文档介绍：高层建筑悬挑式外脚手架设计与计算
现在的高层建筑工程施工中,经常会遇到因为场地狭小、土方无法及时回填、主体结构四周为裙房或大面积地下室的情况,脚手架不能直接支撑在地面上,或者由于一些地方法规必须进行全封闭施工的要求,而不能采用附着升降脚手架等,因此悬挑脚手架被现在许多工程施工单位所选用。根据中华人民共和国行业标准《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-99)的规定,悬挑式脚手架的施工方案和设计计算是工程安全检查的重要组成部分。现就某高层建筑工程谈一谈悬挑式外脚手架的设计与计算。
工程概况
某高层建筑地下4层,地上24层,其中裙楼4层,1~,5~,,结构形式为框架—剪力墙结构,外墙装饰主要采用玻璃幕墙。
施工方案的选择
由于该工程地下室连成整体,而地下室顶板厚度仅为120mm,无法承受较大的施工荷载。如果采用落地式脚手架,就必须从地下四层至地下一层满搭支撑,钢管用量大,而且影响以后地下室的装修施工。根据以上情况,我们准备两套不直接支撑在地下室顶板上的脚手架方案以供选择:
方案一:附着升降式脚手架
裙楼施工搭设双排脚手架,沿裙楼四周全高搭设,搭设高度约20m;塔楼考虑采用导轨式爬架,沿塔楼周圈共布置40套爬升机构,。
爬架施工范围:该工程地上24层,裙楼4层,爬架的施工范围为5~24层,,因此爬架只能爬升15层。
优点:技术先进,安全可靠;一次性安装,多次使用;缺点:爬架只能爬升15层,利用率不高;提升设备价格昂贵,一次投入费用高。
方案二:悬挑式外脚手架
脚手架沿建筑周圈布置,裙楼1-4层采用钢管悬挑脚手架,裙楼以上,从5层到24层分2段搭设型钢悬挑式脚手架。
优点:工艺简单,质量容易保证;结构全封闭施工,符合安全环保要求;与工程实际结合紧密;价格相对较低;缺点:需分两次搭设,钢管、型钢材料用量较多;
方案选定
通过对以上两种外脚手架方案进行比较,根据外架“安全可靠、经济合理”的选定原则并结合工程实际情况,我们选定采用第二种方案。从技术角度看,两种方案均可行,安全可以得到保证;从经济角度看,由于大部分外幕墙施工不用外架,脚手架占用时间相对较短,因此,采用悬挑式外脚手架就要比爬架一次性投入费用要低得多(参照后“悬挑架经济分析表”)。
型钢悬挑式外架
型钢悬挑式外脚手架,采用型钢作悬挑梁与工程结构梁板锚固,另一端挑出建筑物,悬挑梁作为一个分段搭设高度的脚手架立杆的基础,其水平间距即按脚手架立杆纵距设置(图1:型钢悬挑式脚手架大样)。
型钢悬挑式外架构造
本工程群楼以上5-24层采用型钢悬挑式外脚手架,分别在5层和15层设置悬挑钢梁,分2段搭设外脚手架。
脚手架用Φ48×,,,;
脚手架支撑在用Ⅰ22b工字钢制作的水平悬挑梁上;
脚手架搭设高度共22步,;,每一悬挑段共铺设3层木脚手板;
施工作业层,结构施工按1层作业,装修施工2层同时作业,脚手架施工荷载为4kn/m2,作业层设置栏杆、挡脚板;
脚手架外立杆里侧挂2000目密目安全立网封闭施工;
连墙杆采用钢管抱柱和在楼板外侧预埋短钢管两种做法,按照2步3跨从底层第一步开始设置;
剪刀撑在外侧立面整个长度和高度上连续设置。
荷载及内力计算
荷载计算及荷载组合
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):
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2001)(以下简称规范)附录A表A-1得:
NG1K=×=
构、配件(包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网)自重:
木脚手板,共铺设3层,:
NG2K-1=3×(+)××= kN
栏杆与木挡脚板,2层同时作业, kN/m:
NG2K-2=2××= kN
安全网,2000目密目安全网, kN/m2计:
NG2K-3=××= kN
合计
NG2K=(++)/2= kN
施工均布活荷载,按照2层装修作业4 kN/m2计:
=2×= kN/m2
=×(+)×4 kN/m2/2=
风荷载:
基本风压:北京地区基本风压= kN/m2;
风压高度变化系数:
本工程地理位置属于D类,第二段悬挑架顶端距离地面约1