脚手架专项施工方案-滴.doc
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1、脚手架专项施工方案 第一节编制依据 建筑施工计算手册江正荣著 中国建筑工业出版社; 建筑施工手册第四版 中国建筑工业出版社、钢结构设计规范GB50017-2003 中国建筑工业出版社; 建筑结构荷载规范GB50009-2001中国建筑工业出版社; 建筑施工脚手架实用手册(含垂直运输设施)中国建筑工业出版社; 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001 中国建筑工业出版社; 混凝土结构设计规范GB50010-2002中国建筑工业出版社; 建筑地基基础设计规范GB50007-2002中国建筑工业出版社; 建筑施工安全检查标准JGJ59-99中国建筑工业出版社。 第二节 工程概况 该
2、工程位于河北石家庄,属于框架结构,地上6层,地下0层,建筑总高度26.0米,建筑总面积10000.0平方米,标准层层高4.2米。1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为 24.0 米,立杆采用单立管;搭设尺寸为:立杆的纵距为 1.60米,立杆的横距为1.20米,大小横杆的步距为1.80 米;内排架距离墙长度为0.30米;小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根;脚手架沿墙纵向长度为 120 米;采用的钢管类型为 483.5; 横杆与立杆连接方式为单扣件;取扣件抗滑承载力系数为 0.80;连墙件采用两步三跨,竖向间距 3.60 米,水平间距4.80 米,采用扣件连接;连墙件连接方式为单扣件;2
3、.活荷载参数工现场设施安全计算手册表4-6,施工均布活荷载标准值:3.000 kN/m2;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2 层;3.风荷载参数根据建筑结构荷载规范附表D.4,本工程地处河北省石家庄市,基本风压为0.35 kN/m2; 风荷载高度变化系数z为0.84,风荷载体型系数s为0.65;脚手架计算中不考虑风荷载作用;4.静荷载参工现场设施安全计算手册表4-3,4-4,4-5,4-6有每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.1278;脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.140;安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板
4、铺设层数:4;脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:栏杆、木脚手板挡板;每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.038;5.地基参数地基土类型:素填土;地基承载力标准值(kN/m2):500.00;立杆基础底面面积(m2):0.09;地面广截力调整系数:0.40第三节脚手架计算书 一、小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ;脚手板的荷载标准值: P2= 0.3501.600/3=0.187 kN/m ;活荷载标准值: Q
5、=3.0001.600/3=1.600 kN/m;荷载的计算值: q=1.20.038+1.20.187+1.41.600 = 2.510 kN/m;(根据建筑结构荷载规范GB50009-2001,3.2.5有永久荷载分项系数1.2;可变荷载分项系数1.4) 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,计算公式如下: 最大弯矩 Mqmax =2.5101.2002/8 = 0.452 kN.m;最大应力计算值 = Mqmax/W =88.940 N/mm2;小横杆的最大应力计算值 =88.940 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 f=205.0 N/mm2,(工
6、现场设施安全计算手册表4-14)满足要求!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=0.038+0.187+1.600 = 1.825 kN/m ; 查表得弹性模量E=N/mm,惯性矩I=121900mm最大挠度 V = 5.01.8251200.04/(3842.060105121900.0)=1.962 mm;小横杆的最大挠度 1.962 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1200.0 / 150=8.000 与10 mm(工现场设施安全计算手册表4-16),满足要求!二、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。1.荷载值计算小
7、横杆的自重标准值: P1= 0.0381.200=0.046 kN;脚手板的荷载标准值: P2= 0.3501.2001.600/3=0.224 kN;活荷载标准值: Q= 3.0001.2001.600/3=1.920 kN;荷载的设计值: P=(1.20.046+1.20.224+1.41.920)/2=1.506 kN;(根据建筑结构荷载规范GB50009-2001,3.2.5有永久荷载分项系数1.2;可变荷载分项系数1.4) 大横杆计算简图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。 均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.6
8、001.6002=0.013 kN.m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2671.5061.600= 0.643 kN.m;M = M1max + M2max = 0.013+0.643=0.656 kN.m最大应力计算值 = 0.656106/5080.0=129.127 N/mm2;大横杆的最大应力计算值 = 129.127 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205.0 N/mm2,满足要求!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: 大横杆自重均布荷载
9、引起的最大挠度: Vmax= 0.6770.0381600.04 /(1002.060105121900.0) = 0.068 mm;集中荷载最大挠度计算公式如下: 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=(0.046+0.224+1.920)/2=1.095kN V= 1.8831.0951600.03/ ( 100 2.060105121900.0) = 3.363 mm;最大挠度和:V= Vmax + Vpmax = 0.068+3.363=3.431 mm;大横杆的最大挠度 3.431 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1600.0 / 150=10.7与10 mm
10、,满足要求!三、扣件抗滑力的计算:按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;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 = 0.0381.2002/2=0.046 kN;大横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.600=0.061 kN;脚手板的自重标准值: P3 = 0.3501.2
