脚手架工程专项方案.docx
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脚手架工程专项方案
重庆嘉慧仓储一期项目
脚
手
架
工
程
专
项
方
案
编制人:
审核人:
目录
一、工程概况
二、编制依据
三、脚手架工程
四、脚手架验收与保养
五、材料用表
附件:
钢管落地脚手架计算书
钢管、扣件、安全网检测报告
一、工程概况:
重庆嘉慧仓储一期项目脚手架工程主要是针对综合楼,该建筑设计为5层,首层层高4m和2~5层层高均为3.6m。
综合楼为钢筋砼框架结构,建筑物长度74m,宽度18.6m,主体高度19.2m,为不上人屋面。
设计板厚为100mm;设计最大梁截面尺寸为300mm*1050mm,跨度8.2m;设计最大柱截面尺寸为700mm*700mm。
外墙抹灰后,采用0.47mm厚金属压型板覆盖。
支撑地基均为密实碎石土上铺C20素砼。
二、编制依据
1、建筑施工手册;
2、重庆嘉慧仓储一期项目施工蓝图;
3、重庆嘉慧仓储一期项目施工组织设计;
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011);
5、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
6、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
7、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
8、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);
9、现行的国家及重庆市的有关规范、规程和标准;
10、重庆市现行的安全生产、文明施工的规定。
三、脚手架工程
(一)脚手架的搭设
1、外墙双排脚手架
外墙脚手架采用普通双排钢管外脚手架,外脚手架架宽按1m考虑,以满足水平运输。
脚手架采用直径为48×3.25mm的钢管。
钢管用作主柱、小横杆、斜撑等,连接构件回转扣、直角扣、对接扣采用钢制品。
回转扣用于连接两根呈任意角度相交的杆件,如主柱和十字撑的连接。
直角扣用于连接两根垂直相交的杆件,如主柱与大、小横杆的连接。
对接扣和用于两条钢管杆件的对接,如主柱的垫脚。
底座用φ40钢管和4~5mm钢板制成,用于主柱的垫脚。
底座的底板面积不应少于200cm2。
双排脚手架搭设的基本要求:
搭设时先立立柱,立柱架设先立里侧立柱,后立外侧立柱,立立柱时采用钢管与建筑做临时连接固定。
立柱立好后,即架设大、小横杆。
当第一步的大、小横杆架设完毕后,在距底部300mm外设置一道大、小横杆(扫地杆),以保持脚手架底部的整体性,铺设脚手板,做好固定件,以方便操作者上去架设第二步脚手架。
同时,在立柱外侧的规定位置及时设置剪刀撑,以防止脚手架纵向倾倒。
剪刀撑的设置应与脚手架的向上架同步进行。
脚手架每搭设一层要进行外包安全网布置。
脚手架搭设时,横距Lb为1m,纵距La为1.5m,大小横杆的步距为1.5m,小横杆间距1.5米,剪刀撑间距为9米设一道,搭设到顶,斜杆与水平杆成45~60度。
内排架距离墙长度为0.25m
外墙双排脚手架搭设顺序:
地基夯实→铺设木垫板→摆放扫地杆→逐根树立杆,随即与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆、扣紧→安第一排大横杆(与各立杆扣紧)→安装第二步大横杆→第二步小横杆→第三、四步大横杆和小横杆→与墙体拉接→接立杆→加设剪刀撑→铺设脚手板。
2、室内满堂脚手架
考虑到楼板厚度只有100mm,所以脚手架采用直径为48×3.25mm的钢管,满堂脚手架顶撑间距按1.2mm×1.2mm布置,离地面30cm高处设一道扫地杆,扫地杆应纵横向设置,以后每1.5m增设一道水平横杆,水平杆同样应纵横向设置。
在搭设水平横杆及竖向立杆的同时,沿长方向每隔9m增设一道剪刀撑,且剪刀撑必须一撑到顶。
满堂脚手架搭设顺序:
摆放扫地杆→逐根树立杆,随即与扫地杆扣紧→装扫地横杆并与立杆、扣紧→安装第一步横杆(纵横方向与各立杆扣紧)→安装第二步大横杆→安装锚斜支拉式脚手架→加设剪刀撑→铺设脚手板。
在搭设柱子的钢管脚手架时,柱子的四个角的钢管必须用双扣件连接,且柱子的脚手架必须与满堂脚手架相接,以防浇筑柱砼时出现偏位、跑模现象。
在架设梁底脚手架时,首先由项目部专业测量人员对梁底横向钢管标高进行抄平,钢管固定后再铺设梁底模板。
支撑梁底的钢管与立杆必须采用直角扣连接,且必须设置双扣件。
(二)脚手架搭设技术要点
1、在底部立柱时间隔交叉采用不同长度的钢管,将相邻立柱的对接接头位于不同高度上,使立杆受荷的薄弱截面错开。
脚手架的小横杆,上下步应交叉设置于立杆的不同侧面,使立杆在受荷时偏心减少。
2、立杆、扶手接长采用对接扣件。
不得采用旋转扣件。
大、小横杆与立杆连接,扶手与立杆连接采用直角扣件。
剪刀撑和斜撑与立杆和大横杆的连接采用旋转扣件。
剪刀撑的纵向接长采用旋转扣件。
所有扣件的坚固力矩应达到40~70KN.M,过小则扣件容易滑移,过大则会引起扣件的铸铁断裂。
在安装扣件时,所有扣件的开口必须向外。
这样可以防止闭口缝的螺钩挂操作者的衣裤,影响操作和避免造成安全事故。
3、搭设脚手架时,每完成一步都要及时校正立柱的垂直度和大、小横杆的标高和水平度,使脚手架的步距、横距、纵距上下始终保持一致。
(三)脚手架拆除技术要点
1、梁底及板底脚手架拆除之前必须有试验室提供的同条件试块的抗压检验报告,且达到设计强度的75%以上;
2、拆装脚手架的顺序和方法,应遵循先支后拆、后支先拆;先拆不承重的脚手架模板、后拆承重部分的脚手架模板,自上而下;支架先拆侧向支撑,后拆竖向支撑等原则;
3、板底模板下全部铺设的钢管,所以拆除时先只松动顶部横向钢管扣件,然后将板底钢管逐根抽除,再逐片拆除顶板模板,禁止将竖向支撑钢管全部拆除后成片拉除模板。
