职工医院落地式外防护脚手架施工方案.doc
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职工医院落地式外防护脚手架施工方案.doc
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河南省职工医院病房楼工程落地脚手架施工方案
河南省职工医院病房楼工程
落地式施工脚手架方案
编制人:
审核人:
审批人:
中国建筑第八工程局
编制时间:
审批时间:
22
中国建筑第八工程局
一编制说明
河南省职工医院病房楼工程位于郑州市农业路71号。
本工程由主楼及裙房组成。
地上部分19层(不含夹层),结构形状基本为矩形,裙房部分需要外防护的外围尺寸72100×32000,设备夹层顶板北侧有3.775m宽的外挑梁板,南侧有1.650m外挑梁板。
设备层顶板标高17.70m(基坑深6按最大高度24m验算)。
因此,设备层(标准层)以下采用双排落地脚手架,外脚手架架体外立面要全封闭。
本工程外形比较规整,要求外立面全封闭;主要施工内容包括主体结构施工、外墙装饰施工、钢结构及玻璃装饰安装施工等。
二施工准备
(一)在脚手架搭设前准备外脚手架的材料,挑选合格的钢管、扣件,并对钢管刷黄、黑相间的防锈油漆。
外脚手钢管不能与其它钢管混淆。
同时根据施工方案配备立杆、大横杆、小横杆及剪刀撑的长度。
在外架搭设前联系好质量符合要求的竹笆、安全网等防护材料的供应商。
按要求对钢管、扣件、脚手板等进行检查验收,不合格产品不得使用。
经检验合格的构配件应按品种、规格分类,堆放整齐、平稳,堆放场地不得有积水。
(二)材料材质和规格要求
1钢管
(1)钢管使用符合现行国家标准,进场必须有出厂合格证及质量检验报告;
(2)钢管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的滑痕,钢管必须涂有防锈漆;
(3)钢管规格采用外径48mm,壁厚3.5mm,每根钢管的最大质量不应大于25kg;钢管外径、壁厚、端面等偏差应符合规范JGJ130-2001中8.1.5规定;旧钢管的检查也按JGJ130-2001中规定执行;
2扣件
(1)扣件用锻铸铁铸造的直角扣件、回转扣件和对接扣件,要光滑、无裂缝、螺丝无锈蚀和滑丝。
(2)新扣件的使用应有生产许可证、检测报告和产品质量合格证;旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换;新旧均应进行防锈处理。
(3)扣件在螺栓柠紧扭力矩达65N·M时,不得发生破坏。
3脚手板
(1)作业层脚手板采用木脚手板,其他为双层竹笆。
木脚手板应采用杉木或松木制作,宽度不宜小于200mm,厚度不应小于50mm,腐朽的脚手板不得使用;两端应各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道。
(2)脚手板每块质量不宜大于30Kg。
(3)其材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ5)中II极材质的规定。
4架体外侧立网采用阻燃密目安全网(≥800目/100cm2)。
(三)主体东北角有局部脚手架要落在基坑砖胎膜外侧的回填土上,搭设前进行搭设外架部分场地的清理,清除搭设场地杂物,平整搭设场地,浇注100厚C15砼垫层,并使排水畅通。
并根据施工方案确定的尺寸弹出外架的尺寸线。
(四)组织进场操作人员的岗前技能培训和安全教育,使每位人员在熟练掌握操作技能的基础上,牢固树立“百年大计,安全第一”的思想。
三脚手架布置及构造
(一)使用部位及平面布置图
落地脚手架主要用于一层至设备夹层部位的主体结构施工,平面布置见附图。
(二)架体构造
1立杆间距:
横距1.05m,纵距1.5m,内立杆距墙外皮的距离0.3m;
2大横杆步距1.8m;
3墙体拉结杆布置两步三跨:
竖向3.6m两步架;水平4.5m三跨;
4小横杆间距0.75m,同时立杆与大横杆交点处必须设小横杆;
5剪刀撑设置由两端部开始,每道按两步两跨设置,上下连续。
立面图
剖面图
四设计计算
(一)、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=0.038kN/m;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m;
活荷载标准值:
Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m;
静荷载的设计值:
q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m;
活荷载的设计值:
q2=1.4×1.05=1.47kN/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=0.08×0.172×1.52+0.10×1.47×1.52=0.362kN·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=-0.10×0.172×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.426kN·m;
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(0.362×106,0.426×106)/5080=83.858N/mm2;
大横杆的最大弯曲应力为σ=83.858N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[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=0.038+0.105=0.143kN/m;
活荷载标准值:
q2=Q=1.05kN/m;
最大挠度计算值为:
ν=0.677×0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×121900)=2.291mm;
大横杆的最大挠度2.291mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!
