10691m高空悬挑天面构架专项施工方案.doc

金凤凰·南湖御景工程

106.91m高空悬挑天面构架专项施工方案

江苏南通六建建设集团有限公司
金凤凰·南湖御景项目部
二00七年九月

施工组织设计、施工方案会签表
责 任
部门或岗位
签 名
日 期
编 制
（项目经理主持）

项目经理(秦凤斌)

审 核
（技术负责人主持）

技术负责人（黄明）

审 批
（法人单位总工或
授权委托人）

总工或委托人（陈晓丹）

项目名称：金凤凰·南湖御景工程 方案名称：天面构架施工专项方案
目 录
第一章 工程概况 2
1.1.工程概况 2
1.2.编制依据 3
第二章 支撑系统方案的初步设计 4
第三章 对初步方案悬挑结构的验算 6
3.1.梁支撑验算 6
3.2.悬挑工字钢验算 7
第四章 对初步方案的调整及验算 8
4.1.对初步方案的调整 8
4.2.对调整后悬挑工字钢的验算 9
4.2.1.工字钢的承载验算 9
4.2.2.压锚钢筋验算 9
4.3.补充说明 9
第五章 技术质量保证措施 10
5.1进场（搭设前）脚手架材料质量标准 10
5.2脚手架的质量检查及验收 10
5.3质量要求 10
第六章 防高空坠落安全措施 10
6.1．落实“三宝”防护措施 10
6.2．落实临边防护措施 11
6.3．把住架子十道关 11
第六章 施工中的注意事项 11

第一章 工程概况
1.1.工程概况
金凤凰·南湖御景工程总建筑面积95592平方米，钢筋砼框架-剪力墙结构，建筑层数地下二层，地上公寓二十九层，住宅地上三十一层，建筑高度99.60米；公寓标准层层高3.2m，住宅标准层层高3.0m；该工程屋面99.60m以上设计有天面构架，天面构架造型新颖，采用钢筋混凝土+型钢的混合结构。在公寓圆弧处的构架为一大悬挑弧形悬空构架，弧形构架悬空长度较大，构架平面图如下所示。C轴以内构架模板及其支撑系统可直接支承于屋面板上，支模高度4.5m～5.4m（屋面板顶至弧形梁顶）。C轴外侧构架弧形梁（外围最大弧长12.46m）距地高度104.92m～106.91m，其模板及支撑系统在外侧和底部无防护结构，安全要求高，施工难度大。为确保该部位弧形构架施工能安全、顺利地进行，综合考虑结构受力、安全可靠、经济成本等各方面因素，我们对此部分模板支撑系统进行了如下设计。

1.2.编制依据
序 号
名 称
1
金凤凰·南湖御景工程结构施工图、建筑施工图；
2
天面构架施工图
3
JGJ130建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
4
《建筑施工手册》（第三版）、《建筑结构荷载规范》
5
《材料力学》（西安交通大学出版社）
6
《钢结构设计与计算》（机械工业出版社）

第二章 支撑系统方案的初步设计
指思思想：先考虑采用18#工字钢纯悬挑体系，如不满足要求再进行调整。
初步方案：由于弧形构架梁的悬空高度达到106.91m，阳台外混凝土最大悬挑长度达4.0m左右，经过多种方案比较，在圆弧天面处采用18#工字钢悬挑体系较合适。
工字钢悬挑支撑体系为纯悬挑结构，和普通“悬挑+钢丝绳”外架不完全相同；悬挑工字钢支承在阳台边封口梁上，外悬挑长度和封口梁内压锚长度基本相等；工字钢根部压锚采用两道φ20的圆钢“∩”形卡锚固在现浇板内，位置见图；工字钢布置原则上沿封口梁每1000mm左右均匀布置（可适当避开柱）；悬挑部分工字钢上焊φ20短钢筋头作为支架立管定位。悬挑工字钢安装完毕，搭设满堂钢管支撑作为弧形构架的支撑系统。
构架梁模板支撑系统：采用多层胶合板作模板，50×100mm木方作龙骨和搁栅，在悬挑结构体系上，搭设满堂钢管脚手架（间距1200×1000）作模板的支撑固定系统。
平面布置及剖面图见下。

