商洛污水处理厂脚手架施工方案.doc
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6.3、挠度计算 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.039+0.15+1.5 = 1.689 kN/m ; νqmax = 5ql4/384EI 最大挠度 ν = 5.0×1.689×10504/(384×2.06×105×124600)=1.042 mm; 小横杆的最大挠度 1.042 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050 / 150=7 与10 mm,满足要求! 7、大横杆的计算 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。 7.1、荷载值计算 小横杆的自重标准值: P1= 0.039×1.05=0.041 kN; 脚手板的荷载标准值: P2= 0.3×1.05×1.5/3=0.158 kN; 活荷载标准值: Q= 3×1.05×1.5/3=1.575 kN; 荷载的设计值: P=(1.2×0.041+1.2×0.158+1.4×1.575)/2=1.222 kN; 大横杆计算简图 7.2、强度验算 最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。 Mmax = 0.08ql2 均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.039×1.5×1.5=0.007 kN·m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 0.267Pl 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×1.222×1.5= 0.489 kN·m; M = M1max + M2max = 0.007+0.489=0.496 kN·m 最大应力计算值 σ = 0.496×106/5190=95.652 N/mm2; 大横杆的最大弯曲应力计算值 σ = 95.652 N/mm2 小于大横杆的抗弯强度设计值 [f]=205 N/mm2,满足要求! 7.3、挠度验算 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm; 均布荷载最大挠度计算公式如下: νmax = 0.677ql4/100EI 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度: νmax= 0.677×0.039×15004 /(100×2.06×105×124600) = 0.053 mm; 集中荷载最大挠度计算公式如下: νpmax = 1.883Pl3/100EI 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度: 小横杆传递荷载 P=(0.041+0.158+1.575)/2=0.887kN ν= 1.883×0.887×15003/ ( 100 ×2.06×105×124600) = 2.196 mm; 最大挠度和:ν= νmax + νpmax = 0.053+2.196=2.249 mm; 大横杆的最大挠度 2.249 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与10 mm,满足要求! 8、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8.00 kN; R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; 小横杆的自重标准值: P1 = 0.039×1.05×2/2=0.041 kN; 大横杆的自重标准值: P2 = 0.039×1.5=0.059 kN; 脚手板的自重标准值: P3 = 0.3×1.05×1.5/2=0.236 kN; 活荷载标准值: Q = 3×1.05×1.5 /2 = 2.362 kN; 荷载的设计值: R=1.2×(0.041+0.059+0.236)+1.4×2.362=3.712 kN; R < 8.00 kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 9、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+(1.05×2/2)×0.039/1.80]×18.50 = 2.734kN; (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= 0.3×10×1.5×(1.05+0.2)/2 = 2.925 kN; (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 = 0.15×10×1.5/2 = 1.125 kN; (4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005 kN/m2 NG4 = 0.005×1.5×18.5 = 0.139 kN; 经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.923 kN; 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 = 4.725 kN; 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×6.923+ 0.85×1.4×4.725= 13.93 kN; 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.923+1.4×4.725=14.922kN; 10、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 = 0.3 kN/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0.693; 经计算得到,风荷载标准值为: Wk = 0.7 ×0.3×0.74×0.693 = 0.108 kN/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 ×1.4×0.108×1.5×1.82/10 = 0.062 kN·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 = 13.930 kN; 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'= 14.922kN; 计算立杆的截面回转半径 :i = 1.57 cm; 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 = 3.118 m; 长细比: L0/i = 199 ; 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= 0.182 立杆净截面面积 : A = 5.02 cm2; 