(二)、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=0.038×1.5=0.058kN;
脚手板的自重标准值:
P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN;
活荷载标准值:
Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN;
集中荷载的设计值:
P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.575=2.463kN;
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=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN·m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
Mpmax=Pl/3
Mpmax=2.463×1.05/3=0.862kN·m;
最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.868kN·m;
最大应力计算值σ=M/W=0.868×106/5080=170.953N/mm2;
小横杆的最大弯曲应力σ=170.953N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值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=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm;
大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.575=1.79kN;
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=1790.1×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.929mm;
最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.929=2.953mm;
小横杆的最大挠度为2.953mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与10mm,满足要求!
(三)、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=0.038×1.5×2/2=0.058kN;
小横杆的自重标准值:
P2=0.038×1.05/2=0.02kN;
脚手板的自重标准值:
P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN;
活荷载标准值:
Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN;
荷载的设计值:
R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×2.362=3.684kN;
R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
(四)、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0.1248kN/m
NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×24.00=3.763kN;
(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=0.3×13×1.5×(1.05+0.3)/2=3.949kN;
(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=0.15×13×1.5/2=1.462kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:
0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×24=0.18kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=9.354kN;
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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×9.354+0.85×1.4×4.725=16.848kN;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×9.354+1.4×4.725=17.84kN;
(五)、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=0.4kN/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0.214;
经计算得到,风荷载标准值为:
Wk=0.7×0.4×0.74×0.214=0.044kN/m2;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.044×1.5×1.82/10=0.026kN·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=16.848kN;
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'=17.84kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
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=197;
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=0.186
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205N/mm2;
考虑风荷载时
σ=16848.09/(0.186×489)+25644.058/5080=190.286N/mm2;
立杆稳定性计算σ=190.286N/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=17840.34/(0.186×489)=196.147N/mm2;
立杆稳定性计算σ=196.147N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!
(六)、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=5.591kN;
活荷载标准值:
NQ=4.725kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.026/(1.4×0.85)=0.022kN·m;
Hs=(0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×5.591+0.85×1.4×(4.725+0.186×4.89×100×0.022/5.08)))/(1.2×0.125)=39.09m;
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]=39.09/(1+0.001×39.09)=37.62m;
