外架方案.docx
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外架方案
目录
1.编制依据―――――――――――――――――2
2.工程概况―――――――――――――――――2
3.脚手架采用形式及选用材料―――――――――3
4.悬挑式脚手架构造要求―――――――――――5
5.外架承载力验算――――――--------――――6
6.卸料平台--------―――――――――――――13
7.外架施工技术措施―――――――――――――13
8.脚手架的安全管理―――――――――――――19
1.编制说明:
编制本施工方案是根据工程的实际情况,认真组织安排建立完整的分项工程质量安全保障体系,加强分项工程质量管理监控,依照施工组织设计方案进行项目细化。
具有施工操作性和实用性,更能抓好施工计划协调管理工作,保正施工生产的均衡性、连续性,确保分项工程质量进度及总体工程质量进度的计划总目标。
本方案根据《钢管脚手架搭拆工程施工工艺标准》(GB308-14)、脚手架的计算依据《建筑施工手册》第四版、《建筑施工计算手册》、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等规范,及福泉花园二期设计施工图、施工合同文件
进行编制。
2.工程概况:
本工程设计二类小高层建筑,耐火等级二级,使用年限为50年,抗震设防烈度为六度,框支剪力墙结构,总面积约100000㎡,本工程由主楼、裙楼及地下室组成,地下室共三层,总深度-15.73m,。
月牙泉第5栋,层数为18+1F,高度为57.6米,建筑面积:
22153.51㎡;其余为层数11F,高度为33.6米,建筑面积:
77846㎡。
本工程除珍珠泉1栋一单元、蝴蝶泉1栋一、二、三单元外,本工程地下室连成一个整体,分别在酒金大道设人行出口和车辆出口。
本建筑利用小区道路作为消防车道,东、北、西三面均可作为登高面,且东、北、西三面均可供消防车辆到达。
3.脚手架采用形式及选用材料:
3.1、脚手架采用形式
根据与建设方签订的施工合同,及现场的实际情况,建设方要求地下室先交付使用,为不影响地下室裙楼部分的正常使用,本工程的外架搭设形式如下:
地下室阶段:
搭设总高度为18.7m,采用落地式钢管脚手架,,立杆纵距取1.8m,横距(两立杆钢管中心距)0.8m,大横杆步距1.8m。
塔楼主体阶段:
11F的塔楼,珍珠泉二栋西面外架、蝴蝶泉5栋西面及南面外架搭设悬挑式钢管脚手架。
悬挑高度:
35.6米,卸载层高度21米。
其余部分搭设落地式脚手架,搭设高度35.6米。
立杆纵距取1.6m,横距(两立杆钢管中心距)0.8m,大横杆步距1.8m。
18F塔楼,月牙泉5栋1、2、3单元北面外架及3单元西面外架搭设悬挑式钢管脚手架,分两次悬挑,悬挑高度为29.8米。
其余部分1-9层搭设落地式脚手架。
10-18层搭设悬挑式脚手架。
悬挑材料使用15b工字钢。
综上,本方案只需计算悬挑高度为35.6米的钢管脚手架,其他搭设方式的脚手架即可满足要求。
3.2、材料要求
3.2.1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3号)钢,其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》(GB700-89)中Q235A钢的规定。
3.2.2、外脚手架搭设选用Φ48×3.5(实际壁厚在2.5~3.5之间)的焊接钢管,采用直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接。
用于立杆、大横杆和斜杆的钢管长度以3~6m为宜,小横杆长度1.5m。
有裂缝的钢管严禁使用,有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用。
3.2.3、根据《可铸铁分类及技术条件》(GB978-67)的规定,扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。
铸件不得有裂纹、气孔,不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝,毛刺、氧化皮等清除干净。
3.2.4、扣件与钢管的贴合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
3.2.5、扣件:
铸钢,所用扣件必须在螺栓拧紧扭力矩达65Nm时,不发生破坏的才能采用。
扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。
扣件表面应进行防锈处理。
3.2.6、脚手板采用竹跳板,不得有开裂、腐朽。
脚手板的两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各设两道箍。
3.2.7、钢管及扣件报废标准:
钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀;扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。
3.2.8、连墙件:
采用钢管(预埋)加扣件与结构梁、柱连接。
3.2.9、外脚手架共满铺三层竹跳板,外边采用密目安全网围护。
3.2.10、外架钢管采用黄色,剪刀撑、挡脚板采用红白相间色(间距1m×1m)。
4.悬挑式脚手架构造要求
小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。
而剪刀撑、斜撑和连墙件主要保证脚手架整体刚度和稳定性。
并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。
其中连墙件则承受全部的风荷载。
扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。
采用15b号工字钢,从楼板面悬挑出1250,支点设置在离结构边300mm处,工字钢长度有3000mm,4500mm,6000mm。
所使用的工字钢不得有锈蚀、孔洞等。
除使用工字钢悬挑外,采用φ14,6×19光面钢丝绳反拉工字钢。
以保证架体的安全。
(详见附图)
根据本工程的实际情况,立杆纵距取1.6m,横距(两立杆钢管中心距)0.8m,大横杆步距1.5m。
楼体外立面造型阳台和漂窗凸出楼层板的小横杆顶端距结构边缘200mm;外墙装修为涂料立面和内立杆与结构间距300mm,从而保证了装修作业空间。
上、下两根大横杆之间设一道护身栏杆(高度900mm)。
上、下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中,以减少立杆偏心受载,且与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。
剪刀撑宽度取3~5倍立杆纵距,斜杆与地面夹角在450~600范围内、搭接长度为1.0m且搭接段不少于三个扣件,最大面的斜杆与立杆的连接点离地面不宜大于500mm。
小横杆的设置:
小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上、偏离主节点的距离不应大于150mm,靠墙一侧的外伸长度距墙不应大于150mm,外架立面外伸长度200mm。
小横杆长度为1m,内外分别伸出架外0.05m和0.05m,并设于大横杆上,大横杆每隔3.6m(即2个立杆间距)在立杆的两侧应绑扎两道小横杆,用于铺设3m长的脚手板,在操作层小横杆加密设置。
脚手板在操作层满铺竹片脚手板,板厚不得小于5cm,螺栓孔不得大于1厘米,螺栓必须拧紧。
竹片脚手板其两边的竹杆直径不得小于4.5厘米,长度一般以2.2-3米,宽度以40厘米为宜。
连墙件设置:
脚手架与建筑物主体结构,连墙件按2步3跨布置,其竖向间距H1=2h=2×1.5=3m,水平间距L1=3L=3×1.6=4.8m。
安全网挂设要求:
安全网要求达到400-800目(每床6kg以上、三证齐全)应挂设严密,用绑扎绳绑扎牢固,不得漏眼绑扎,两网连接处应绑在同一杆件上。
水平安全兜网三证齐全铺设符合规范要求,安全兜网要挂设在棚架内侧,脚手架与施工层之间按验收标准要求每10米高度(即每三层)设置一道封闭平网,防止杂物下跌。
5.外架承载力、稳定性验算
5.1外架主体验算
高度为:
35.6米;双排脚手架设置,立杆、水平杆件及栏杆均为Φ48×3.5钢管,脚手板为竹跳板,按隔层铺设竹跳板计算,其荷载分析时任取一纵距断面进行荷载组合。
计算参数:
钢管φ48*3.5,截面积A=489㎜2,截面抵抗矩W=5.08×103㎜3,回转半径i=15.8㎜,I=1.236×104㎜4,钢材抗拉强度设计值fc=205N/㎜2
实际现场使用的钢管壁厚在2.5~3.5之间,按钢管φ48*2.5计算,A=357㎜2,(A=3.14×(242-212))截面抵抗矩W=3.786×103㎜3,回转半径i=11.985㎜,I=0.938×104㎜4,钢材抗拉强度设计值fc=205N/㎜2