立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.19 cm3; 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205 N/mm2; 考虑风荷载时 σ = 13930.04/(0.182×502)+62282.707/5190 = 164.468 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 164.468 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 不考虑风荷载时 σ = 14922.29/(0.182×502)=163.328 N/mm2; 立杆稳定性计算 σ = 163.328 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2,满足要求! 11、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 = 4.189 kN; 活荷载标准值 :NQ = 4.725 kN; 每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.125 kN/m; 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩: Mwk=Mw / (1.4×0.85) = 0.062 /(1.4 × 0.85) = 0.052 kN·m; Hs =( 0.182×5.02×10-4×205×103-(1.2×4.189+0.85×1.4×(4.725+0.182×5.02×100×0.052/5.19)))/(1.2×0.125)=46.634 m; 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] = 46.634 /(1+0.001×46.634)=44.556 m; [H]= 44.556 和 50 比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值 [H] =44.556 m。 脚手架单立杆搭设高度为18.5m,小于[H],满足要求! 12、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=0.693,ω0=0.3, Wk = 0.7μz·μs·ω0=0.7 ×0.92×0.693×0.3 = 0.134 kN/m2; 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 16.2 m2; 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= 5.000 kN; 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 = 3.037 kN; 连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.037 kN; 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 = 250/15.7的结果查表得到 φ=0.958,l为内排架距离墙的长度; A = 5.02 cm2;[f]=205 N/mm2; 连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.958×5.02×10-4×205×103 = 98.588 kN; Nl = 8.037 < Nf = 98.588,连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用双扣件与墙体连接。 由以上计算得到 Nl = 8.037小于双扣件的抗滑力 12 kN,满足要求! 连墙件扣件连接示意图 13、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 = 250 kPa; 其中,地基承载力标准值:fgk= 250 kPa ; 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 =69.65 kPa ; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 13.93 kN; 基础底面面积 :A = 0.2 m2 。 p=69.65kPa ≤ fg=250 kPa 。地基承载力满足要求! 14、脚手架配件数量匡算 扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要, 因此按匡算方式来计算;根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算: L = 1.1·H·(n·(1+Hs/H)+la/h·n-2·la/h)+ [(H/h)-1]取整·[c/la]取整·(m+2)·lb N1 = 1.1·(H/2h + 1)·n + 1.1·((H/h)-1)·m N2 = 2.2·(H/h + 1)·n·(1+Hs/H) + (c/la+1)·(m+2)·K·2.2 N3 = L/li N4 = 0.3·L/li S = 1.1·(n-2)·la·lb L -- 长杆总长度(m); N1 -- 小横杆数(根); N2 -- 直角扣件数(个); N3 -- 对接扣件数(个); N4 -- 旋转扣件数(个); S -- 脚手板面积(m2); n -- 立杆总数(根) n=876; H -- 搭设高度(m) H=18.5; h -- 步距(m) h=1.8; la -- 立杆纵距(m) la=1.5; li -- 长杆平均长度; m -- 大/小横杆搭设根数; K -- 脚手板铺设层数; c -- 脚手架搭设总长度; lb -- 立杆横距(m) lb=1.05; Hs -- 双立杆计算高度; 长杆总长度(m) L =1.1 ×18.50 ×(876×(1+0.00/18.50) + 1.50 ×876/1.80 - 2 ×1.50/1.80)+(18.50/1.80-1) ×(656.00/ 1.50)×(2+2) ×1.05=49166.78; 小横杆数(根) N1 =1.1 ×(18.50 /1.80 ×1/2 + 1) ×876 + 1.1×(18.50/1.80-1) ×2 = 5936; 直角扣件数(个) N2 =2.2 ×(18.50 / 1.80 + 1) ×876×(1+0.00/18.50) + (656.00/1.50+1) ×(2+2) ×10 ×2.2 = 60308; 对接扣件数(个) N3 =49166.78 / 6.00 = 8195; 旋转扣件数(个) N4 =0.3 ×49166.78 / 6.00 = 2459; 脚手板面积(m2) S = 1.1 × ( 876-2) × 1.50 × 1.05=1514.21。 根据以上公式计算得长杆总长49166.783m;小横杆5936根;直角扣件60308个;对接扣件8195个;旋转扣件2459个;脚手板1514.205m2。 六、 脚手架搭设 1、脚手架搭设顺序: 材料准备及检查 地基处理 定位放线 竖立杆 扫地杆(先纵后横,横在纵下) 第一步横杆第一步纵杆 第X步横杆第X步纵杆(先纵后横,横在纵上) 按设计设置连墙件、剪刀撑。 