落地式脚手架施工方案文档格式.docx
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6.7立杆的稳定性计算:
13
6.8最大搭设高度的计算:
15
6.9连墙件的计算:
16
6.10立杆的地基承载力计算:
17
七、脚手架搭设及拆除的安全措施17
7.1、脚手架搭设的安全措施17
7.2、脚手架拆除的安全措施18
附件:
教学南楼落地钢管脚手架平面布置图和立面布置图20
一、工程概况
***********总建筑面积为8144.68㎡,钢筋混凝土框架结构,天然基础,地上共四层,地下一层,建筑物总高度21.32m。
耐火等级为二级,建筑抗震设防烈度为6度,主体结构设计使用年限50年。
脚手架搭设总高度为23m。
为确保施工安全,结合结构形式,工程采用双排落地扣件式钢管脚手架,钢管脚手架封闭施工,四周满挂绿色密目网,起到减少施工灰尘外扬和美化施工环境的作用,脚手架分段挂牌验收,合格后方可使用。
二、构架材料的技术要求
2.1、钢管杆件
钢管杆件包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、斜撑等,钢管采用φ48mm,壁厚3.0mm的焊接钢管。
钢管的材质选用Q235钢。
2.2、扣件
扣件的基本形式有直角扣件、旋转扣件、对接扣件,其材质为可锻铸铁,其质量符合GB15831《钢管脚手架扣件》的规定。
扣件的附件符合Q235钢的质量要求。
扣件螺栓拧紧扭力矩达到65N.m时,扣件不应发生破坏。
2.3、脚手板
脚手板(片)采用钢笆脚手片,宽度0.9m,长度1m。
踢脚板采用180mm木板。
三、脚手架布置
3.1、脚手架的搭设顺序
(1)、按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。
(2)、杆件搭设顺序如下:
场地平整、夯实→材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(搁栅)→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。
3.2、脚手架地基与基础布置
基坑回填后,分层夯实,夯实系数为0.97,基础上、底座下设置厚度为40mm、宽度为180mm、长度3000mm的硬木板,布设必须平稳,不得悬空。
并在四周距脚手架外立杆50cm处设一砖砌排水沟,排水沟尺寸为30×
30cm。
四、施工方案
4.1、排、步、柱距选用
脚手架横距选用0.9m,步距选用1.80m,纵距选用1.50m,连墙件每两步两跨设一点。
4.2、立柱构造要求
立柱接头除在顶层可采用搭接外,其余各接头必须采用对接扣件对接,对接、搭接应符合要求:
(1)脚手架立杆必须设置纵、横向扫地杆,纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200mm处的立柱上。
横向扫地杆采用直角扣固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上,当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定。
图1:
纵横向扫地杆布置图
(2)、立柱上的对接扣件应交错布置,两个相邻立柱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。
(3)、立柱的搭接长度不应小于1m,不少于两个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。
4.3、纵向水平杆构造要求
(1)、纵向水平杆设置在横向水平杆之上、立杆内侧,并以直角扣件扣紧在横向水平杆上。
按照规范要求:
纵向水平杆在操作层的间距不宜大于400mm,本工程横担在小横杆上的纵向水平杆为一根,且应均匀布置。
(2)、纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨,并不小于6m。
(3)、纵向水平杆一般宜采用对接扣件连接,也可采用搭接,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杆的跨中。
搭接接头长度不应小于1m,并应等距设置三个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
4.4、横向水平杆的构造要求
双排架的横向水平杆两端采用直角扣件固定在立柱上,靠墙一侧的外伸长度不应大于200mm。
4.5、脚手板的构造要求
(1)、脚手板主筋应垂直于纵向水平杆方向铺设,应采用对接平铺,四个脚应用直径为3.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。
(2)、自顶层操作层的钢笆脚手片往下计,操作层设置一层钢笆脚手片防护层,主体施工时每层满铺一层钢笆脚手片,待进入装饰工程时每层满铺一层钢笆脚手片。
4.6、连墙件布置及构造要求
(1)、连墙件应采用两步两跨均匀布置,连墙件宜靠近主节点设置,并采用刚性节点,偏离主节点的距离不应大于300mm。
(2)、连墙件必须从底步第一根纵向水平杆处开始设置,当该处设置有困难时,应采用其它可靠措施固定。
(3)、当脚手架下部不能设连墙件时可采用抛撑,抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接,与地面的倾角应在45度至60度之间,连接点中心距主节点的距离不应大于300mm,抛撑在连墙件大赦后方可拆除。
(4)、连墙件中的连墙杆宜呈水平并垂直于墙面设置,与脚手架连接的一端可稍为下斜,不容许向上翘起。
当建筑上口为女儿墙时,落地式钢管脚手架的搭设高度应高出女儿墙上口面1m,具体见下图:
4.7、剪刀撑与横向支撑的构造要求
(1)、每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5—7根之间。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不小于6m,斜杆与地面的倾角宜在45度—60度之间,抛撑底端埋入地不少于30cm。
(2)、脚手架必须在外侧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,由底至顶连续设置。
(3)、剪刀撑斜杆的接头必须采用搭接,搭接接头长度不应小于1m,并应设置不少于两个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
(4)、剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立柱上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
(5)、横向支撑的斜杆应在同一节内,由底至顶层呈之字形连续布置,斜杆应采用旋转扣件固定在与之相交的立柱或横向水平杆的伸出端上。
4.8、作业层、斜道的栏杆和挡脚板搭设要求
(1)栏板和挡脚板均应搭设在外立杆内侧;
(2)上栏杆上皮高度应为1.2m;
(3)挡脚板高度不应小于180mm;
(4)中栏杆应居中设置。
4.9、门洞构造要求
(1)、洞口处增设的斜杆应采用旋转扣件优先固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
