搭设工艺流程如下:
基础准备→安放垫板→按设计尺寸排放扫地杆→竖立管并同时安纵横向扫地杆→搭设纵横水平杆→搭设剪刀撑→铺脚手板→搭挡脚板和栏杆。
3.2.2.2脚手架配合施工进度搭设,一次搭设高度高出操作层不宜大于一步架。
3.2.2.2垫板、底座均应准确地放在定位线上,垫板面积不宜小于0.1m2,宽度不宜小于220mm,木垫板长度不宜小于2跨,厚度不宜小于40mm。
3.2.2.3立管的排距和间距按计算确定。
3.2.2.4底部立管采用不同长度的钢管,立管的联接必须交错布置,相邻立管的联接不应在同一高度,其错开的垂直距离不得小于50mm,并不得在同一步内。
3.2.2.5大横杆应水平设置,钢管长度不应小于3跨,接头宜采用对接扣件联接,内外两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步同跨内,上下两个相邻接头应错开一跨,其错开的水平距离不应小于500mm。
3.2.2.6当水平管采用搭接时,其搭接长度不应小于1m,不少于2个旋转扣件固定,其固定的间距不应少于400mm,相邻扣件中心至杆端的距离不应小于150mm。
3.2.2.7每根立管的底座向上200mm处,必须设置纵横向扫地杆,用直角扣件与立管固定。
3.2.2.8必须严格按照要求在外圈四周连续设置剪刀撑。
剪刀撑与纵向水平杆呈45~60°角。
3.3高支撑脚手架计算书
钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范。
本工程层高超过4.5m的层高有:
6.2m等,本方案中按照7m进行计算。
3.3.1构造要求
3.3.1.1立杆:
纵横向立杆间距1.0×1.0m,允许搭设偏差±5cm,立杆垂直度允许搭设偏差±10cm。
下部设扫地杆,扫地杆从垫板往上20cm处设置,扫地杆采用对接接长。
扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10cm。
3.3.1.2横杆:
立杆之间满设双向水平杆,纵横向水平拉杆步距1.5m,确保其在两个方向都具有足够的设计刚度,横杆用对接方法接长,一根横杆两端的高差,不能超过2cm,纵向水平杆全长平整度不小于±10cm。
为防止水平横杆对立杆产生偏心弯距的影响,在搭设模板支架时,将横杆对称相间布置。
示意如下页图所示。
3.3.1.3剪刀撑:
沿支架四周外满设剪力撑,且应连续设置。
3.3.1.4接头节点要求:
纵向水平杆对接接头应交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500cm,并应避免设在纵向水平杆的跨中。
3.3.1.5梁板模板支架的搭设要求
a.严格按照设计尺寸要求搭设,立杆和水平杆的接头应错开在不同的框格中设置;
b.确保立杆的垂直度和横杆的水平偏差符合《扣件架规范》的规定;
c.斜杆尽量同立杆连接,节点构造符合规范规定;
d.确保每个扣件的拧紧力矩控制在45—60N.M;
e.楼板上脚手架支座的设置和承载力均应达到设计要求。
3.3.1.6施工作业要求
a.上架作业人员必须持证上岗,戴安全帽,系安全带。
b.混凝土浇注过程中,要确保模板支架均衡受荷,宜从中部开始向两边扩展浇注方式进行。
c.严格控制施工荷载,在混凝土浇注过程中,派专人检查支架及其支撑情况,发现下沉、松动和变形时,及时解决。
3.3.2扣件钢管楼板模板支架计算书
模板支架搭设高度为7.0米。
搭设尺寸为:
立杆的纵距b=1.00米,立杆的横距l=1.00米,立杆的步距h=1.50米。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×3.5。
3.3.2.1模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.120×1.000+0.350×1.000=3.350kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×1.000=3.000kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100.00×1.80×1.80/6=54.00cm3;
I=100.00×1.80×1.80×1.80/12=48.60cm4;
A、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15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500×0.500=0.206kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.206×1000×1000/54000=3.806N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
B、抗剪计算
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.2×3.350+1.4×3.000)×0.500=2.466kN
截面抗剪强度计算值T=3×2466.0/(2×1000.000×18.000)=0.206N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
C、挠度计算
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×3.350×5004/(100×6000×486000)=0.486mm
面板的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
3.3.2.2支撑木方的计算
木方按照均布荷载下三跨连续梁计算。
A、荷载的计算
钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×0.120×0.500=1.500kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×0.500=0.175kN/m
B、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.500=1.500kN/m
静荷载q1=1.2×1.500+1.2×0.175=2.010kN/m
活荷载q2=1.4×1.500=2.100kN/m
C、木方的计算
按照三跨连续梁计算,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=4.110/1.000=4.110kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×4.11×1.00×1.00=0.411kN.m
最大剪力Q=0.6×1.000×4.110=2.466kN
最大支座力N=1.1×1.000×4.110=4.521kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3;
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;
A、木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.411×106/83333.3=4.93N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
B、木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×2466/(2×50×100)=0.740N/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!
