外脚手架补充专项施工方案用于样版房.docx
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外脚手架补充专项施工方案用于样版房
外脚手架(七层结构楼板悬挑)专项施工方案
一、编制依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001(2002年版)
2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
5、《建筑结构荷载规范》GB5009-2001(2006年版)
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
7、本工程设计图纸
8、广东省、广州市有关安全文明施工的规定
二、工程概况
广州康王路四号地块商业、住宅楼工程位于广州市荔湾区康王中路东侧,北面为新建的广州伊莉莎白妇产科医院、东面为旧民居建筑、南面为万科高层商住项目。
本工程地下2层、地上22层,地下最大深度为8.9m、地上最大高度为85.75m,其中地下二层层高为3.7m,地下一层层高为4.1m;首层层高为5.9m,2至3层层高均为4.7m;4层层高为5.1m;5层层高为5.0m;6至22层层高均为3.15m。
总建筑面积35227m2。
本工程的外墙脚手架专项施工方案已编制,并在2011年9月28日通过了专家评审,现因业主要求,南、北塔楼(即(B)~(J)轴、(J)~(P)轴的A区、B区)在六层要做样板房,建设单位为了配合售楼的需要,故在A、B区的外墙脚手架从第七层起,采用型钢悬挑+拉吊卸荷的形式,特补充编制本专项施工方案。
三、A区(第七层起)外墙脚手架的施工方案
1、外墙脚手架的搭设:
A区从第七层起,采用型钢悬挑+拉吊卸荷的形式搭设脚手架(搭设位置详平面布置图),脚手架起搭标高为+28.55m(在七层起悬挑),脚手架最大标高+86.50m,分别在+28.55~+38.60、+38.60~+56.60、+56.60~+74.60、+74.60~+86.50设置4道钢丝绳拉吊卸荷段,悬挑采用16#工字钢。
2、型钢悬挑+拉吊卸荷脚手架剖面图:
图中说明:
⑴钢管立柱、⑵纵向水平杆、⑶横向水平杆、⑷剪刀撑、⑸钢管护拦、⑹安全网
⑺脚手板、⑻档脚板、⑼扫地杆、⑽钢丝绳(Φ16)、⑾悬挑型钢(16#工字钢)
⑿Φ25mm锚固钢筋、⒀禾络码、⒁连墙件
3、脚手架的材料:
⑴钢管:
①脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T12793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)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Q235-A级钢的规定。
②脚手架钢管的尺寸应符合规定,宜采用φ48×3.0钢管(钢管壁厚不得小于3mm)。
③钢管的尺寸和表面质量应符合下列规定:
新、旧钢管的尺寸、表面质量和外形应分别符合规定;钢管上严禁打孔。
⑵扣件:
①扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定。
②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。
⑶脚手板:
冲压钢脚手板的材质应符号现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定,其质量与尺寸允许偏差应符合规定,并应有防滑措施。
⑷连墙件:
连墙杆的材质应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
4、脚手架的构造要求和搭设,均应符合国家有关安全技术规范(具体要求参见本工程《外墙脚手架专项施工方案》)。
5、悬挑脚手架施工方案:
⑴脚手架的构成及要求:
型钢悬挑脚手架起搭标高为+28.55m(在七层起悬挑),脚手架最大标高+86.50m,分别在+28.55~+38.60、+38.60~+56.60、+56.60~+74.60、+74.60~+86.50设置4道钢丝绳拉吊卸荷段。
悬挑采用16#工字钢,锚固段1.50m,采用直径18mm锚固钢筋。
拉吊卸荷采用16mm钢丝绳。
连墙件按2步2跨布置,竖向间距3.60m,水平间距3.00m。
脚手架铺冲压钢脚手板。
施工荷载按2层作业计算(其中1层为结构施工,1层装修施工)。
.