第三章 对初步方案悬挑结构的验算
工字钢为纯受弯构件，圆弧中部工字钢挑出长度为4.4m（4.0+0.4）左右，承受最不利荷载。设计满堂架纵横杆间距1200×1000，大横杆步距为1600mm。考施工时立杆间距可能会产生误差，为安全体现，验算时按立柱的间距为1500×1500mm，大横杆步距也为1600mm进行验算。
3.1.梁支撑验算
选构架外侧梁悬挑最大处槽型梁板（截面为1500×400mm）进行计算，见左下图。
（说明：图中设计槽型梁板尺寸有多个，是设计错误，此处暂按最大尺寸进行验算）
3.1.1.荷载标准值
1）模板及支撑自重标准值
取0.75KN/M3，高度取7.0m，得：
0.75KN/M3×7.0m×1.5m×1.5m=11.8KN
2）、3)、新浇混凝土及钢筋自重
25×(1.50×0.40-1.10×0.32)×1.5=9.3KN
4)施工人员及设备荷载标准值
施工人员及小型设备，取1.0 KN/M2；
则1.0×1.50×1.50=2.25KN
5）振捣混凝土产生的荷载标准值
取1.0 KN/M2
则1.0×1.50×1.50=2.25 KN
3.1.2.荷载设计值
第1)、2)、3)项为恒载，取荷载分项系数γi=1.2；第4)、5)项为活载取荷载分项系数1.4。
3.1.3.荷载组合
按1)+2)+3)+4)+5)进行组合，得：（11.8+9.3）×1.2+4.5×1.4=29.26KN
3.1.4.计算
仅计算钢管立柱稳定性，其余大小横杆、剪刀撑、模板背楞等按构造要求设置。
立柱稳定性计算，按两端铰节受压构件来简化计算。
钢管立柱应采用对接扣件进行连接，接点不能设置在同一截面上；钢管立柱不宜采用旋转扣件进行连接，如必须采用旋转扣件，则搭接处旋转扣件的数量不少于2个，搭接长度不少于800mm，同时接杆的底部需增设1个直角扣件，以增加承载能力。钢管立柱不得采用其他方式连接。
满堂架大横杆步距为≤1600mm。立柱的间距为1500×1500mm。
立柱稳定性验算：
σ＝N／ΨA≤f
N=42.68 /3==9.75 KN
A=4.89cm2
长细比　λ＝L／i =1600/15.8=101
查表得Ψ＝0.58
σ＝N／ΨA
=9.75×103/0.58×4.89×102=34.38N/mm2＜180 N/mm2
立柱稳定性满足要求。
3.2.悬挑工字钢验算

悬挑脚手架的水平钢梁是一个悬臂梁，悬挑水平钢梁采用双道锚环固定。
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度按最长处4.4m验算。
最大弯矩  
=9.75×（4.270+3.220+2.320）=96 kN.m
    支座反力
               ＝96/4.4＝21.8 kN
最大应力 σ=M/1.05W+N/A= 96×106 /( 1.05 ×185400.0 )+0 =493.1N/mm2；
水平支撑梁的最大应力计算值 493.1 N/mm2 大于水平支撑梁的抗压强度设计值 215.000 N/mm2，单根工字钢不满足要求！

第四章 对初步方案的调整及验算
4.1.对初步方案的调整
对以上纯悬挑工字钢支撑体系进行调整：在天面下两层（28、29层）采用满堂钢管斜撑体系加固（见下图）。纵横杆间距与上部对应，以便将上部荷载有效传递。

4.2.对调整后悬挑工字钢的验算
4.2.1.工字钢的承载验算
先验算工字钢下内两根斜杆的承载：
内外斜杆水平杆步距匀按1600考虑
长细比　λ＝L／i =1600/15.8=101.3
查表得Ψ＝0.580 A=4.89cm2
Nmax=σ×ΨA=180×0.580×4.89×102=51052N=51.1KN
根据单扣件抗滑承载力8KN，双扣件抗滑承载力12KN考虑。
则下方斜撑可承受最大弯矩为：
单扣件Mmax=8×cos390×3.385+8×cos330×4.270=49.69KN.M
双扣件Mmax=12×cos390×3.385+12×cos330×4.270=74.54KN.M
则双扣件情况下，工字钢最大应力σ=M/1.05W+N/A= (96-74.5)×106 /( 1.05 ×185400.0 )+0 =110.4N/mm2＜215.000 N/mm2
所以，在28、29层增加满堂斜撑后，承载满足要求！
只是需特别说明的是：工字钢下方承压水平杆需采用双扣件作等扣。
4.2.2.压锚钢筋验算
单道压筋（φ20的圆钢）fmax=3.142×102×215=67553N=67.553KN
可以足够满足要求。
4.3.补充说明
后来设计对悬挑外伸长度进行了修改，原最大外伸长度3970mm改为3209mm，为保证安全仍采用此支撑体系进行施工。

