41改进悬挑脚手架阳角出挑型式.docx
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41改进悬挑脚手架阳角出挑型式
改进悬挑脚手架阳角出挑型式
山东德建集团有限公司一0七QC小组
一、前言
悬挑脚手架普遍应用于现今大部分工程，其灵活经济的施工型式使其适用于普通工业与民用建筑的主体结构工程及外墙装饰工程施工的外脚手架搭设和使用。
但在使用过程中悬挑梁其受力复杂，尤其是在阳角部位，悬挑梁布置密集，甚至相互碰撞，浪费材料；悬挑梁受多个方向的作用力，易导致变形，且变形后不易纠偏；预埋锚固螺栓施工时对定位精度要求较高，不易施工。
所以，如何解决悬挑脚手架阳角处悬挑梁变形是摆在我们面前急需解决的问题。
本QC活动从几个方面入手进行解决脚手架阳角处悬挑梁变形，最终选定一种变形小、受力简单、经济易施工的出挑型式。
二、工程概况
三、小组简介
1、QC小组基本情况表
QC小组基本情况表
课题
改进悬挑脚手架阳角出挑型式
小组名称
山东德建集团有限公司一O六小组
小组活动时间
2015年7月1日—2015年7月30日
小组注册时间
2015年6月25日
课题类型
创新型
小组注册号
DJ-YJ-007
课题注册时间
2015年7月
活动周期
30天
小组人数
8人
活动频次
1.每周定期活动两次及不定期活动。
2.坚持出勤，现场解决问题。
QC教育时间
人均40小时以上
2、QC小组成员情况表
QC小组成员情况表
序号
小组职务
姓名
性别
年龄
学历
项目部职务
小组分工
1
组长
相里志宏
男
40
本科
项目经理
全面负责
2
组员
周靖松
男
34
本科
技术负责人
绘图、方案编制
3
王超
男
32
专科
施工员
现场协调
4
何超
男
28
本科
质检员
质量检测
5
王珂
男
28
专科
技术员
编制详细技术交底
6
黄友财
男
26
专科
安全员
安全管理
7
付志新
女
25
专科
资料员
收集整理资料
8
岳崇斌
男
25
专科
技术员
现场旁站
四、选题理由
因此我们QC小组选择的课题是：
改进悬挑脚手架阳角出挑型式
五、目标设定
1、目标设定：
（1）改进现有的悬挑脚手架阳角出挑型式，并使用MIDSA（有限元分析软件）对其进行建模分析，型钢变形不得大于规范要求。
（2）改进后的出挑形式应受力简单，减少多个方向的共同作用力，且如在现场发生变形后易纠偏。
（3）改进后的出挑形式应易于施工，且节省人工、材料、资金。
六、提出方案并确定最佳方案
1、提出方案
为了完成课题目标，公司领导和全体小组组员在项目部会议室召开了专题会议，并对我公司现有类似工程且采用传统阳角出挑形式的项目进行考察、分析。
并根据本工程采用传统的出挑形式进行建模分析。
（1）建模分析荷载图、变形图、弯矩图
（2）分析结果
根据以上分析结果可以看出，最外侧悬挑梁端部已变形超差；且在第二层悬挑梁有X方向的变形，起不到固定端的作用；施工复杂，必须在第二层设置悬挑梁，浪费材料。
（3）对造成现有脚手架变形的各种原因进行汇总，小组运用头脑风暴法，成员各抒己见，共提出了5项解决意见
QC小组成员从多角度，多方位考虑，对以上几种方案进行汇总分析，具体见下表：
方案汇总表
序号
方案
特点
备注
1
减轻上部荷载
通过减轻上部脚手架的荷载来减轻立杆的轴向力设计值，当受力荷载减小，变形自然减小，直至达到规范要求。
2
改变悬挑连梁的截面
通过增强最外侧连梁高度、型号的方法达到目标。