⑵脚手架形式:
采用Φ48钢管搭设脚手架,立杆横向间距(脚手架宽度)800mm,纵向间距(脚手架长度方向间距)1500mm;步距(横杆)1800mm。
⑶拉接:
连墙件按2步2跨布置,采用Φ48×3.0钢管,双扣件连接。
在断口处的两端也设置连墙件。
⑷剪刀撑:
剪刀撑每9000mm设一道。
斜面与地面夹角在45o~60o。
剪刀撑宽度为7200mm。
在外侧立面的两端必须设置剪刀撑,并由底至顶连续设置。
⑸密目安全网:
脚手架外侧由底至顶满挂密目安全网。
⑹隔离网:
建筑每三层设一道软隔离,且悬挑部分底层必须设置。
⑺立杆:
内立杆离墙面20cm,内、外立杆横距0.8m,纵距1.5m。
横楞里端离墙面不大于20cm,另一端伸出牵杆外边15~20cm,如有横楞离墙面或构筑物大于20cm,必须在内立柱和建筑物之间用小横杆进行加固,在脚手架与楼层联系的小横杆上在加脚手管。
当遇挑板制作,脚手架架体与结构间距大于300mm时,必须搭设钢管并铺设竹笆进行封闭。
⑻大横杆:
步距1.8m
⑼小横杆:
外端伸出大横杆外的长度150mm。
⑽脚手板:
采用冲压钢脚手板。
⑾护栏和挡脚板:
栏杆高度900mm,挡脚板高度200mm。
安装程序:
在楼层预埋φ18“Ω”型钢筋或做好固定工字钢预埋螺杆(按照方案要求做)→放工字钢挑架→固定→立杆(冲天)→设置拉杆→放置纵向扫地杆→放置横向扫地杆→第一步纵向水平杆(即大横杆)→第一步横向水平杆(即小横杆)→剪刀撑→铺脚手板→安全网→连墙件→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆→••••••→至设计高度。
6、脚手架的使用与安全管理、检查验收与检测措施,以及脚手架的拆除等,均应按照国家有关安全技术规范执行(具体要求参见本工程《外墙脚手架专项施工方案》)。
7、应急救援预案(包括预防高处坠落事故技术措施、应急救援预案、应急救援措施等):
参见本工程《外墙脚手架专项施工方案》。
四、脚手架的计算
根据本工程的实际情况,按最不利的条件进行脚手架计算。
1.计算参数设定
(1)脚手架基本参数
楼层最大标高+85.75m,脚手架起搭标高为+28.55m,脚手架最大标高+87.30m,采用悬挑型钢+拉吊卸荷的搭设形式,设4个卸荷段分别是+28.55~+38.60,+38.60+56.60,+56.60~+74.60,+74.60~+87.30,其中设1个型钢支承段分别是+28.55~+38.60。
脚手架采用Φ48×3.0钢管,内立杆离墙0.20m;立杆步距h=1.80m,立杆纵距La=1.50m,立杆横距0.80m;横向水平杆在下,横向水平杆上设有2根纵向水平杆;连墙件按2步2跨布置,脚手架铺冲压钢脚手板。
(2)钢管截面特征
钢管型号Φ48×3.0mm,截面积A=424mm2,惯性矩I=107800mm4;截面模量W=4490mm3,回转半径i=15.9mm,每米长质量0.0326kN/m;Q235钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N/mm2,弹性模量E=206000N/mm2。
(3)荷载标准值
1)永久荷载标准值
每米立杆承受的结构自重标准值为0.1069kN/m,
脚手板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.30kN/m2,
栏杆与挡板采用冲压钢脚手板,自重标准值为0.1600kN/m,
脚手架上吊挂的安全设施(安全网)自重标准值为0.010kN/m2
2)施工均布活荷载标准值
装修脚手架为2.00kN/m2,结构脚手架为3.00kN/m2。
3)风荷载
地面粗糙度按C类;风压高度变化系数μz=0.74;
挡风系数=0.800,,背靠建筑物按敞开,框架和开洞墙计算,则脚手架风荷载体型系数
μs=1.3=1.3×0.800=1.040,工程位于广东省广州市,基本风压ω0=0.30kN/m2;
2.纵向水平杆验算
(1)荷载计算
钢管自重GK1=0.0326kN/m;脚手板自重GK2=0.30×0.27=0.08;施工活荷载QK=3.00×0.27=0.80;
作用于纵向水平杆线荷载标准值:
永久荷载q1=1.2×(0.0326+0.08)=0.14kN/m;
施工活荷载q2=1.4×0.80=1.12kN/m。
(2)纵向水平杆验算
每根钢管长约6.00m,按四连续梁计算L=1.50m。
1)抗弯强度验算
弯矩系数KM1=-0.107
M1=KM1q1L2=-0.107×0.14×1.502=-0.03kN.m
弯矩系数KM2=-0.121
M2=KM2q2L2=-0.121×1.12×1.502=-0.30kN.m
Mmax=M1+M2=0.03+0.30=0.33kN.m
σ=Mmax/W=0.33×106/4490=73.50N/mm2