[H]=37.62和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=37.62m。
脚手架单立杆搭设高度为24m,小于[H],满足要求!
(七)、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=0.214,ω0=0.4,
Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.4=0.055kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2;
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=1.25kN;
连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.25kN;
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=300/15.8的结果查表得到φ=0.949,l为内排架距离墙的长度;
A=4.89cm2;[f]=205N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×10-4×205×103=95.133kN;
Nl=6.25 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到Nl=6.25小于双扣件的抗滑力16kN,满足要求! 连墙件扣件连接示意图 (八)、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=120kPa; 其中,地基承载力标准值: fgk=120kPa; 脚手架地基承载力调整系数: kc=1; 立杆基础底面的平均压力: p=N/A=84.24kPa; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=16.848kN; 基础底面面积: A=0.2m2。 p=84.24kPa≤fg=120kPa。 地基承载力满足要求! 五脚手架搭设顺序 基础处理→弹线→立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆与扫地杆扣紧→装扫地小横杆与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆,上端与第二步横杆扣紧→安第三、第四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设脚手板、绑扎防护栏及挡脚板→挂设安全网。 六基础做法要求 该工程一层地下室,地下室脚手架直接落在砖胎膜外围回填素土上,要垫脚手板。 地上部分脚手架施工时,地下室基坑回填土还没有完成,应重新搭设双排落地式脚手架。 东侧与北侧局部及南侧可直接搭设在地下室顶板上;西侧落在竖井内,因竖井有剪力墙相隔,所以在每个竖井内按搭设要求搭设的扫地杆和水平杆应照常搭设并与两侧剪力墙顶紧。 东侧和北侧不能落在地下室顶板上的,应在砖胎膜外侧的回填土上做一层200mm厚C15素混凝土垫层,并应做好排水措施。 所有脚手架底部均铺垫板。 七搭设方法 1按照平面布置和施工工艺要求搭设,脚手架步距为1.8m,横距1.05m,纵距1.5m,沿建筑物四周封闭搭设,脚手架内立杆距建筑物外墙面为0.3m。 2第一步外架的基础按要求结构处理。 第一步大横杆离地面的高度200,大小横杆每步的高度基本为1800,但可以根据层高的关系可适当调整为1500-1800。 详见脚手架搭设剖面图。 脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。 3从弹好外架线的一个角或跨中立外架的立杆和大横杆,采用小横杆临时固定,开始竖杆时不少于三根。 立杆和大横杆要用直角扣件扣紧,不能隔步设置或漏设。 4小横杆应垂直布置于大横杆下面,用扣件与大横杆拧紧,靠近立杆者,应连接在立杆上;立杆与大横杆相交叉处必须设小横杆,不得随架体搭高而拆除。 小横杆伸出大横杆不小于100mm。 小横杆靠墙一端,应离开墙面50-100mm,以保证架子的稳定性。 6纵向水平杆宜设置在立杆内侧,其长度不宜小于3跨;立杆的接头位置,相邻杆要错开,并布置在不同步距内,其接头距大横杆的距离≤1/3步距,采用对接,不得搭接。 同一垂直面上下相邻大横杆及同排大横杆水平偏差应控制在50mm以内。 在封闭脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈,用直角扣件与内外角部立杆固定。 7脚手架必须设置纵、横向扫地杆。 纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。 横向扫地杆亦应采用直角扣件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,必须将较高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于1m。 靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。 8与结构拉结,每一结构层设一圈拉结,连结采用钢管与柱子抱紧,但在结构施工柱模未拆除前,为保证稳定,应在架体外设支撑,撑点高度4.5m,底角60度,撑杆间距6m。 联墙件设置,采用加长小横杆,并按间距及要求的数量布设,在伸入墙体、窗口等部位处夹短钢管扣结。 局部不能抱柱子部位,提前预埋拉结点。 9在搭设一步高后进行立杆和大横杆的校正调直。 立杆应用线锤校正其垂直度(架高的1/200),大横杆应拉线调直并校正水平(高差不超过50,并不大于1/300)。 在校正调直后铺设底面和侧面竹笆及安全网,每搭设一步铺设一次。 10在搭三步高后应加设剪刀撑,剪刀撑与大横杆之间的夹角控制在45~600之间,剪刀撑宽度不小于4跨,且不小于6m。 剪刀撑应设置在立杆的外侧。 搭设剪刀撑时应将一根斜杆扣在立杆上,另一根斜杆扣在小横杆伸出部分,斜杆两端扣件应与立杆点的距离不大于200mm,以保证架子的稳定性。 剪刀撑间净距不大于15m。 在外侧立面的两端各设置一道剪力墙,并应由底至顶连续设置;外侧立面整个长度和高度上连续设置剪力撑,将各边剪力墙联结成整体。 剪力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杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大一150mm。 剪力撑的两端除用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外,中间要增设2—4个扣接点,与相交之立杆或大横杆扣紧。 11脚手架上下斜道搭设要求 本工程在外架外侧设专用人行上下通道二座,宽度1.5m,转身平台宽1.5m,立杆间距及大横杆步距同外架;必须保证斜道能通向每一步架;斜道坡度1: 3(1.8m高6m长)。 斜道两侧及平台外围均设1.2m高防护拦杆,并立放300mm高挡脚板,外挂密目安全网。 剪力撑至少在斜道两侧,平台端部各设一道。 通道外边立杆竖向加密间距为1.5m。 外围满挂绿色密目安全网,架体外侧采用密目安全网封闭,并与架体固定牢固。 马道在施工电梯安装投入使用后即可拆除。 斜道脚手板横铺时,应在横向水平杆下增设纵向支托架杆,纵向支托杆间距不应大于500mm。 脚手板顺铺时,接头宜采用搭接;下面的板头应压住上面的板头,板头的凸棱处宜采用三角木填顺。 脚手板上每隔250~300mm设置一根防滑木条,木条厚度宜为20~30mm。 12架体外侧每步架应设置上下两道护身栏杆(上杆高度1.2m,下杆高度0.3m)。 严禁
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