1、荷载计算:
(1)恒载的标准值Gk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2
查《建筑施工手册》表5-7:
当lb=0.8m,la=1.6m,步距为h=1.5m时:
gk1=0.1225KN/m
查表5-14得gk1=0.3459KN/m
查表5-15得gk1=0.0768KN/m
Gk=Hi(gk1+gk3)+n1lagk2=35.6×(0.1225+0.0768)+2×1.6×0.3459
=8.202KN
(2)活荷载的标准值Qk
Qk=n1laqk
查《建筑施工手册》表5-16得qk=1.35KN/m
Qk=n1laqk=2×1.6×1.35=4.32KN
(3)、风荷载计算:
由于风荷载随着高度按线性分布,所以取其最大风荷载为计算荷载。
由于都匀地区基本风压w0小于0.35KN/㎡,对于高在50米内的敞开式脚手架构造符合要求,故可不计算风荷载作用。
5.2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:
1.1(MGK+1.15MQK)/W≤fc/r'm
即:
q=1.1(GK+1.15∑QK)
=1.1[(QKLb/2+qk)+1.15KQ·QK·Lb/2]
Lb----立杆横距:
=0.8m
GK----钢管单位长度的自重,查表得38.4N/m
KQ----施工活荷载不均匀分布系数,一般取KQ=1.2
q=1.1×(0.35×0.45+0.00384)+1.265×1.2×3×0.45=2.265KN/m
查《建筑施工手册》表5-5,
r'm=1.19(1+η)/(1+1.17η),
η=8.5714
得r'm=1.19×(1+8.5714)/(1+1.17×8.5714)=1.033
(1)纵向水平杆抗弯强度验算,可按三跨连续均布荷载梁计算
查《建筑施工手册》表2.13可知,最大弯矩处为边跨跨中
Mmax=0.08qLa2
=0.08×2.265×1.6×1.6
=0.463872KN·m
Mmax/w=0.463872×106/(3.786×103)
=120安全
(2)纵向水平杆挠度验算:
Wqk《【w】
查《建筑施工手册》表2.12可知:
Wqkmax=0.677qLa4/100EI
=0.677*2.265*1.54/(100*2.06*105*9.38*10-8)
=4.012㎜<1500/150=10㎜
故挠度满足要求。
(3)扣件抗滑验算
查《建筑施工手册》表2.12可知剪力最大处为:
Vmax=0.6qLa
=0.6*2.265*1.6=2.1744<8KN
故抗滑满足要求
5.3立杆计算
(1)立杆段轴向设计值:
不组合风荷载时:
N=1.2NGK+1.4NQK
=1.2×8.202+1.4×4.32
=15.89KN
(2)立杆稳定性验算:
查《建筑施工手册》表5-20可知立杆计算长度系数μ为1.50,故:
λ=μh/ψA=1.50*1.8/0.0158=170.9
查《建筑施工手册》表5-20可知稳定系数ψ为0.268,
当不组合风荷载时
0.9N/ψA≤fc/r'm
(0.9×15.89)/(0.268*357)=149.5N/㎜2
<fc/r'm=205/1.033=198.45N/㎜2
符合要求
5.4连墙件计算
1、稳定性验算
NI/ψA<fc/r'm
NI=Nw+Ns=5KN
不考虑风荷载引起的连墙件轴压力设计值:
Ns取不小于3KN,取5KN计算。
连墙件计算长度,按最不利考虑为:
L0=立杆横距+内立杆距外墙的距离=0.9+0.3=1.2m
i=15.8mm,故λ=L0/i=1.20/11.985=100.15,查《建筑施工手册》表5-18可知稳定系数为:
ψ为0.588,由此可知连墙杆轴心受压受力为:
Ni/ψA=5000/(0.588*357)=23.82N/㎜2<fc/r'm=150/1.55=96.77N/㎜2
符合要求
连墙杆抗滑验算:
NI=5KN<8×2=16KN
符合要求
5.5验算工字钢
1考虑单独使用工字钢(不使用钢丝绳)也使外架安全
(1)力计算(见图如下):
内应力:
σ=Mmax/rx*Wx
rx为15b工字钢截面塑性发展系数=1.05
Wx为工字钢截面x轴的净截面抗弯模量185.4cm3
Mmax=P1×0.3+P2×1.2=15.89×(0.3+1.2)/2=11.92N/㎜2
σ=11.92×106/1.05×185.4×103=61.22N/㎜2<f=215N/㎜2
安全
剪应力:
τ=VS/Ifw
V=15.89KN,
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Ix=2370×104㎜4,fw为腹板厚度7.0mm
τ=15.89×106.5×106/2370×104×7=10.2N/㎜2<f=215N/㎜2
挠度验算:
工字钢最大挠度在A点,只需计算A点挠度小于L/400即可
1.2米为悬挑长度
υ=NL2(1.2-L2/1.2)/6EImm
=15.89×0.752(1.2-0.75/1.2)×1012/6×206×2370×107
=0.18mm≤1200/400=3mm,
安全
5.6验算钢丝绳
假设在使用过程中,工字钢不受力,即整个架体的荷载全部由钢丝绳来承受
P1=P2=N/2×K1(式中K1为荷载不均匀系数取1.5)
P1=P2=15.89/2*1.5=11.91KN
因为O点无垂直反力,在P1P2点进行受力分解
得TA=P2×(3.052+1.22)1/2/3.05=12.9KN
TB=P1×(3.052+0.32)1/2/3.05=11.99KN
钢丝绳的抗拉强度
Pg≤KPx/a
K,钢丝绳安全取用系数,取8
Px最大拉应力
A考虑钢丝受力不均匀时的钢丝破断拉力换算系数,取0.85,则
Pg=12.9×8/0.85=121.4
采用φ14的6×19钢丝绳:
Pg=121.4KN小于144.05KN较为经济,且安全。
5.7吊环验算
假设所有的力全部由位于C点的卡口钢筋上。
每根工字钢最多承受2跨的外架,则
N1L1=N2L2
N1=15.89×0.75/0.3=39.73KN
σ=39730/2×490.87=40.47≤50N/mm2
(每个预埋钢筋按二个截面计算,吊环应力不大于50N/mm2考虑)
符合要求
预埋钢筋锚固长度每边不小于30d,并与主筋钩牢。
6.卸料平台
卸料平台使用两根4.5米15b工字钢及2根3米15B工字钢焊接而成,中间加焊3米钢管间距300mm。
悬挑出建筑物结构边线3.5米,设计荷载为1吨。
每根工字钢承受荷载0.5吨。
考虑到施工因素影响,假设只有一根工字钢受力即:
承受力1吨,即10KN。
小于悬挑外架工字钢的承受力15.89KN。
完全满足要求。
7.外架施工技措施
1、高低结构脚手架衔接要求、采光井脚手架搭设要求
当外脚手架有高低跨时,高端脚手架在搭设时向低端延长一跨,并形成封闭结构,如下图:
采光井细部脚手架搭设:
当采光井宽度不大于1.5m时,要求立杆距墙不大于30cm,中间用横杆井子连接。
当采光井宽度不大于3m时,要求立杆不少于3排,墙边立杆距墙不大于30cm,中间用横杆田字连接。
如下图:
2、脚手架搭设技术措施
1)、外架搭设
(1)立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。
(2)立杆接头除在顶层可采用搭接外,其余各接头必须采取对接扣件,对接应符合以下要求:
立杆上的对接扣件应交错布置,两相邻立杆接头不应设在同步同跨内,两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3,同一步内不允许有两个接头。
(3)立杆顶端应高出建筑物屋顶1.8m。
(4)脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在距垫铁块表面不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
具体搭设方法可参见下图:
(5)大横杆设于小横杆之下,在立杆内侧,采用直角扣件与立杆扣紧,大横杆长度不宜小于3跨,并不小于6m。
(6)大横杆对接扣件连接、对接应符合以下要求:
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500mm。
并应避免设在纵向水平跨的跨中。
(7)架子四周大横杆的纵向水平高差不超过500mm,同一排大横杆的水平偏差不得大于1/300。
(8)小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上。
(9)每一主节点(即立杆、大横杆交汇处)处必须设置一小横杆,并采用直角扣件扣紧在大横杆上,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150mm,靠墙一侧的外伸长度不应大于250mm,外架立面外伸长度以20Omm为宜。
(10)竹跳板一般应设置在三根以上小横杆上,并应将脚手板两端与其可靠固定,以防倾翻。