纵向杆的抗弯强度σ=73.50N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
2)挠度验算
挠度系数Kυ1=0.632
υ1=Kυ1q1L4/(100EI)=0.632×(0.14/1.2)×(1500)4/(100EI)=0.17mm
挠度系数Kυ2=0.939
υ2=Kυ2q2L4/(100EI)=0.939×(1.12/1.4)×(1500)4/(100EI)=1.71mm
υmax=υ1+υ2=0.17+1.71=1.88mm
纵向杆的υmax=1.88mm<[υ]=L/150=10mm与10mm,满足要求。
3)最大支座反力
Rq1=1.143×0.14×1.50=0.24kN
Rq2=1.223×1.12×1.50=2.05kN
Rmax=Rq1+Rq2=0.24+2.05=2.29kN
3.横向水平杆验算
(1)荷载计算
钢管自重gk1=0.0326kN/m
中间纵向水平杆传递支座反力R中=Rmax=2.29kN
旁边纵向水平杆传递支座反力R边=Rmax/2=1.15kN
(2)横向水平杆受力计算
按单跨简支梁计算,跨度为:
L=0.80m
1)抗弯强度验算
Mmax=q12/8+R中L/3
=0.0326×0.80×0.80/8+2.29×0.80/3=613275N.mm=0.61kN.m
σ=Mmax/W=613275/4490=136.59N/mm2
横向水平杆的抗弯强度σ=136.59N/mm2<0.85f=174N/mm2,满足要求。
2)挠度验算
集中荷载产生的挠度为
υ1=Pa(3L2-4a2)/(24EI)=2290×267(3×8002-4×2672)/(24EI)=1.87mm
均布荷载产生的挠度为
υ2=5qL4/384EI=5×0.0326×8004/(384EI)=0.01mm
υmax=υ1+υ2=1.87+0.01=1.88mm
横向水平杆的υmax=1.88mm<[υ]=L/150=5mm与10mm,满足要求。
4.横向水平杆与立杆的连接扣件抗滑移验算
R=R中+R边+Gk1×L/2=2.29+1.15+0.0326×0.40=3.45kN
横向水平杆与立杆连接扣件R=3.45kN<Rc=8.0kN(Rc为扣件抗滑承载力设计值),满足要求。
5.立杆容许长细比验算
计算长度附加系数k=1.0;
考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数μ=1.50;
立杆步距h=1.80m;立杆计算长度Lo=kμh=1.0×1.50×1.80=2.70m=2700mm
长细比λ=Lo/i=2700/15.9=169.81
立杆长细比λ=169.81<[210],满足要求。
轴心受压稳定性系数
Lo=kμh=1.155×1.50×1.80=3.12m=3119
λ=Lo/i=3119/15.9=196,
=0.188。
6.型钢支承段立杆验算、型钢承载力验算
序号
各标高段
立杆作用力(组合风荷载)
上层立杆传递力
验算作用力
1
+74.60~+87.30m
8.16
0
8.16
2
+56.60~+74.60m
8.93
8.16×0.10=0.82
8.93+0.82=9.75
3
+38.60~+56.60m
8.93
9.75×0.10=0.98
8.93+0.98=9.91
4
悬挑段+28.55~+38.60
8.27
9.91×0.10=0.99
8.27+0.99=9.26
6.1悬挑段+28.55~+38.60m
6.1.1型钢支承段立杆验算:
(1)荷载计算
立杆所受荷载包括:
脚手架结构自重、构配件自重及活荷。
其中:
1)脚手架结构自重包括:
立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重:
gk=0.1069kN/m,脚手架结构自重:
NGlk=gkH=0.1069×10.05=1.07kN。
2)构配件自重包括:
脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重。
脚手板重量:
5×1.50×0.40×0.30=0.90kN;
栏杆、挡脚板重量5×1.50×0.16=1.20kN;
安全网重量:
10.05×1.50×0.010=0.15kN;
构配件自重NG2k=0.90+1.20+0.15=2.25kN。
3)活荷载包括:
a.施工荷载按2层作业计算(其中1层为结构施工,1层装修施工)得:
NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN
b.风荷载标准值计算
4)作用于脚手架上的水平风荷载标准值ωk
水平风荷截标准值ωk=μzμsω0=1.00×1.040×0.30=0.31kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩:
