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豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
豫商时代广场
悬
挑
脚
手
架
施
工
方
案
河南省第一建筑工程集团有限责任公司
豫商时代广场项目部
2012-12-12
0/210/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
编制人:
审核人:
审批人:
日期:
1/211/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
悬挑脚手架专项施工方案
一、工程概况
豫商·时代广场项目位于卫辉市健康路与比干大道交汇处东南角,该工程1#~5
#楼及地下车库,,均为地下1层,地上1,2#楼为住宅,24层,
;3#楼为公寓,30层,;4,5#楼为商业,地上
4层,。
本工程为一类高层建筑,建筑耐火等级为一级,建筑物主体合理使用年限50年。建
筑物屋面防水等级为Ⅱ级,防水耐用年限为15年;地下室电气设备用房防水等级为一级,
采用抗渗防水钢筋混凝土。
抗震设防烈度为8度;抗震设防类别为丙类建筑;结构安全等级为二级。
二、搭设形式
1、地上结构施工部位:1#、2#共24层,,1至4层采用落地式双排架,从
5层顶开始采用悬挑式双排脚手架,第一道悬挑在4层顶,第二道悬挑在10层顶,第三
道17层顶,第四道24层顶;3#共30层,,1至4层采用落地式双排架,从
5层顶开始采用悬挑式双排脚手架,第一道悬挑在4层顶,第二道悬挑在10层顶,第三
道17层顶,第四道23层顶,第五道30层顶。4#、5#楼共四层,采用落地式双排架。悬
挑架采用建筑立面全防护,待工程施工完成后进行架体拆除。
三、材料要求
1、脚手架钢管要求
脚手架钢管采用外径为φ48mm,,主要用于立杆、大横杆、小
横杆、斜撑、剪刀撑等。表面平整光滑,无锈蚀、裂纹、分层、划道,符合现行国家《碳
素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定,并有产品出厂合格证。焊接钢管表面平整
光滑,无锈蚀、裂纹、分层、划道。对于有裂纹、开焊、凹凸状、折痕、严重锈蚀和弯
曲的严禁使用,进场钢管必须有出厂产品质量证明书及备案证明。
2、扣件要求
2/212/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
采用可锻铸铁做的扣件,其材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规
定,扣件必须有生产许可证,产品必须有出厂合格证,无裂纹、气孔、砂眼等缺陷,贴
面平整,活动部位灵活,夹紧钢管时,开口处最小距离不小于5mm,在螺栓拧紧扭矩力
达65Nm时,不得发生破坏。分直角扣件(两管交叉90度的连接),回转扣件(两管交叉
任意角度连接)和对接扣件(两管一字对接)三种,用于钢管之间的连接。
3、脚手板、安全网要求
脚手板采用木板,凡裂纹、凹陷变形、严重弯曲的不得使用。安全网分安全平网和安全
立网(密目网),平网的材质应符合国标《安全网》(GB5725-1997),密目式安全立网的
材质应符合GB16909的规定。安全网用绿色阻燃密目安全网,必须满足2000目/100cm2,
做贯穿试验不穿透,6×,安全网必须有生产许可证和质
量合格证以及建筑安全监督部门发放的准用证,严禁无证不合格产品。
木脚手板用于操作层平台,平网用于脚手架水平铺设及外架外挑网,密目网用于脚手架
外围全封闭。
四、悬挑架搭设材料及相关数据选择
1、脚手架参数
说明:~,,,计算按
照22米进行验算。
搭设尺寸为:,,;
;
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×;(根据市场实际壁厚不均匀现象,)
横杆与立杆连接方式为单扣件;
连墙件布置取两步三跨,,,采用扣件连接;
连墙件连接方式为双扣件;
2、活荷载参数
施工均布荷载(kN/m2):;脚手架用途:结构脚手架;
同时施工层数:2层;
3、风荷载参数
本工程地处西北风力大,;(采用高风压)
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豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
风荷载高度变化系数μ,,,风荷载
z
;
s
4、静荷载参数
每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):;
脚手板自重标准值(kN/m2):;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):;
安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):;
脚手板铺设层数:4层;(按照四层立体防护进行验算)
脚手板类别:5㎝厚木板;栏杆挡板类别:多层板挡板;
5、水平悬挑支撑梁
悬挑水平钢梁采用Q235B的16号工字钢3-4米,,建筑物内
。锚固压点压环钢筋为18的钢筋;楼板混凝土标号:C25;
6、拉绳与支杆参数
选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径15mm。
钢丝绳安全系数为:;
钢丝绳与墙距离为(m):;
悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,。
五、悬挑式脚手架各组件的验算
1、型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据
4/214/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)
《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)
本工程的施工图纸。
2、现以第二段结构悬挑脚手架作安全性验算
按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001),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:P=;
1
脚手板的自重标准值:P=×/(2+1)=;
2
活荷载标准值:Q=2×/(2+1)=;
静荷载的设计值:q=×+×=;
1
活荷载的设计值:q=×=;
2
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)强度计算
跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。
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豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
跨中最大弯距计算公式如下:
M=+
1max12
跨中最大弯距为M=××+××=·m;
1max
支座最大弯距计算公式如下:
M=--
2max12
支座最大弯距为M=-××-××=-·m;
2max
选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:
σ=Max(×106,×106)/4490=;
大横杆的最大弯曲应力为σ=
[f]=205N/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:
ν=(+)/100EI
max12
其中:静荷载标准值:q=P+P=+=;
112
活荷载标准值:q=Q=;
2
最大挠度计算值为:
ν=××15004/(100××105×107800)+××15004/(100××105×107800)
=;
,满足
要求!