(2)、洞口两侧增设的横向支撑应伸出增设的斜杆端部;
增设的短斜杆端部应增设一个安全扣件。
4.10、安全防坠棚构造要求
(1)、在进入建筑物入口处或建筑物物体坠落半径范围内人行通道均需设置安全防坠棚,防坠棚是为在施工的高空落物区搭设安全通道或安全作业棚,搭设时棚上的处边侧及周边考虑设置落物反弹挡壁。
(2)、安全防坠棚采用与架体材料、规格相同的脚手架钢管搭设,长度为3000~6000mm,宽度4000mm,高度3800mm。
(3)通道采用双层防护,两层之间间距900mm,顶层满铺脚手板,下层铺设50*100@350木方,上钉12mm厚木胶合板。
(4)安全通道防坠棚顶层设置防护栏杆,高度1200mm,两道水平杆,间距为400mm,涂红白相间晶石油漆,并满挂密目网。
4.11、之字型斜道构造要求及斜道脚手板构造要求
(1)、斜道宜附着在外脚手架或建筑物上,但斜道杆件要独立设置,人行斜道宽度不应小于1m,坡度宜采用1:
3(高:
长),拐弯处宜设置平台,宽度不应小于斜道宽度。
(2)、斜道两侧平台外围均必须设置栏杆及挡脚板,栏杆高度为1.20m,挡脚板高度不应小于180mm;
(3)、斜道采用脚手板横铺在横向水平杆上,应在横向水平杆上增设纵向支托杆,纵向支托杆间距不应大于500mm。
(4)人行斜道的脚手板上应每隔250—300mm设置一根防滑木条,木条厚度宜采用20—30mm。
(5)脚手板顺铺时,接头应采用搭接,下面的板头应压住上面的板头,板头的凸棱处应采用三角木填顺。
五、脚手架的安全文明设施
5.1、脚手架外侧满挂尼龙密目安全网。
结构作业时每层铺设一层脚手板,施工层铺设一层脚手板;
装饰作业时层层满铺脚手板。
5.2、钢管脚手架避雷设备安装
(1)、钢管架应设置避雷针,避雷针选用Φ10镀锌钢筋制作,设在主楼外架四角立杆上,高度高出脚手架上端不小于1m,并联通大横杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于10Ω。
(2)、接地利用镀锌角铁(┖5*5)打入地下,深度不得少于2.5m。
5.3、架体形象布置
脚手架除防护、施工等实用要求外,还需要满足文明施工的要求,给人以整齐一致、安全稳固的感觉,塑造现代施工企业的良好形象。
搭设架子前脚手管应进行保养,除锈并统一涂色,颜色力求环境美观。
(1)脚手架搭设时,钢管横平竖直,立杆上下一致,横杆平直,均匀分布,剪刀撑角度一致。
(2)外架剪刀撑应涂红白相间的警示油漆(每段长度400mm)。
(3)立杆、大小横杆、防护栏杆、扫地杆统一涂刷黑黄相间的警示油漆(每段长度400mm)
(4)踢脚板统一涂刷黑黄相间斜道警示油漆(斜道45度,每段长度180mm)。
(5)连墙件挂牌注明连墙杆件,防止施工作业中私自拆除。
六、脚手架验算
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《钢结构设计规范》GB50017-2014
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
钢管强度为205.0N/mm2,钢管强度折减系数取1.00。
双排脚手架,搭设高度23.0米,立杆采用单立管。
立杆的纵距1.50米,立杆的横距0.80米,内排架距离结构0.30米,立杆的步距1.80米。
钢管类型为φ48×
3.0,连墙件采用2步2跨,竖向间距3.60米,水平间距3.00米。
施工活荷载为3.0kN/m2,同时考虑2层施工。
脚手板采用竹串片,荷载为0.35kN/m2,按照铺设4层计算。
栏杆采用竹串片,荷载为0.17kN/m,安全网荷载取0.0100kN/m2。
脚手板下大横杆在小横杆上面,且主结点间增加一根大横杆。
基本风压0.50kN/m2,高度变化系数1.0900,体型系数0.1150。
地基承载力标准值180kN/m2,基础底面扩展面积0.250m2,地基承载力调整系数0.40。
钢管惯性矩计算采用I=π(D4-d4)/64,抵抗距计算采用W=π(D4-d4)/32D。
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。
按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.350×
0.800/2=0.140kN/m
活荷载标准值Q=3.000×
0.800/2=1.200kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×
0.038+1.2×
0.140=0.214kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×
1.200=1.680kN/m
大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)
大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=(0.08×
0.214+0.10×
1.680)×
1.5002=0.417kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-(0.10×
0.214+0.117×
1.5002=-0.490kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=0.490×
106/4491.0=109.202N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
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:
静荷载标准值q1=0.038+0.140=0.178kN/m
活荷载标准值q2=1.200kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
0.178+0.990×
1.200)×
1500.04/(100×
2.06×
105×
107780.0)=2.984mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
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,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=0.038×
1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值P2=0.350×
0.800×
1.500/2=0.210kN
1.500/2=1.800kN
荷载的计算值P=1.2×
0.058+1.2×
0.210+1.4×
1.800=2.841kN
小横杆计算简图
最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=(1.2×
0.038)×
0.8002/8+2.841×
0.800/4=0.572kN.m
σ=0.572×
106/4491.0=127.346N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×
0.038×
800.004/(384×
2.060×
107780.000)=0.009mm