MW=0.9×1.4Mωk=0.9×1.4ωkLah2/10
=0.9×1.4×0.31×1.50×1.80×1.80/10=0.19kN.m=190000N.mm
(2)立杆稳定性验算
1)不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+NG2k)+1.4ΣNQk=1.2×(1.07+2.25)+1.4×3.00=8.18kN
N/(A)=8.18×1000/(0.188×424)=102.62N/mm2
2)组合风荷载时
N1=1.2(NGlk+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.07+2.25)+0.9×1.4×3.00=7.76kN
上层立杆传递作用力:
N2=7.76×0.10=0.78kN
N=N1+N2=7.76+0.78=8.54kN
N/(A)+MW/W=8.54×1000/(0.188×424)+190000/4490=149.40N/mm2
立杆稳定性为149.40N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
6.1.2型钢承载力验算:
悬挑材料选采用16号工字钢
H=160mm,b=6.0mm,t=9.9mm,q=0.21kN/m,w=140900mm3,IX=11270000mm4,S=80800mm3,
E=206000N/mm2,f=205.00N/mm2,fv=120.00N/mm2,fy=235N/mm2。
支座反力计算公式
RA=N(2+k2+k1)+0.5qL(1+k2)RB=-N(k2+k1)+0.5qL(1-k2)
支座弯矩计算公式
MA=-N(lC2+lC3)-qlC12/2
C点最大挠度计算公式
υmax=NlC22L(1+k2)/3EI+NlC32L(1+k1)/3EI+qlC1L3(-1+4k2+3k3)/24EI
其中k=lC1/L=1.20/1.50=0.80,k1=lC3/L=0.20/1.50=0.13,k2=lC2/L=1.00/1.50=0.67
(1)抗弯强度验算
lC2=1.00m,lC3=0.20m,N1=N2=8.54kN=8536N,γx=1.05;
Mx=-N(lC2+lC3)-qlC12/2
=-8.54×(1.00+0.20)-0.21×1.202/2=-10.39kN.m=-10394400N.mm
σ=Mx/γxWx=10394400/(1.05×140900)=70.26N/mm2
悬挑型钢梁抗弯强度σ=70.26N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。
(2)抗剪强度验算
V=2N+qlC1=8.54×2+0.21×1.20=17.32kN
τ=VS/Ixtw=17324×80800/(11270000×6)=20.70N/mm2
悬挑型钢梁抗剪强度τ=20.70N/mm2<120.00N/mm2,满足要求。
(3)整体稳定验算
L1=1000mm=1.00m,t=10
b=(570×88×10)/(1000×160)=3.10
b'=1.07-0.282/b=1.07-0.282/3.10=0.98
Mx/b'Wx=10394400/(0.98×140900)=75.34N/mm2
悬挑型钢梁整体稳定性=75.34N/mm2<215.00N/mm2,满足要求。
(4)挠度验算
υmax=NlC22L(1+k2)/3EI+NlC32L(1+k1)/3EI+qlC1L3(-1+4k2+3k3)/24EI
=8536.00×1000.002×1500.00×(1+0.67)/(3×206000×11270000)
+8536.00×200.002×1500.00×(1+0.13)/(3×206000×11270000)
+0.21×1200.00×1500.003×(-1+4×0.802+3×0.803)/(24×206000×11270000)
=3.06+0.08+0.05
=3.19mm
悬挑型钢梁挠度υmax=3.19mm<[υ]=1200.00/250=4.80mm,满足要求。
RB=-N(k2+k1)+0.5qL(1-k2)
=-8536.00×(0.67+0.13)+0.5×0.21×1500.00×(1-0.802)=-6772N;
Nm=RB=6772N;
预埋锚固钢筋按两个截面同时受力计算:
取φ18钢筋;
As=2×254.34=508.68mm2;
Nm/As=6772/508.68=13.31N/mm2
锚固钢筋Nm/As=13.31N/mm2<50N/mm2,满足要求。
7.拉吊卸荷段立杆、钢丝绳计算
7.1+38.60~+56.60m,拉吊段净高度为18.00m,拉吊段计算高度为18.00m,拉吊段底标高为+38.60m,脚手板铺5层。
(1)荷载计算
立杆所受荷载包括:
脚手架结构自重、构配件自重及活荷。