根据JGJ130-,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:p=×=;
1
脚手板的自重标准值:P=××/(2+1)=;
2
活荷载标准值:Q=2××/(2+1)=;
集中荷载的设计值:P=×(+)+×=;
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豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
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:
M=ql2/8
qmax
M=××=·m;
qmax
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=Pl/3
pmax
M=×=·m;
pmax
最大弯矩M=M+M=·m;
qmaxpmax
最大应力计算值σ=M/W=×106/4490=;
小横杆的最大弯曲应力σ=,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:
ν=5ql4/384EI
qmax
ν=5××9504/(384××105×107800)=;
qmax
大横杆传递荷载P=p+p+Q=++=;
12
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:
ν=Pl(3l2-4l2/9)/72EI
pmax
ν=×950×(3×9502-4×9502/9)/(72××105×107800)=;
pmax
最大挠度和ν=ν+ν=+=;
qmaxpmax
=,
满足要求!
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豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
,直角、,该工程实际的旋转单扣件承载
。
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》):
R≤R
c
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,;
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:P=××2/2=;
1
小横杆的自重标准值:P=×=;
2
脚手板的自重标准值:P=××=;
3
活荷载标准值:Q=2××=;
荷载的设计值:R=×(++)+×=;
R<,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
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,
N=[+(×2/2)×]×=;
G1
(2)脚手板的自重标准值;采用多层板,
N=×4××(+)/2=;
G2
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用多层挡板,
N=×4×=;
G3
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:
N=××22=;
G4
经计算得到,静荷载标准值
N=N+N+N+N=;
GG1G2G3G4
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
N=2×××2/2=;
Q
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N=+×=×+××=;
GQ
8/218/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为
N'=+=×+×=;
GQ
风荷载标准值按照以下公式计算
W=·μ·ω
kzs0
其中ω--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用
0
ω=;
0
μ--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:
z
μ=;
z
μ--风荷载体型系数:;
s
经计算得到,风荷载标准值为:
W=×××=;
k
风荷载设计值产生的立杆段弯矩M为:
W
M=×=××××=·m;
wka
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
σ=N/(φA)+M/W≤[f]
W
立杆的轴心压力设计值:N=;
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'=;
计算立杆的截面回转半径:i=;
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
:k=;
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)
得:μ=;
计算长度,由公式l=kuh确定:l=;
00
长细比:L/i=196;
0
轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比l/i的结果查表得到:φ=
o
立杆净截面面积:A=;
9/219/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
立杆净截面模量(抵抗矩):W=;
钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;
考虑风荷载时
σ=/(×424)+=;
立杆稳定性计算σ=[f]=205N/mm2,满足要
求!
不考虑风荷载时
σ=/(×424)=;
立杆稳定性计算σ=[f]=205N/mm2,满足要
求!
连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:N=N+N
llw0
连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μ=,μ=,ω=,
zs0
W=·μ·ω=×××=;
kzs0
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积A=;
w
按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
架平面外变形所产生的轴向力(kN),N=;
0
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:
N=×W×A=;
lwkw
连墙件的轴向力设计值N=N+N=;
llw0
连墙件承载力设计值按下式计算:
N=φ·A·[f]
f
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数;
由长细比l/i=300/=,l为内排架距离墙的长度;
A=;[f]=205N/mm2;
连墙件轴向承载力设计值为N=××10-4×205×103=;
f
N=<N=,连墙件的设计计算满足要求!
lf
连墙件采用双扣件与墙体连接。
由以上计算得到N=,满足要求!
l
10/2110/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
连墙件扣件连接示意图
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
本方案中,脚手架排距为800mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体
为1200mm,
水平支撑梁的截面惯性矩I=,截面抵抗矩W=,截面积A=。
受脚手架集中荷载N=×+×=;
水平钢梁自重荷载q=×××=;
经过连续梁的计算得到
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为:
R=;
2
R=;
3
R=。
4
最大弯矩M=·m;
max
最大应力σ=M/+N/A=×106/(×108300)+×103/2195=;
,
满足要求!
11/2111/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN)
12/2112/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN·m)
悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)
水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下
σ=M/φW≤[f]
bx
其中φ--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,按照下式计算:
b
φ=(570tb/lh)×(235/f)
by
经过计算得到最大应力φ=(570tb/lh)×(235/f)=570×10×63×235/(2700×160×235)=
by
,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附表B,。
bb
经过计算得到最大应力σ=×106/(×108300)=;
水平钢梁的稳定性计算σ=[f]=215N/mm2,满足要求!