脚手板平铺,应铺满铺稳,靠墙一侧离墙面距离不应大于150mm,拐角要交圈,不得有探头板。
(11)搭设中每隔一层外架要及时与结构进行牢固拉结,以保证搭设过程中的安全,要随搭随校正杆件的垂直度和水平偏差,适度拧紧扣件。
(12)拉杆必须从第一层与窗口连接,拉杆与脚手架连接的一端可稍微下斜,不容许向上翘起。
保证垂直4m、水平6m拉接。
(13)脚手架的外立面的两端各设置一道剪刀撑,由底至顶连续设置;中间每道剪刀撑的净距不应大于15m。
(14)剪刀撑的接头采用扣件搭接相连,钢管搭接长度不小于1米,每个节点采用三个扣件连接,最端头扣件离管端大于100mm。
(15)剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
(16)用于大横杆对接的扣件开口应朝架子内侧,螺栓向上,避免开口朝上,以防雨水进入导致扣件锈蚀,锈腐后强度减弱,直角扣件不得朝上。
(17)外架施工层应满铺脚手板,脚手架外侧设防护栏杆一道和挡脚板一道,栏杆上皮高0.9m,挡脚板高不应小于180mm。
栏杆上立挂安全网,网的下口与建筑物挂搭封严(即形成兜网)或立网底部压在作业面脚手板下,再在操作层脚手板下另设一道固定安全网。
(18)剪刀撑是在脚手架外侧交叉成十字形的双杆互相交叉,并与地面成45°~60°夹角。
作用是把脚手架连成整体,增加脚手架的整体稳定。
2)、过门洞的处理
留过门洞处,双排脚手架可挑空1~2根立杆,即在第一步大横杆处断开。
悬空的立杆处用斜杆撑顶,逐根连接三步以上的大横杆,以使荷载分布在两侧立杆上,斜杆下端与地面的夹角要成60°左右,凡斜杆与立杆、大横杆相交处均应扣接。
搭设图例如下:
3)安全网
(1)挂设要求:
安全网应挂设严密,用绑扎绳绑扎牢固,不得漏眼绑扎,两网连接处应绑在同一杆件上。
安全网要挂设在棚架内侧。
(2)脚手架与施工层之间按验收标准设置封闭平网,防止杂物下跌。
4)、安全挡板
通道口及靠近建筑物的露天作业场地要搭设安全挡板,通道口挡板需向两侧各伸出1m,向外伸出3m。
脚手架搭设的质量保证措施
①架体使用的脚手钢管不允许有明显弯曲、压扁、开裂、脱焊、变形及严重锈蚀。
②相邻立杆接头要错开,以保证整体刚度。
立杆最大轴向偏移小于20cm。
③同一横杆两端高差不超过5cm,相邻支撑点处横杆累计高差不超过20cm。
④预留孔或预埋件要求临近两层的垂直偏差不大于20mm,多层累计偏差不大于50mm。
同一点处两预留孔水平高差不大于20mm。
如果偏差超过此限值,必须改进后方可安装。
⑤外架在使用时,必须按不小于40平方米设置一与建筑物拉结点。
8.脚手架的安全管理
高层建筑施工用脚手架在搭设、使用和拆除时,其自身安全和周围环境安全都应十分注意。
本工程建筑外脚手架制订以下安全管理措施:
1)、脚手架的验收管理
外脚手架应按脚手架的验收标准组织有关人员进行检查,全部合格并办妥验收手续后方可启用。
分段搭设的脚手架应分段进行验收,严禁边搭边投入使用。
脚手架的使用与搭设应交叉进行,不允许下部在使用的同时在上部进行搭设。
2)、脚手架的例行保养和检查
脚手架应设置专人进行例行的保养和检查,检查的重点是脚手架的垂直度、脚手架与建筑物的拉结、脚手架的连接件、脚手架上堆载的数量和位置、脚手架的安全设施等,发现隐患应立即消除。
例行保养和检查、自检和专业检查都要有记录。
3)、脚手架的防雷、防电和防火
脚手架的防雷接地可采取单独埋设接地极、利用建筑物的防雷接地、利用塔吊的防雷接地三种方式接地,接地电阻应小于4欧。
施工电线不能直接绑扎在脚手架上,如必须绑扎在脚手架上时,应有可靠的绝缘保护。
脚手架上使用的脚手板、安全网和堆放的易燃品,都易发生火灾,因此要注意防火。
防火以预防为主,平时要加强管理,在脚手架上配置灭火器材,动用明火要审批,并有专人监护,禁止在脚手架上吸烟,杜绝火种来源。
脚手架的防雷、防电、防火要有完整设计,形成制度落实到人。
4)、脚手架上堆载的管理
施工用脚手架上堆载严禁超载。
模板支设、外挑转料平台以及塔吊拉杆都应于脚手架分开,绝对不允许相互拉结。
5)、对脚手架施工人员的管理
参加搭设和拆除脚手架的施工人员要事先进行体检,对不适合高处作业的人员不得安排从事搭设和拆除脚手架工作。
对从事脚手架作业的人员要经常进行安全教育,脚手架搭设前要进行安全及技术交底,要经常对脚手架操作人员进行业务教育,提高他们的业务水平。
外架的搭设和使用均要按照相关规范、规程执行。
外架在施工过程中需切实作好安全及技术交底。
杜绝架体拆装过程中将扣件等从高处抛落。