外脚手架施工方案一、工程概况本工程为钰泰·九龙苑B-2#楼工程,该工程为地下一层,地上十二层,建筑的设计使用年限为50年,本工程建筑建筑高度36.95m,建筑面积6492.1 m2.结构体系为现浇钢筋混凝土剪力墙结构,剪力墙抗震等级为二级。
基础为:筏板基础,基础厚度 1.2m,地下室底板及外墙采用级配密实的防水混凝土,混凝土强度C30,抗渗等级S6。
其它部分各构件各部位混凝土强度等级:标高筏板顶~30.55m 梁板、剪力墙、柱混凝土C30,标高30.550m以上剪力墙、柱、梁板混凝土C25;裙房梁、板、柱C25。
二、脚手架工程设计及搭设参数1.本工程外脚手架。
(附楼及主楼三层搭设落地式脚手架)三层以上设置悬挑脚手架,在三、十楼面设槽钢悬挑并用钢丝绳斜拉。
在四、七、十一层设钢丝绳斜拉卸荷结构;2.脚手架钢管选用A48×3.5;外挑槽钢采用[16,长度约为2.9m,固定槽钢用2道A16钢筋加工成“几”字型预埋在楼面混凝土内,分别距外墙边为0.3m、1.4 m。
立杆纵向间距为1.5 米,内立杆距外墙或阳台边0.5m,外立杆距外墙面或阳台边为1.4 米,大横杆间距为1.8 米,小横杆长度为1.2~1.3m。
脚手架与建筑物的连墙拉结采用楼面预埋C25钢筋,然后利用钢管扣件将外架内外排立杆与预埋钢筋进行刚性拉结,连墙件水平距离4.5m,竖向距离为3.6米。
2.卸荷钢丝绳吊点水平间距以2个立杆间距为准,即1.5×2=3.0m;钢丝绳张拉高度为两步架高,即1.8×2=3.6m,吊点距墙面1.4m,斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角α的正切值tanα=3.6/1.4=2.571。
3.三层以上悬挑架高21 米,本方案仅仅以悬挑架为例对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。
(见附图1、附图2)外悬挑脚手架侧面示意图16圆钢与槽钢焊接外脚手架钢丝绳卸荷示意图防护栏杆附图1附图2三、扣件式钢管脚手架搭设工艺:(1)搭设顺序:定位通长纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(栅格)→剪刀撑→连墙杆→铺脚手板→搭防护栏杆→绑扎安全网→⋯⋯(2)搭设方法:根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆距墙距离,并做好标记。
用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并做好标记。
在搭设首层脚手架的过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角处双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉结后方可拆除。
当脚手架操作层高出连墙件两步时,应采取临时稳定措施,直至连墙件搭设完毕后方可拆除。
双排架宜先立里内排立杆,后立外排立杆。
每排立杆宜先立两头,再立中间的一根,互相看齐后再立中间部分各立杆。
双排架内、外排两立杆的连线要与墙面垂直。
立杆接长时,应先立外排,后立内排。
(3)扣件螺栓抗扭力矩40N.m以上,但不大于65N.m,扣件抗滑荷载7KN。
(4)拉杆不设接头,与楼层预埋件必须有交叉点。
(5)要注意架体悬挑部分的水平及垂直度,防止架体变形扭转及架体中部下垂和外倾。
(6)纵向水平杆设置于小横杆之上,在立杆的内侧,并采用十字扣件与立杆相扣。
(7)纵向水平杆采用对接扣件,接头不能在同跨内。
如采用旋转扣件时,应使用3个扣件对接。
纵向水平杆步高1.8m,设4道纵向水平杆。
架子的外侧应设1.2m高的防护栏杆,操作层设置20cm高挡脚板,挡脚板应刷黑黄格相间油漆。
(8)每一主节点处必须设一根横向水平杆,并采用十字扣件扣在立柱上;每一个小横杆处的纵向杆必须使用十字扣件。
(9)脚手架在两端头或直线距离不大于15m处设置剪刀撑,每道剪刀撑跨立杆3~5根。
斜角与地面成45°~60°的夹角。
所有扣件一律采用旋转扣件,并扣在立柱上。
(10)脚手架内立杆与建筑物的间距为300mm,故此处应用木板封闭。
立面围护采用密目安全网,并用网绳与大横杆绑扎牢固。
(11)脚手架每次搭设时,应高出施工层1.2m~1.8m。
四、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计3.1 悬挑架荷载的取值与组合3.1.1 计算基数:计算高度H=21m步距h=1.8m立杆纵距l a=1.5m立杆横距l b=0.9m查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001):钢管自重G1=0.0384 KN/m 挡脚板自重G2=0.0132 KN/m,安全网自重G3=0.01 KN/m外立杆至墙距l d =1.40m,施工活荷载q k= 2 KN/m2内立杆至墙距l c =0.45m。