最后拆除竖向支撑钢管;
4、在拆除电梯井及洞口处的脚手架时,先应加固电梯井及洞口上层楼板脚手架,然后再拆除下层脚手架及模板。
5、拆下的钢管、扣件严禁从高处往低处抛掷,并归堆码放。
四、脚手架验收与保养
1、脚手架搭架完毕后班组进行自检,合格后报项目部专业质检员复检。
由项目部组织安全质量科进行复检,合格后由项目部报监理及甲方进行验收,验收合格后方可使用。
2、脚手架在使用过程中,安排专人进行检修与保养。
负责日常检查、保养和定期检查与整修。
在每次强风、雷雨过后都要认真检查,整修后方可使用。
五、材料用表
序号
材料名称
数量
单位
备注
1
Φ48钢管
100
t
2
直角扣件
5000
个
3
回转扣件
800
个
4
对接扣件
1000
个
5
木跳板
200
m
6
安全防护网
3800
m2
7
木方
50
M3
钢管落地脚手架计算书
扣件式钢管落地脚手架的计算依据《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》(GB50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等编制。
一、参数信息
1.脚手架参数
双排脚手架搭设高度为20.7m,立杆采用单立杆;
搭设尺寸为:
横距Lb为1m,纵距La为1.8m,大小横杆的步距为1.8m;
内排架距离墙长度为0.25m;
大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;
采用的钢管类型为Φ48×3.25;
横杆与立杆连接方式为单扣件;
连墙件采用两步三跨,竖向间距3.6m,水平间距5.4m,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工均布活荷载标准值:
2.000kN/m2;脚手架用途:
装修脚手架;
同时施工层数:
2层;
3.风荷载参数
本工程地处重庆,基本风压0.35kN/m2;
风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数μs为0.229;
4.静荷载参数
每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):
0.1337;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.300;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):
0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;
脚手板类别:
竹笆片脚手板;栏杆挡板类别:
竹笆片脚手板挡板;
每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):
0.036;
脚手板铺设总层数:
13;
5.地基参数
地基土类型:
碎石土;地基承载力标准值(kPa):
900.00;
立杆基础底面面积(m2):
0.20;地基承载力调整系数:
0.40。
二、大横杆的计算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定,大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值:
P1=0.036kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1/(2+1)=0.1kN/m;
活荷载标准值:
Q=2×1/(2+1)=0.667kN/m;
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.036+1.2×0.1=0.163kN/m;
活荷载的设计值:
q2=1.4×0.667=0.933kN/m;
图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.强度验算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
跨中最大弯距计算公式如下:
M1max=0.08q1l2+0.10q2l2
跨中最大弯距为M1max=0.08×0.163×1.82+0.10×0.933×1.82=0.345kN·m;
支座最大弯距计算公式如下:
M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2
支座最大弯距为M2max=-0.10×0.163×1.82-0.117×0.933×1.82=-0.407kN·m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.345×106,0.407×106)/4790=84.969N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为σ=84.969N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。
计算公式如下:
νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI
其中:
静荷载标准值:
q1=P1+P2=0.036+0.1=0.136kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=0.667kN/m;
最大挠度计算值为:
ν=0.677×0.136×18004/(100×2.06×105×115000)+0.990×0.667×18004/(100×2.06×105×115000)=3.332mm;
大横杆的最大挠度3.332mm小于大横杆的最大容许挠度1800/150mm与10mm,满足要求!