11、001.600/2=0.336 kN;活荷载标准值: Q = 3.0001.2001.600 /2 = 2.880 kN;荷载的设计值: R=1.2(0.061+0.336)+1.42.880=4.509 kN;(根据建筑结构荷载规范GB50009-2001,3.2.5有永久荷载分项系数1.2;可变荷载分项系数1.4)R 8.0 kN,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)根据施工现场设施安全计算手册表4-3,每米立杆承受的结构自重标准值(kN),为0.1278 NG1 = 0.1278+
12、(1.202/2+1.602)0.038/1.8024.00 = 5.320;(2) 工现场设施安全计算手册表4-4,脚手板的自重标准值(kN/m2);采用木脚手板,标准值为0.35 NG2= 0.35041.600(1.200+0.3)/2 = 1.680 kN;(3) 工现场设施安全计算手册表4-5,栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);采用栏杆、木脚手板挡板,标准值为0.14 NG3 = 0.14041.600/2 = 0.448 kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005 NG4 = 0.0051.60024.000 = 0.192 kN;经计算得到,静荷载标
13、准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 7.640 kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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= 3.0001.2001.6002/2 = 5.760 kN;风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附表D.4的规定采用: Wo = 0.350 kN/m2; - 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: = 0.840 ; - 风荷载体型系数:取值为0.649经计算得到,风荷载标准值 Wk
14、= 0.7 0.3500.8400.649 = 0.134 kN/m2;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 Nd = 1.2NG+1.4NQ = 1.27.640+ 1.45.760 = 17.232 kN;风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.1341.600 1.8002/10 = 0.082 kN.m;五、立杆的稳定性计算: 建筑工程扣件式钢管脚手架安全计算规范5.3.1-1不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为: 立杆的轴向压力设计值 :N =17.232 kN;计算立杆的截面回转半径 :i = 1.58 cm
15、;计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 :k = 1.155 ;计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 : = 1.530 ;计算长度 ,由公式 lo = kh 确定 :l0 = 3.181 m;长细比 Lo/i = 201.000 ;轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 := 0.179 ;工现场设施安全计算手册表4-2立杆净截面面积 : A = 4.89 cm2;立杆净截面模量(抵抗矩) :W = 5.08 cm3;钢管立杆抗压强度设计值 :f =205.000 N/mm2; = 17232.000/(0.179489.000)=196.867 N/mm
16、2;立杆稳定性计算 = 196.867 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2,满足要求!六、最大搭设高度的计算: 按建筑工程扣件式钢管脚手架安全计算规范5.3.6条不考虑风荷载时,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: 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 = 2.320 kN;活荷载标准值 :NQ = 5.760 kN;每米立杆承受的结构自重标准值 :Gk = 0.128 kN/m;Hs =0.1794.89010-4205.000103-(1.22.320+1.45.
17、760)/(1.20.128)=46.269 m;按建筑工程扣件式钢管脚手架安全计算规范5.3.7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 = 46.269 /(1+0.00146.269)=44.223 m;H= 44.223 和 50 比较取较小值。得到,脚手架搭设高度限值 H =44.223 m,满足要求!七、连墙件的计算: 因不考虑风荷载,连墙件的轴向力无需验算!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 = fgkkc = 200.000 kN/m2; 其中,地基承载力标准值:fgk= 500.
18、000 kN/m2 ; 脚手架地基承载力调整系数:kc = 0.400 ; 立杆基础底面的平均压力:p = N/A =191.467 kN/m2 ;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 :N = 17.232 kN;基础底面面积 :A = 0.090 m2 。p=191.467 fg=200.000 kN/m2 。地基承载力满足要求. 第四节脚手架的搭设流程及要求 落地脚手架搭设的工艺流程为:场地平整、夯实基础承载力实验、材料配备定位设置通长脚手板、底座纵向扫地杆立杆 横向扫地杆小横杆大横杆(搁栅)剪刀撑连墙件铺脚手板扎防护栏杆扎安全网。 定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立
19、杆离墙距离,并做好标记;用钢卷尺拉直,分出立杆位置,并用小竹片点出立杆标记;垫板、底座应准确地放在定位线上,垫板必须铺放平整,不得悬空。 在搭设首层脚手架过程中,沿四周每框架格内设一道斜支撑,拐角除双向增设,待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时,宜先立外排,后立内排。其余按一下构造要求搭设。 1、主杆基础 本工程脚手架地基础部位应在回填土完后夯实,采用强度等级不低于C15的混凝土进行硬化,混凝土硬化厚度不小于10cm。地基承载能力能够满足外脚手架的搭设要求(具体计算数据参阅脚手架计算书)。 2、立杆间距 (1)脚手架立杆纵距1.5m,横距1.05m
20、,步距1.8m;连墙杆间距竖直3.6m,水平4.5m(即二步三跨):里立杆距建筑物0.3m。 (2)脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开500mm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。 (3)立杆应设置垫木,并设置纵横方向扫地杆,连接于立脚点杆上,离底座20cm左右。 (4)立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1400。 3、大横杆、小横杆设置 (1)大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m,以便立网挂设,大横杆置于立杆里面,每侧外伸长度为150mm。 (2)外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆,两端固定在立杆,以形成空间结
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