2、立杆垫板 每根立杆底部设置面积≥0.15 m2的木垫板,垫板宽度≥20cm,厚度≥50mm,垫板的垫设方向一致。 3、扫地杆 脚手架设置纵、横扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距垫板上皮≤200mm处的立杆上。横向扫地杆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,将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高底差≤1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离≥500mm。 4、脚手架底层步距≤2m。 图1:脚手架纵横扫地杆构造 h h ≥500 ≤2000 ≤200 1 2 <1000 la la ≤200 (注:1-横向扫地杆;2-纵向扫地杆;la-跨距;h-步距) 5、 立杆接长 立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层各步采用对接扣件连接。 对接时,对接扣件应交错布置:两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。 搭接时,搭接长度不应小于1m,采用不少于2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。 6、 纵向水平杆 6.1、纵向水平杆设置在立杆内侧,横向水平杆的下部,与立杆用直角扣件固定,其长度≥3跨。 6.2、纵向水平杆接长 纵向水平杆可对接也可搭接。 对接时:对接扣件交错布置,两根相邻纵向水平杆的接头不得设置在同步或同跨内,不同步或不同跨两个相邻接头错开的距离≥500;各接头中心至主节点的距离≤1/3倍跨。 搭接时:搭接长度≥1m,等间距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端≥100mm。 图2:水平杆对接接头布置 1 ≥500 ≤La/3 2 3 La La (注:1-立杆;2-纵向水平杆;3-横向水平杆) 7、 横向水平杆 7.1、主节点处(水平杆与立杆连接处)必须设置一根横向水平杆,与立杆用直角扣件固定。主节点处两个直角扣件的中心距≤150mm。在每跨跨中设置一根横向水平杆,以便支承脚手板。 7.2 、对双排脚手架,横向水平杆靠墙一端的悬挑长度距装修面≤100mm,最大不超过400mm。 8、 脚手板 脚手板采用木脚手板或竹串片脚手板。脚手板设置在三根横向水平杆上。脚手板的铺设可对接平铺,亦可搭接铺设,具体要求见下图: 图3:脚手板对接、搭接构造图 130~150 ≥100 ≤300 ≥200 9、剪刀撑 9.1、剪刀撑的宽度≥6m,且≥4跨,剪刀撑跨越立杆的最多根数见下表。 剪刀撑斜杆与地面的倾角º 45º 50º 60º 剪刀撑跨越立杆的最多根数 7 6 5 9.2、双排架的剪刀撑在外侧立面的两端各设置一道,并由底至顶边续设置,中间各道剪刀撑之间的净距≤15m 。 9.3、满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置。对高于4m的模板支架,其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。 9.4、剪刀撑斜杆的接长采用搭接。 9.5、作业层的栏杆和挡脚板设置 图4:栏杆与挡脚板构造 1 2 1800 3 ≥180 4 4 (注:1-上栏杆;2-中栏杆;3-挡脚板;4-外立杆) 七、脚手架的拆除 1、准备工作 1.1、拆除前全面检查脚手架的构造是否符合要求,清除脚手架上的杂物及地面障碍。 1. 2 、组织好人员做好交底工作,做好地面围栏及警戒标志,并设专人看护,严禁无关人员入内。 2、作业程序 2.1 、由上至下逐层进行,禁止上下同时作业。 2.2、 连墙件必须随脚手架逐层拆除,禁止先将连墙件整层拆除后再拆除脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固。 2.3、各层杆件拆除顺序:横向水平杆 纵向水平杆 连墙件 立杆 2.4 、各种拆除下来的构配件禁止抛掷至地面,运至地面的构配件应及时检查、整修与保养,并按品种、规格码堆存放。 八、脚手架工程的安全管理 1、 交底 1.1 、由工程部负责就此方案对操作人员进行书面的口头的技术交底。 1.2 、由安全部门负责对操作人员的安全培训,培训内容应包括架子工操作规程、安全常识,劳保用品的使用,安全意识等。 2 、操作人员 2.1 、脚手架施工人员必须持证上岗(架子工操作证)。 2.2、 脚手架施工人员应经过身体检查,有心脏类、血压类、恐高症等疾病的人员禁止上岗。 2.3、 上岗人员的年龄组成:不得小于18岁,也不得大于50岁。 3、 劳保用品配备 上岗人员必须配备如下劳保用品并保证其正确使用,如安全帽、防滑鞋、安全带。 4 、脚手架使用与检查 4.1 、脚手架的使用 4.1.1、脚手架的使用荷载为3KN /m2(每平方米300公斤),施工荷载应均衡,避免集中堆载,不得超载。 4.1.2、不得将缆风绳、泵送砼的输送管等固定在脚后架上,禁止在脚手架上悬挂起重设备。 4.1.3、在脚手架使用期间严禁拆除主节点处的纵、横水平杆,纵、横扫地杆,以及边墙件。 4.1.4、不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业。脚手架外侧应有防止坠物伤人的防护措施。在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看护。 4.2 、脚手架的检查 4.2.、1脚手架检查的时间:基础处理完后(脚手架搭高前;作业层施工加荷载前;达到使用高度后;大雨后。 4.2.2、检查的内容:构造是否符合要求;地基是否积水、垫板是否松动,立杆是否悬空;扣件是否松动;安全防护措施是否符合要求;是否超载。 4.3、检查按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)执行。对检查出来的问题及时解决。 九、脚手架搭拆注意事项 1、操作时,架子工应做好自我保护的防护措施,同时保护好作业现场其他人员的安全。 2、超过2m以上的架子工在操作前,必须配戴好安全带。传递钢管、扣件时,要保证身体平衡。 3、作业人员应配戴工具袋,工具用完后装入袋中,不要随手放在架子上,以免掉落伤人,架设材料要随上随用,以免放置不当时掉落,地面上的配合人员应及时避开可能落物的区域。 4、在进行撬、拉、推等操作时,要注意采取正确的姿势,站稳脚跟,或一手把持在稳固的结构或支持物上,以免用力过猛身体失去平衡或把东西甩出。 5、在架面上运送材料经过正在作业中的人员时,要及时发出“请注意”、“请让一让”的信号。材料要轻搁轻放,不得采用倾倒、猛磕或其他鲁莽的卸料方式。 6、架上作业时,不要随意拆除安全防护设施,未设置或设置不符合要求的,必须在补设或改善后,方能上架作业。 7、搭设(拆除)现场应有可靠的安全围护,并设专人看护,严禁非作业人员进入搭设(拆除)作业区,并设置安全区域警戒线 十、雨季施工措施 1、雨季施工要结合实际,建立健全雨期施工安全保证体系,明确责任和分工,做到人员、物资、措施三到位,认真贯彻落实各项- 配套讲稿:
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