三、小横杆的计算
根据JGJ130-2001第5.2.4条规定,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值:
p1=0.036×1.8=0.065kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1×1.8/(2+1)=0.180kN;
活荷载标准值:
Q=2×1×1.8/(2+1)=1.200kN;
集中荷载的设计值:
P=1.2×(0.065+0.18)+1.4×1.2=1.974kN;
小横杆计算简图
2.强度验算
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
Mqmax=ql2/8
Mqmax=1.2×0.036×12/8=0.005kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=Pl/3
Mpmax=1.974×1/3=0.658kN·m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.663kN·m;
最大应力计算值σ=M/W=0.663×106/4790=138.462N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=138.462N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2,满足要求!
3.挠度验算
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:
νqmax=5ql4/384EI
νqmax=5×0.036×10004/(384×2.06×105×115000)=0.02mm;
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.065+0.18+1.2=1.445kN;
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:
νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EI
νpmax=1444.62×1000×(3×10002-4×10002/9)/(72×2.06×105×115000)=2.164mm;
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.02+2.164=2.184mm;
小横杆的最大挠度为2.184mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=6.667与10mm,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。
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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
大横杆的自重标准值:
P1=0.036×1.8×2/2=0.065kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.036×1/2=0.018kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1×1.8/2=0.27kN;
活荷载标准值:
Q=2×1×1.8/2=1.8kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.065+0.018+0.27)+1.4×1.8=2.943kN;
R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架立杆荷载计算
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容:
(1)每米立杆承受的结构自重标准值,为0.1337kN/m
NG1=[0.1337+(1.80×2/2)×0.036/1.80]×20.70=3.511kN;
(2)脚手板的自重标准值;采用竹笆片脚手板,标准值为0.3kN/m2
NG2=0.3×13×1.8×(1+0.2)/2=4.388kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹笆片脚手板挡板,标准值为0.15kN/m
NG3=0.15×13×1.8/2=1.755kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:
0.005kN/m2
NG4=0.005×1.8×20.7=0.186kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.84kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到,活荷载标准值
NQ=2×1×1.8×2/2=3.6kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×9.84+0.85×1.4×3.6=16.091kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.84+1.4×3.6=16.847kN;
六、立杆的稳定性计算
风荷载标准值按照以下公式计算
Wk=0.7μz·μs·ω0
其中ω0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
ω0=0.35kN/m2;
μz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
μz=0.74;
μs--风荷载体型系数:
取值为0.229;
经计算得到,风荷载标准值为:
Wk=0.7×0.35×0.74×0.229=0.042kN/m2;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.042×1.8×1.82/10=0.029kN·m;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)+MW/W≤[f]
立杆的轴心压力设计值:
N=16.091kN;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)≤[f]
立杆的轴心压力设计值:
N=N'=16.847kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.59cm;
计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得:
k=1.155;
计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表5.3.3得:
μ=1.5;
计算长度,由公式l0=kuh确定:
l0=3.118m;
长细比:
L0/i=196;
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:
φ=0.188
立杆净截面面积:
A=4.57cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=4.79cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
考虑风荷载时
σ=16091.424/(0.188×457)+28813.616/4790=193.308N/mm2;
立杆稳定性计算σ=193.308N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
不考虑风荷载时
σ=16847.424/(0.188×457)=196.092N/mm2;
立杆稳定性计算σ=196.092N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
七、最大搭设高度的计算
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
Hs=[φAf-(1.2NG2k+0.85×1.4(ΣNQk+MwkφA/W))]/1.2Gk
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=6.329kN;
活荷载标准值:
NQ=3.6kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.134kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.029/(1.4×0.85)=0.024kN·m;
Hs=(0.188×4.57×10-4×205×103-(1.2×6.329+0.85×1.4×(3.6+0.188×4.57×100×0.024/4.79)))/(1.2×0.134)=32.519m;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=Hs/(1+0.001Hs)
[H]=32.519/(1+0.001×32.519)=31.495m;
[H]=31.495和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=31.495m。
脚手架单立杆搭设高度为20.7m,小于[H],满足要求!
八、连墙件的稳定性计算
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:
Nl=Nlw+N0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz=0.92,μs=0.229,ω0=0.35,
Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.229×0.35=0.052kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=19.44m2;
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
Nlw=1.4×Wk×Aw=1.405kN;
连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.405kN;
连墙件承载力设计值按下式计算:
Nf=φ·A·[f]
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比l/i=250/15.9的结果查表得到φ=0.958,l为内排架距离墙的长度;
A=4.57cm2;[f]=205N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.958×4.57×10-4×205×103=89.75kN;
Nl=6.405 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到Nl=6.405小于双扣件的抗滑力16kN,满足要求! 连墙件扣件连接示意图 九、立杆的地基承载力计算 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p≤fg 地基承载力设计值: fg=fgk×kc=360kPa; 其中,地基承载力标准值: fgk=900kPa; 脚手架地基承载力调整系数: kc=0.4; 立杆基础底面的平均压力: p=N/A=80.457kPa; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=16.091kN; 基础底面面积: A=0.2m2。 p=80.457kPa≤fg=360kPa。 地基承载力满足要求!
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