剪力墙结构悬挑式脚手架施工方案.doc

*悬挑式脚手架施工方案一、编制依据1.*住宅楼建筑、结构施工图纸.2.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001.3.实用五金手册.4.钢结构工程及验收规范GB50205-2001.5.建筑结构施工手册.二、工程概况 *1#、2#楼位于*工程结构为剪力墙结构，地上十一层，地下一层，建筑面积为20000m2 三、适用范围本方案适用于*1#、2#楼工程主体四层至屋面阶段的悬挑式脚手架搭设。四、施工部署1、施工方案本项目计划投入脚手架搭设主要材料为：48钢管扣件 竹串片脚手板密目网16号槽钢进场材料质量必须符合国家标准GB/T700中Q235-A钢的规定和GB15831的规定，不合格产品严禁入场。构配件按品种、规格分类，堆放时应整齐、平稳，堆放场地不得有积水。安全所需用具等一应提前到位，经检验合格后才能使用。2、施工方案悬挑架由工程四层底板开始悬挑,每四层一挑,悬挑高度为11.6米.四、脚手架的结构设计1、悬挑式脚手架的设计架体搭设按工程平面形状, 无阳台处悬挑钢梁外挑长度为1.3m，选用16号槽钢,有阳台处悬挑钢梁外挑长度为3.9m,应选用6米的槽钢,端部斜拉钢丝绳卸荷,钢梁按架体纵向间距按1.5布置（立杆纵距），架体横距1.05，里排立杆间距离外墙皮0.4，步距1.8（图1a、1b、1c）连墙件按3.6×4.5布置，用刚性连接横杆对架体进行拉结, 拉结点应从外架的第一步开始进行设置.挑梁和预埋环制作及连墙杆连接如图（图2a、2b、2c、2d）.外侧搭设连续式剪刀撑，满挂密目网转角处进行特别加固处理，采取螺栓连接或焊接方式用10号槽钢制作构架体，作为立杆的生根点(槽钢与槽钢接口处采用焊接或利用角钢和螺栓固定).整个架体用17(6×19+1)钢丝绳斜拉将悬挑钢梁端部与工程主体拉紧（图3a、b、c）（a）(b)（c）图1（a）(b)(c)（d）图2图3a图3b图3c架体材料选用16槽钢，扣件式钢管架体，底部满铺50厚木脚手板操作层根据需要铺设两层脚手板，每层均设一道扶手栏杆悬挑钢梁的锚环设置两道，两道锚环的间距应大于50，钢梁在铺设时内置部分的梁端头应距第一道锚环1530（图4） 图42.施工工艺流程工字钢加工设置预埋环工字钢安装就位放扫地杆竖立杆与扫地杆扣紧安装第一步大横杆和小横杆连接附墙杆铺脚手板、围护栏杆、踢脚板、挂网随主体施工接高架体、加剪刀撑3.脚手架要求悬挑架搭设应严格一般落地式脚手架搭设规定，纵向水平杆与横向水平杆的连接，采用防滑扣件连接连接，并按规范要求连续设剪刀撑，斜杆与地面倾斜角为45度60度工字钢端部5即立杆生根处焊置高度10的25钢筋或56钢管，作为生根点挑架底部满铺脚手板，外架钢管全部刷黄黑相间油漆 脚手架中部脚手板铺设严密，不允许出现探头板，脚手板下拉兜网脚手板的材质及规格符合规范要求材料要求：I16工字钢材质必须符合国家标准要求钢管规格48，壁厚3.5，焊接钢管其材质符合YB242-63标准，严禁钢管上打空扣件符合GB978-67可锻铸铁分类及技术条件，螺栓、螺母、垫圈符合GB700-79普通碳素钢技术条件A3规定，螺栓拧紧扭力达65N.时，不发生破坏木脚手板厚度不小于50，对接扣件应朝上或朝内各杆件端伸出扣件的长度不小于100架体防护：架体外侧用1.8×6密目网全封闭按照临边防护的规定，设置防护栏杆和挡脚杆底层、操作层均设高度200挡脚板，并刷斜度为45度黄黑相间油漆底层和作业层脚手板应铺满、铺稳，并用钢筋及直径3.2的铁丝固定在支撑杆件上，防止人、物的坠落严格按照建筑施工钢管脚手架规范（JGJ130-2001）执行.在施工前期，对施工人员及操作人员进行技术安全培训其主要内容为扣件式钢管脚手架安全技术规范、操作规程、现场施工管理制度的学习，本工程架子施工方案技术交底及施工程序所有操作人员必须持证上岗，符合国家监管部门的规定要求五、验收使用和管理1.脚手架搭设初步成形前，由施工负责人组织人员进行安全检查，整理好架体材料，报上一级安全管理部门进行验收，并及时向省安检部门备案及验收确认符合要求后方可投入使用2.在施工主体阶段，脚手架只作为防护架体使用，架体上严禁堆放各类设施料并定期检查各类杆件及扣件螺丝的松劲度及时清理架板上的建筑垃圾和材料加强架体的维护和保养，确保脚手架的正常使用3.在架体的施工层上配备干粉灭火器，施工层临边焊接作业应有绝燃隔离板4.安全员每天要巡视检查架体，严禁任何人拆卸架体上的杆件和设施(附悬挑架计算书)悬挑架设计计算书一、 设计基本规定1. 