相同荷载下，材料的强度提高，其自身变形自然减小。
3
改变阳角型钢出挑方式一
通过改变阳角型钢出挑方式的办法改变其受力结构，外侧设置连梁。
4
改变阳角型钢出挑方式二
通过改变阳角型钢出挑方式的办法改变其受力结构，外侧不设置连梁。
5
改变二层型钢截面，且设置斜拉钢丝绳
增强二层型钢梁截面，并设置斜拉钢丝绳，使其减小变形。
2、方案合理性分析
采用MIDAS建模的方式辅助进行分析。
通过减轻上部脚手架的荷载来减轻立杆的轴向力设计值。
现脚手架材料及结构形式：
搭设参数
搭设高度
17.4m
水平杆步距
1.5m
立杆纵距
1.5m
立杆横距
0.9m
连墙件方式
二步二跨
连墙件扣件
双扣件
悬挑水平钢梁
16号工字钢
钢梁外挑长度
3m
钢梁锚固长度
3.8m
钢梁与楼板锚固钢筋
φ20圆钢
吊拉钢丝绳
采用16mm钢丝绳！
荷载参数（荷载标准值）
永久荷载
立杆承受结构自重
0.1386kN/m
安全网
0.01kN/m2
脚手板类型
木脚手板,1层
自重标准值
0.3kN/m2
栏杆挡脚板
木脚手板
自重标准值
0.17kN/m2
可变荷载
施工均布活荷载
2kN/m2
同时施工层数
1层
风荷载
地区
山东德州市
基本风压
0.3kN/m2
考虑到钢管锈蚀弯曲等因素，按φ48×2.5钢管计算。
通过以上表格可见，如减轻荷载，可采用以下措施：
1、继续减小钢管壁厚。
2、增大脚手架步距。
3、减少脚手板数量，或采用更轻质的竹耙脚手板。
分析：
1、钢管壁厚已按照现市场上钢管平均厚度计算，另外考虑到钢管自身强度，不建议减薄钢管壁厚。
2、增大脚手架步距的同时需在外排架体增设第二道腰杆，造成材料浪费，且无法减轻整体荷载。
3、脚手板需要连续满铺，不得减少其数量。
更轻质的竹耙其自身存在缝隙，且强度无法满足要求，如有高空坠物，易将其穿透，造成危险，不满足要求。
结论：
本对策不符合要求。
改变悬挑连梁截面，原悬挑连梁为16#工字钢，现建模增加其型号，从而达到目标：
建模分析:
1、18#工字钢效果
2、20#工字钢
结论：
20#连梁符合要求，变形无超差，且施工方便，仅在提交材料计划时将最外侧悬挑连梁换成20#工字钢即可满足要求。
但仍需要在第二层设置悬挑梁。
改变阳角型钢出挑方式1
1、平面图：
2、侧面图
建模分析效果：
1、节点荷载示意
2、变形图单位（mm）
3、弯矩内力图（KN/m）
结论
本对策能更好的达到目标，具有以下特点
1、受力简单，仅竖直方向（Z向）受力变形，易分析。
2、节省材料，取消第二层出挑工字钢，仅在第二层预先在两侧设置埋件或留置穿孔即可。
且本层阳角处悬挑工字钢全长2700，外挑长度约1700，内部1000即可。
3、施工工艺简单，方便留置U型螺栓，现有工艺技术完全满足本悬挑形式。
采用第二种阳角出挑形式。
1、平面图
分析效果：
本种形式的悬挑无连梁，根据相关规范，固定长度不应小于悬挑段长度的1.25倍，并配合钢丝绳使用，可满足挠度变形要求。
但在预留螺栓时对需计算出挑角度，对精度要求较高，施工困难；且如有现场型钢长度较长，可能会与其他型钢碰撞，就必须进行切割，造成材料浪费。
结论：
无法满足要求。
将第二层出挑的型钢截面增强，以加强其强度，减小变形，并同时在第三层设置斜拉钢丝绳。
实施效果：
1、在第三层设置斜拉钢丝绳
结论：
不满足要求
2、增强第二层型钢型号
结论：