集中荷载标准值P=0.058+0.210+1.800=2.068kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=2067.600×
800.0×
800.0/(48×
107780.0)=0.993mm
最大挠度和
V=V1+V2=1.003mm
小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!
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,单扣件取8.0kN,双扣件取12.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值P1=0.038×
0.800=0.031kN
荷载的计算值R=1.2×
0.031+1.2×
1.800=2.809kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
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。
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(kN/m);
本例为0.1072
NG1=0.107×
23.000=2.467kN
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×
4×
1.500×
(0.800+0.300)/2=1.155kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);
本例采用栏杆、竹串片脚手板挡板,标准值为0.17
NG3=0.170×
4=1.020kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);
0.010
NG4=0.010×
23.000=0.345kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.987kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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=3.000×
2×
0.800/2=3.600kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0——基本风压(kN/m2),W0=0.500
Uz——风荷载高度变化系数,Uz=1.090
Us——风荷载体型系数:
Us=0.115
经计算得到:
Wk=0.500×
1.090×
0.115=0.063kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.9×
1.4NQ
经过计算得到,底部立杆的最大轴向压力:
N=1.2×
4.987+0.9×
1.4×
3.600=10.520kN
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
4.987+1.4×
3.600=11.024kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.9×
1.4Wklah2/10
其中Wk——风荷载标准值(kN/m2);
la——立杆的纵距(m);
h——立杆的步距(m)。
经过计算得到风荷载产生的弯矩:
Mw=0.9×
0.063×
1.800×
1.800/10=0.038kN.m
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=11.024kN;
i——计算立杆的截面回转半径,i=1.60cm;
k——计算长度附加系数,取1.155;
u——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.500;
l0——计算长度(m),由公式l0=kuh确定,l0=1.155×
1.800=3.118m;
A——立杆净截面面积,A=4.239cm2;
W——立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.491cm3;
λ——长细比,为3118/16=196
λ0——允许长细比(k取1),为2700/16=169<
210长细比验算满足要求!
φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.190;
σ——钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
经计算得到:
σ=11024/(0.19×
424)=137.195N/mm2;
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
[f],满足要求!
2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
其中N——立杆的轴心压力设计值,N=10.520kN;
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,MW=0.038kN.m;
经计算得到σ=10520/(0.19×
424)+38000/4491=139.469N/mm2;
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算σ<
不考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:
[H]=[φAσ-(1.2NG2k+1.4NQk-NXie)]/1.2gk
其中NG2k——构配件自重标准值产生的轴向力,NG2k=2.520kN;
NQk——活荷载标准值,NQk=3.600kN;
gk——每米立杆承受的结构自重标准值,gk=0.107kN/m;
NXie——轴向力钢丝绳卸荷部分, NQk=0.000kN;
σ——钢管立杆抗压强度设计值,σ=205.00N/mm2;
经计算得到,不考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=65.335米。
考虑风荷载时,当立杆采用单管时,单、双排脚手架允许搭设高度[H],按下式计算:
[H]={φAσ-[1.2NG2k+0.9×
1.4(NQk+φAMwk)-NXie]}/1.2gk
Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩,Mwk=0.030kN.m;
经计算得到,考虑风荷载时,按照稳定性计算的搭设高度[H]=63.915米。
取上面两式计算结果的最小值,脚手架允许搭设高度[H]=63.915米。
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
Nlw=1.4×
wk×
Aw
wk——风荷载标准值,wk=0.063kN/m2;
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架
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- 落地式 脚手架 施工 方案