其中:
1)脚手架结构自重:
NG1k=gkH=0.1069×18.00=1.92kN。
2)构配件自重包括:
脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重
脚手板重量:
5×1.50×0.40×0.30=0.90kN
栏杆、挡脚板重量:
5×1.50×0.16=1.20kN
安全网重量:
18.00×1.50×0.010=0.27kN
构配件自重NG2k=0.90+1.20+0.27=2.37kN
3)活荷载包括:
a.施工荷载按:
2层作业计算得:
NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN
b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+38.60m,风压高度变化系数μz=1.13,其余参数同前;
水平风荷载标准值ωk=1.13×1.040×0.30=0.35kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩
MW=0.9×1.4Mωk=0.9×1.4ωkLah2/10
=0.9×1.4×0.35×1.50×1.80×1.80/10=0.22kN.m=220000N.mm
(2)立杆稳定性验算
1)不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+NG2k)+1.4ΣNQk=1.2×(1.92+2.37)+1.4×3.00=9.35kN
N/(A)=9.35×1000/(0.188×424)=117.30N/mm2
2)组合风荷载时
N1=1.2(NGlk+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.92+2.37)+0.9×1.4×3.00=8.93kN
上层立杆传递作用力:
N2=9.75×0.10=0.98
N=N1+N2=8.93+0.98=9.91kN
N/(A)+MW/W=9.91×1000/(0.188×424)+220000/4490=173.32N/mm2
立杆稳定性为173.32N/mm2<f=205N/mm2,满足要求。
(3)钢丝绳验算
h=3.15m,La=0.80m,离墙距离=0.20m,N=9.91kN
钢丝绳采用φ=16mm,钢丝绳允许拉力[P]=20.29kN
Toa=9.91×(1.002+3.152)0.5/3.15=10.40kN;
Tob=9.91×(0.202+3.152)0.5/3.15=9.93kN;
钢丝绳承受拉力Toa=10.40kN<[P]=20.29kN,Tob=9.93kN<[P]=20.29kN,钢丝绳强度满足要求。
7.2+56.60~+74.60m,拉吊段净高度为18.00m,拉吊段计算高度为18.00m,拉吊段底标高为+56.60m,脚手板铺5层。
(1)荷载计算
立杆所受荷载包括:
脚手架结构自重、构配件自重及活荷。
其中:
1)脚手架结构自重:
NG1k=gkH=0.1069×18.00=1.92kN。
2)构配件自重包括:
脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等到防护设施的自重
脚手板重量:
5×1.50×0.40×0.30=0.90kN
栏杆、挡脚板重量:
5×1.50×0.16=1.20kN
安全网重量:
18.00×1.50×0.010=0.27kN
构配件自重NG2k=0.90+1.20+0.27=2.37kN
3)活荷载包括:
a.施工荷载按:
2层作业计算得:
NGk=1.50×0.80/2×(3.00+2.00)=3.00kN
b.风荷载标准值计算
拉吊段底离地高度+56.60m,风压高度变化系数μz=1.35,其余参数同前;
水平风荷载标准值ωk=1.35×1.040×0.30=0.42kN/m2
由风荷载设计值产生的立杆段弯矩
MW=0.9×1.4Mωk=0.9×1.4ωkLah2/10
=0.9×1.4×0.42×1.50×1.80×1.80/10=0.26kN.m=260000N.mm
(2)立杆稳定性验算
1)不组合风荷载时
N=1.2(NGlk+NG2k)+1.4ΣNQk=1.2×(1.92+2.37)+1.4×3.00=9.35kN
N/(A)=9.35×1000/(0.188×424)=117.30N/mm2
2)组合风荷载时
N1=1.2(NGlk+NG2k)+0.9×1.4ΣNQk=1.2×(1.92+2.37)+0.9×1.4×3.00=8.93kN
上层立杆传递作用力:
N2=8.16×0.10=0.82
N=N1+N2=8.93+0.82=9.75kN
N/(A)+MW/W=9.75×1000/(0.188×424)+260000/4490=180.22N/mm2