与上一图片变形数值基本一致（或变化不大），受X向变形影响，本对策如不能解决第二层型钢X向变形，则通过增强第二层型钢方式解决挠度变形需花费更多成本。
本措施不符合目标要求。
3、选定最佳方案
根据以上分析，汇总制定对比分析表。
对比分析表
序号
方案
分析
是否选用
1
减轻上部荷载
如继续减轻荷载，则材料不满足安全要求
否
2
改变悬挑连梁的截面
变形在允许范围内、受力复杂、浪费材料
否
3
改变悬挑梁出挑型式一
变形在允许范围内、受力简单、施工方便、节省材料
是
4
改变悬挑梁出挑型式二
变形在允许范围内、受力简单、对预埋件位置精度要求高、无材料节约
否
5
改变二层型钢截面，且设置斜拉钢丝绳
变形超差、不易施工、浪费材料
否
根据以上表格及建模分析，在变形允许偏差方面，采用增强连梁截面和改变阳角出挑形式的对策达到了预期目标，但是选取悬挑梁出挑型式一更加符合本课题要求。
其同时兼具变形小（无超差），受力简单、施工方便及材料节约几个目标要求，是本课题的最佳方案。
七、制定对策
根据选择的最佳方案我们确定方案实施的流程图如下：
根据上述流程图我们根据每一步骤制定了相应的对策表：
序号
项目
对策
目标
措施
地点
完成时间
实施人
1
编制方案
技术负责人组织技术人员编制
按照选择的方案编制，数据准确，建模科学符合实际
1、对MIDAS软件的使用进行指导。
2、编制完成初稿项目部内审批，对初稿进行修订并审批。
现场办公室
2015年7月15日
周靖松
2
方案审批
项目部内审批完后由企业技术负责人审批，最终由监理、建设单位审批
方案审批通过
1、由编制方案的技术员进行审批。
2、对公司及监理、建设单位提出的疑问一一解答，沟通，确保方案审批通过。
公司、甲方、监理办公室
2015年7月18日
王珂
3
向管理人员交底；提交材料计划；对施工队伍交底
详细交底
使现场相关管理人员、作业人员了解本方案，施工时按方案施工。
材料按计划进场
1、技术、安全交底图文并茂，加深管理人员、作业人员了解。
2、对接底人提出的疑问详细答复，现场解决。
3、提前报送材料计划，确保不因材料耽误施工。
现场办公室
2015年7月20日
孙玉博
4
放置预埋件、留置洞口、出挑工字钢时现场指导
现场旁站
准确安照方案施工，防止返工
1、施工时管理人员现场旁站，对每一步均按照交底严格要求。
2、现场如出现问题及时反馈解决。
施工层
2015年7月25日
王超
5
使用过程中测量变形，发现变形超差及时纠偏
现场测量
防止超差变形。
1、在架体使用过程中进行测量，如果发现变形突然加剧或超差，及时查找原因并纠偏。
现场
2015年7月30日
何超
八、对策实施
实施一：
编制方案
1、组织相关技术人员进行方案的编制，并进行细化分工。
2、对MIDAS软件进行专题培训，使每名参与人员均会熟练使用该软件。
3、脚手架全高17.4m，立杆纵距1.5m，横距0.9m，水平杆步距1.5m；阳角处选取第一种钢梁出挑形式。
平面图侧面图
4、对方案编制过程中的疑问进行解答，对脚手架荷载、稳定性进行科学验算，符合规范要求。
5、方案编制完成后项目部内由技术负责人进行审核，对其中的错误或不符合现场实际等问题要求修改。
实施效果：
通过培训，使得QC小组主要人员均掌握了利用MIDAS软件建立模型的方法，并分析结果；方案编制完成后修改无误由技术负责人审核通过，目标实现。
实施二：
方案审批
1、由企业技术负责人审批，最终由监理、建设单位审批。
审批过程中积极沟通，并对方案中的疑问进行解答确保审批通过。