水平钢梁的轴力R和拉钢绳的轴力R按照下面计算
AHUi
R=ΣRcosθ
AHUii
其中Rcosθ为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
Uii
各支点的支撑力R=Rsinθ
CiUii
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:
13/2113/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
R=;
U1
钢丝拉绳(支杆)的内力计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R均取最大值进行计算,为
U
R=
U
选择6×37钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径15mm。
[F]=aF/K
gg
其中[F]--钢丝绳的容许拉力(kN);
g
F--钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),查表得F=145kN;
gg
α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×、
。α=;
K--钢丝绳使用安全系数。K=6。
得到:[Fg]=>R=。
u
经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算
钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为
U
N=R=
U
钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为
σ=N/A≤[f]
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》
计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径
D=(14013×4/(×50×2))1/2=;
实际拉环选用直径D=18mm的HPB235的钢筋制作即可。
水平钢梁与楼板压点如果采用压环,拉环强度计算如下
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=;
压环钢筋的设计直径D=18mm;
水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:
σ=N/2A≤[f]
其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》
14/2114/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;
A=πD2/4=×162/4=
σ=N/2A=15/×2=;
水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面,并要保证两侧30cm以上搭接
长度。
拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!
2Φ16锚固筋2Φ48脚手架钢管
4米长[16a槽钢焊接钢筋头定位立杆
工程主体结构
悬挑槽钢大样图
1
见详图
2
见详图
0用竹胶板封闭
0
2
悬挑式脚手架拉结钢丝绳节点
15/2115/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
钢丝绳索具套环
φ16钢筋锚固
花篮螺丝
预埋φ16钢筋锚固钢丝绳拉结点2拉结钢丝绳设置索具
1
绳卡环应位于钢丝绳尾端
索具套环
钢丝绳尾端
AA120钢丝绳承力端
绳卡夹座应位于钢丝绳承力端绳卡间距A为6d-7d,d为钢丝绳直径
六、搭设、使用和拆除安全注意事项
脚手架搭设基本要求严格依据沈建管质字〔2008〕53号《建筑工程脚手架及模板支撑系
统安全管理规定》,及国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》
(JGJ130-2001)
1、搭设施工
(1)钢管脚手架的杆件连接必须使用合格的钢扣件,不得使用铅丝和其他材料绑扎。脚
手杆件不得钢木混搭。
(2)在搭设之前,必须对进场的脚手架杆配件进行严格的检查,禁止使用规格和质量不
合格的杆配件。
(3)脚手架的搭设作业,必须在统一指挥下,严格按照以下规定程序进行:
1)周边脚手架应从一个角部开始并向两边延伸交圈搭设;“一”字形脚手架应从一端开始
并向另一端延伸搭设。
2)脚手架各杆件相交伸出的端头均大于10cm,以防止杆件滑脱。
(4)剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件和连墙件应随搭升的架子一起及时设置。
(5)脚手架处于顶层连墙点之上的自由高度不得大于6m。当作业层高出其下连墙件2
步或4m以上、且其上尚无连墙件时,应采取适当的临时撑拉措施。
(6)脚手板或其它作业层板铺板要求
16/2116/21:.
豫商时代广场悬挑脚手架施工方案
1)脚手板或其它铺板应铺平铺稳,应予绑扎固定。
2)脚手板采用对接平铺时,在对接处,与其下两侧支承横杆的距离应控制在100~200mm
之间。
3)脚手板采用搭设铺放时,其搭接长度不得小于200mm,且在搭接段的中部应设有支承
横杆。铺板严禁出现端头超出支承横杆150mm以上未作固定的探头板。
4)长脚手板采用纵向铺设时,其下支承横杆的间距不得大于:。纵
铺脚手板应按以下规定部位与其下支承横杆绑扎固定:脚手架的两端和拐角处;沿板长
方向每隔15~20m;坡道的两端;其它可能发生滑动和翘起的部位。
5)由于内排立杆距结构30cm,必须在此处的小横杆上满铺脚手板,并且将脚手板用14#
铁丝绑扎牢固。脚手架的操作面必须满铺脚手板,不得有空隙、探头板和飞跳板。
(7)装设连墙件或其它撑拉杆件时,应注意掌握撑拉的松紧程度,避免引起杆件和整架
的显著变形。
(8)工人在架上进行搭设作业时,作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定。工
人必须戴安全帽和佩挂安全带。不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、
碰撞、滑跌等不安全的作业。
(9)在搭设中不得随意改变构架设计、减少杆配件设置和对立杆纵距作≥100mm的构架
尺寸放大。确有实际情况,需要对构架作调整和改变时,应提交技术主管人员解决。
(10),建筑物顶部脚手架要高出屋面
,高出部分要绑两道护身栏,并立挂安全网。
2、搭设质量