第五章 技术质量保证措施
5.1进场（搭设前）脚手架材料质量标准
5.1.1工字钢、钢管：工字钢截面尺寸、材质必须符合有关规范和规定要求；钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的Q235的焊接钢管，材质符合《碳素结构钢》（GB700-88）的相应规定。
5.1.2扣件：符合《可锻铸铁分类及技术条件》（GB978-67）的规定，与钢管管径相匹配。使用机械性能不低于KT-33-8的可锻铸铁，附件材料应符合《碳素结构钢》（GB700-88）中Q235钢的规定；螺纹符合《普通螺纹》（GB196-81）的规定；
5.1.3安全网：必须是经国家指定监督检验部门监定许可生产的厂家产品。
5.2脚手架的质量检查及验收
5.2.1在脚手架完成之后，必须由安全部、技术部、搭设班组等按照分段、分层进行检查、验收，并填写验收单、合格后方可进行使用。
5.2.2所有预埋卡箍必须采用φ20的圆钢，预埋必须满足的长度，吊环钢筋锚固长度不小于30d，保证预埋质量。
5.3质量要求
（1）立杆垂直度：±100mm（最后验收）。
（2）搭设中立杆垂直度：H=2m，±7mm；H=10m，±20mm；H=20m，±40mm；H=30m，±60mm；H=40m，±80mm；H=50m，±100mm。
（3）间距：a步距±20mm；b立杆纵距±50mm；c立杆横距±20mm。
（4）纵向水平高差：a同杆两端±20mm；b同跨内两根纵向水平杆高差±10mm。
（5）横向水平杆外伸长度（500mm）：-50mm。
（6）扣件螺栓拧紧力距40～65N•m。

第六章 防高空坠落安全措施
6.1．落实“三宝”防护措施
安全帽、安全带、安全网是建筑行业广大职工公认的安全“三宝”，挽救过千万职工的生命，必须正确使用。
　　（1）进入施工现场的人员必须戴安全帽。一是安全帽必须符合国家标准；二是要正确佩戴，尤其是要系好帽带，防止脱落，使其在高处坠落或物体打击时起到保护作用。
　　（2）悬空作业人员必须系好安全带。凡在2m以上悬空作业，必须系好合格的安全带，有的悬空作业点没有挂安全带的条件时，施工负责人应为工人设置挂安全带的安全拉绳、安全栏杆等，并确保高挂低用。
　　（3）高处作业点的下方必须设安全网。
6.2．落实临边防护措施
在施工过程中，尚未安装栏杆的阳台周边、无外架防护的屋面周边、框架工程楼层周边、跑道（钭道）两侧边、卸料台的外侧边等，必须设置1m高的双层围栏或搭设安全网。 　　
6.3．把住架子十道关
脚手架在建筑施工中，是不能少的重要工具，一旦脚手架发生故障，极易造成重大伤亡事故。因此，对各种脚手架必须认真把好“材质关、尺寸关、铺板关、栏护关、连结关、承重关、上下关、雷电关、挑梁关、检验关”等十道关口（详见《预防高空坠落专项方案》）。

第六章 施工中的注意事项
6.1.高处和临边洞口作业应设护栏，张安全网，架体搭设人员要穿紧口工作服、防滑鞋、戴安全帽、系安全带；作业人员作业时要带好工具袋，暂时不用的工具，装入工具袋。
6.2.支模过程中，如需中途停歇，应将支撑、搭头、柱头板等钉牢。拆模间歇时，应将已活动的模板、牵杠、支撑等运走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而坠落。
6.3.不得将钢筋集中堆在悬挑部分的模板和脚手板上，也不要把工具、钢箍、短钢筋随意乱放以免滑下伤人；钢筋工在绑扎3m以上的柱钢筋，必须搭设操作平台。
6.4.遇有大雨、大雾和六级以上大风时，所有工种应停止高处作业。
6.5.操作人员不得在悬挑部位集中，要分散开来，由尽量少的人员在悬挑部位进行操作；作业人员更不得相互戏嘻打闹，以免失足发生坠落事故。
6.6.在浇筑梁板混凝土时，按照先里后外、先中间后两边的顺序进行，确保满堂内脚手架比悬挑架先受力，以防倾覆，混凝土浇筑采用塔吊吊运浇捣的办法；在凝土浇筑过程中，派专人看护支撑系统，不少于2人，密切注意支撑系统的变化。
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