C、木方挠度计算
最大变形v=0.677×1.675×1000.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.286mm
木方的最大挠度小于1000.0/250,满足要求!
3.3.2.3横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.791kN.m
最大变形vmax=2.356mm
最大支座力Qmax=9.720kN
抗弯计算强度f=0.791×106/4491.0=176.17N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
3.3.2.4扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=9.72kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
3.3.2.5立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
A、静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架钢管的自重(kN):
NG1=0.129×9.000=1.162kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值,设计人员可根据情况修改。
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×1.000×1.000=0.350kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×0.120×1.000×1.000=3.000kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.512kN。
B、活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×1.000×1.000=3.000kN
C、不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
3.3.2.6立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=9.61kN;
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,按照表1取值为1.185;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a=0.50m;
公式
(1)的计算结果:
=112.84N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
公式
(2)的计算结果:
=78.94N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数,按照表2取值为1.016;
公式(3)的计算结果:
=111.67N/mm2,立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则存在安全隐患。
3.3.3梁模板扣件钢管高支撑架计算书
模板支架搭设高度为7.0米,基本尺寸为:
梁截面B×D=500mm×1000mm(取最大梁截面计算),梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.00米,立杆步距h=1.50米,梁底加2道承重立杆。
图1梁模板支撑架立面简图
采用的钢管类型为
48×3.5。
3.3.3.1模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载,施工活荷载等。
A、荷载的计算:
钢筋混凝土梁自重(kN/m):
q1=25.000×1.000×0.500=12.500kN/m
模板的自重线荷载(kN/m):
q2=0.350×0.500×(2×1.000+0.500)/0.500=0.875kN/m
活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN):
经计算得到,活荷载标准值P1=(1.000+2.000)×0.500×0.500=0.750kN
均布荷载q=1.2×12.500+1.2×0.875=16.050kN/m
集中荷载P=1.4×0.750=1.050kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=50.00×1.80×1.80/6=27.00cm3;
I=50.00×1.80×1.80×1.80/12=24.30cm4;
计算简图
弯矩图(kN.m)
剪力图(kN)
变形图(mm)
经过计算得到从左到右各支座力分别为
N1=1.505kN
N2=6.066kN
N3=1.505kN
最大弯矩M=0.125kN.m
最大变形V=0.2mm
A、抗弯强度计算
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.125×1000×1000/27000=4.630N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f],取15.00N/mm2;
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
B、抗剪计算
截面抗剪强度计算值T=3×2507.0/(2×500.000×18.000)=0.418N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T],满足要求!
C、挠度计算
面板最大挠度计算值v=0.226mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
3.3.3.2梁底支撑木方的计算
A、梁底木方计算
按照三跨连续梁计算,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=6.066/0.500=12.131kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×12.13×0.50×0.50=0.303kN.m
最大剪力Q=0.6×0.500×12.131=3.639kN
最大支座力N=1.1×0.500×12.131=6.672kN
木方的截面力学参数为
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5.00×10.00×10.00/6=83.33cm3;
I=5.00×10.00×10.00×10.00/12=416.67cm4;
B、木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.303×106/83333.3=3.64N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
C、木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0.6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3639/(2×50×100)=1.092N/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!
D、木方挠度计算
最大变形v=0.677×10.109×500.04/(100×9500.00×4166666.8)=0.108mm
木方的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
3.3.3.3梁底支撑钢管计算
A、梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.130kN.m
最大变形vmax=0.036mm
最大支座力Qmax=4.230kN
抗弯计算强度f=0.130×106/4491.0=28.97N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于416.7/150与10mm,满足要求!
B、梁底支撑纵向钢管计算
纵向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取横向支撑钢管传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.740kN.m
最大变形vmax=2.204mm
最大支座力Qmax=9.094kN
抗弯计算强度f=0.740×106/4491.0=164.83N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
3.3.3.4扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=9.09kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
3.3.3.5立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值,它包括:
横杆的最大支座反力N1=9.09kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.2×0.129×9.000=1.394kN
N=9.094+1.394=10.489kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2);A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.0