3.1.2 脚手架结构自重(包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件);查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ30—2001)附表A-1 得:架体每米高度一个立杆纵距的自重g k1=0.1248KN/mN G1K = H×g k1 = 21×0.1248 = 2.6208KN3.1.3 构配件自重(包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等)⑴外立杆○1笆板,按2 步设一层计,共14 层,单位荷重按0.14kN/m2(按实计):N G2K-1 =(14×l a×l b×0.103)/2×103= (14×0.9×1.5×0.14)/2×103 = 1323N②栏杆、挡脚板(按14 层计,栏杆每步架1 根)N G2K-2 =(2×14×l a×G1+14×G2)×103=(2×14×1.5×0.0384+14×0.0132)×103=1797.6N③安全网N G2K-3 =H×l a×G3×103 = 43.1×1.5×0.01×103=646.5N④合计N G2K= 1323+1797.6+646.5 = 3767.1 N⑵内立杆○1笆板N G2K-1 =(14×l a×l b×0.14)/2×103+(14×l a×l c×0.14)/2×103= (14×0.9×1.5×0.14+14×1.5×0.4×0.14)/2×103= 1911N②纵向横杆(搁置悬挑部分的竹笆板用)N G2K-2 = 14×l a×G1 = 14×1.5×0.0384×103= 806.4 N③合计N G2K = 1911+806.4= 2717.4N3.1.4 施工均布活荷载按规范要求,取最不利情况,按荷载最大的装修脚手架考虑,即同时3层作业层施工:外立杆N QK 外=3×l a×l b×q k/2 = 3×1.5×0.9×2/2=4.05kN内立杆N QK 内=3×l a×l b×q k/2 + 3×l a×l c×q k=4.05+3×1.5×0.45×2= 8.1kN3.1.5 垂直荷载组合⑴外立杆N1 =1.2×(N G1K + N G2K)+0.9×N QK 外=1.2×(5.3788+3.7671)+0.9×4.05=14.62kN⑵内立杆N2 =1.2×(N G1K + N G2K)+0.9×N QK 内=1.2×(5.3788+2.7174)+0.9×8.1=17.005kN3.2 水平悬挑梁设计本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构,水平悬挑型钢梁采用[16槽钢,长2.9m,1#、2#楼在二层楼面上预置安装槽钢,3#楼分别在二层、十三层预置安装槽钢,固定槽钢用2A12的圆钢加工成“几”字预埋在楼面混凝土内距外墙边1.3m。
由于3#楼架体分别在二层和十三层分再次搭设,其架体高度比1#2#楼低,故以1#、2#楼为例根据《钢结构设计规范》(GB50017—2002)规定进行下列计算与验算:计算模型:计算时不考虑槽钢末端斜拉钢丝绳的作用,钢丝绳的承载力作为安全储备。
⑴[16 槽钢截面特性:Wx=152.2×103mm3,I=1369.9×104mm4,自重q=0.2299 kN/m,弹性模量E=206×103N/mm2,翼缘宽度b=70mm,翼缘平均厚度δ=10.5mm,高度h=160mm。
水平悬挑梁计算简图⑵最大弯矩M max =N1×1.35+ N2×0.45+ q×1.52/2=14.62×1.35+17.005×0.45+0.2299×1.52/2 =27.648kN·m⑶强度验算σ= Mmax /(γx×Wx)γx----截面发展系数,对[ 形截面,查表得:γx = 1.05;Wx ----对x 轴的净截面抵抗矩,查表得:Wx=152.2×103mm3。
f ----型钢的抗弯强度设计值,Q235 钢,取f=215N/mm2。
σ=27.648×106/(1.05×152.2×103)=173.005N/mm2<f=215N/mm2∴安全。
⑶整体稳定验算根据钢结构设计的规范《钢结构设计规范》(GB50017—2002),轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。
按附录一之(二),本悬臂梁跨长1.35米折算成简支梁,其跨度为2×1.40=2.7 米,按下列公式计算整体稳定系数ψ:ψ=(570bδ/l1h)·235/σs= [570×65×10.5/(2700×160)] ×235/215 = 0.9843则悬挑梁弯曲应力为:σ= Mmax /(Ψ×Wx)=27.648×106/(0.9843×152.2×103)=184.553N/mm2<f=215N/mm2∴安全。
⑸刚度验算ω= N1l3/3EI+ N2a2(3l-a)/6EIN1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载(KN);E----弹性模量,E=206×103N/mm2。
I----钢材的抗弯强度设计值,Q235 钢,取f = 215N/mm2。
ω=(15.166×103×14003)/(3×2.06×105×1369.9×104)+[18.390×103×3502×(3×1400-350)]/(6×2.06×105×1369.9×104)=5.428mm<L/250=1400/250=5.6mm,满足要求。