实施效果：
审批一次性通过。
目标实现。
实施三：
现场交底、提交材料计划
1、向管理人员和作业队交底包括安全员、施工员、技术员、质量员、作业队使其明白详细施工方案内容；提交材料计划不因材料耽误施工；技术、安全交底图文并茂，加深管理人员、作业人员了解，对接底人提出的疑问详细答复，现场解决；签字完毕后每人留存纸质交底；
实施效果：
使现场相关管理人员、作业人员了解了本方案，施工时按方案施工。
材料按计划进场。
目标实现。
实施四：
施工时现场旁站
1、放置预埋件、留置洞口、出挑工字钢时现场指导，每一步均按照交底实施，避免因施工问题导致返工；现场发现的新问题由旁站人员协调解决，并及时反馈通知相关人员，确保按交底施工。
实施效果：
现场预埋件位置准确，预留洞口尺寸位置满足要求，工字钢施工完毕后尺寸位置准确，满足架体、方案要求。
目标实现。
实施五：
架体使用过程中定期进行偏差测量
1、使用过程中定期测量变形，发现变形超差或者变形突然加剧及时纠偏。
2、测量时间段：
每搭设新的施工层架体既增加荷载后，5级以上大风过后，每隔5天检查一次。
实施效果：
未发现变形超差，或变形突然加剧情况。
目标实现。
九、效果检查
1、目标完成情况
（1）采用改进阳角出挑形式后变形稳定无超差，施工简单方便，更加节省材料、人工，且受力简单，仅竖向（Z向）受力变形，易分析；且抽出悬挑梁后后对预留洞口剔凿干净并采用提高一个标号的补偿收缩砼进行填塞，结构影响较小。
综上所述，采用改进的出挑方式更加科学合理，值得推广应用。
材料、人工节约情况对比表（单个阳角处）
序号
项目
传统出挑方式
改进后出挑方式
节约量
1
人工
5工日
3工日
2工日
2
材料
48米
40米
8米
（2）本QC小组通过开展此次活动，使项目部人员对安全、科学施工和方案编制有了更深的认识。
2、社会效益
通过活动，我们响应了国家对加强安全生产工作的号召，且本次活动受到了公司、业主、和监理单位的一致好评，为保证安全生产、安全管理起到了强有力的促进作用。
一十、标准化与巩固措施
通过本次QC活动，我们有效的减小了阳角处悬挑梁的变形。
QC小组成员提高了应用PDCA循环分析问题和解决问题的能力，在以后在本公司乃至全市安全生产打下了坚实基础。
同时我们将活动成果进行了总结、归纳，形成了一整套系统的《改进悬挑脚手架阳角出挑型式》报公司批准后，在各项目部内部进行传阅，作为安全施工的一部分重要指标进行考核。
一十一、活动体会及今后打算
活动体会：
1、本次QC活动的开展，提升了我公司关于专项方案编制知识水平，保证了施工目标的实现，同时提高了公司QC小组成员解决问题的能力，普及了QC相关知识，积累了经验，为以后在公司范围内安全生产打下了坚实基础。
下面是本QC小组在本次活动中的自我评定。
活动前后自我评价表
序号
评价内容
活动前（分）
活动后（分）
1
安全意识
3
4.5
2
个人能力
3.5
4
3
QC知识
3.5
4.5
4
解决问题的信心
3
5
5
团队精神
3
5
今后打算：
1、活动结果证明有效的开展QC活动，不但能增强施工安全，还能提高人员的水平素质，从而取得良好的经济效益和社会效益。
2、继续推行科技攻关与质量管理，使项目部的质量管理水平再上新台阶，并确定小组活动的下一课题《加快施工进度，解决住宅商业一层顶避开高支模施工》。
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