悬挑架的承载力按概率极限状态法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计2. 设计假定及范围，按架体一般双排架结构形式取值，拐角部位架体结构，参照悬挑架的计算取值架体中间增设的桁架杆件和卸荷支撑的有利约束未计算在内按规定仅计算：（1）纵、横向水平杆受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力（2）立杆的稳定性（3）悬挑钢梁的长度和挠度（4）连墙杆的承载力（5）预埋铁件的强度，钢丝绳斜拉索的强度二、荷载标准值计算架体步高1.8米,纵距1.5米，横距0.7米，离主梁外皮2米架体计算高度13米，取架体上的全部荷载影响到每根钢梁的范围作为一个计算单元1.恒载标准值架体主要材料选用48×3.5扣件式钢管，钢梁采用I16工字钢立杆：q1=13×3.84×9.8×2=978.4N小横杆：q2=1×3.84×9.8×9=338.7N大横杆：q31.5×3.84×9.8×9×21016N脚手板：q41.5×0.7×0.35×103×31102.5N扣件：q5=18.4×30=552N钢梁：q6=2.7×20.153×9.8533.24N剪刀撑、密目网、扶手杆查手册取值：q71000N则：Gkq978.4+338.7+1016+1102.5+552+533.24+10005222N2.施工荷载标准值QkQk=1.5×0.7×2×1032100N3.风荷载标准值kk0.7.z.s. o0.7×0.8×1.13×0.35×103221.5N/m2三、荷载组合按承重墙结构杆件在工作过程中可能出现的最不利荷载组合进行计算，其荷载效应组合如下表所示荷载效应组合计算项目荷载项目组合纵、横向水平杆强度与变形永久组合+施工均布活荷载脚手架立杆稳定永久荷载+0.85（活荷载+风荷载）连墙件承载力风荷载+5.0kN钢梁强度和挠度恒载+活荷载四、结构杆件的计算1.纵横水平杆强度和挠度横向水平杆受脚手板传递的施工荷载，按均布荷载简支梁计算，Ma=q.lMa=q.l2/8=(1.2G+1.4Q)lb. lb2/8=(1.2×1.5×3.84×9.8+1.4×2100)÷0.7×0.72÷8=263.2N.m支座反力：R（0.7×1.5×3.84×9.8+1.4×2100）÷21489N<8000N（扣件抗滑承载力设计值）满足挠度：5q.lb4384EI5×（0.7×1.5×3.84×9.8+1.4×2100）÷0.7×0.74×109（384×2.06×12.19×109）0.53mm7001504.6 mm纵向水平杆承载脚手板上的施工荷载最不利状态为横向水平杆中间处，故按集中荷载简支梁计算Mb=q.lMb=q.l2P.l/P.l/8 =0.7×1.5×3.84×9.8×1.52/8+(0.7×1.5×3.84×9.8×0.5+1.4×2100×0.25)×0.258 =200N.m挠度：5q.lb4384EI+Pl3/48EI 5×1.2×39.5×1.54384×2.06×12.19×109+(0.7×39.5×0.5+1.4×2100×0.25)×1.53×109/48×2.06×12.19×1090.12+2.092.21mm<l/150=10mm 满足Ma > Mb水平杆强度：MaW263.2×1035.08×10351.8Nmm2<f=205N/ mm2 纵横向水平杆均满足要求2. 脚手架立杆稳定性(1) 不组合风荷载时立杆稳定性计算架体底部立杆段的轴力N=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NKL =1.2×5222+1.4×2100 =9207N计算立杆的稳定系数计算长度l=Ksh l=1.155×1.55×1.8 =3.222(m)长细比=3.222×102/1.58=203.92查表得0.174计算立杆的稳定性N/A =9702/0.174×489=114<f=205N/mm2(2) 组合风荷载时立杆稳定性计算架体底部立杆段的轴力N=1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4NQK =1.2×5222+0.85×1.4×2100=8765.4N计算立杆的稳定系数查表得0.174计算有风荷载产生的立杆段弯矩MnMn=0.85×1.4mwk =0.85×1.4klah2/10 =0.85×1.4×221.5×3.222×1.5×1.82/10 = 412.7N.m计算立杆的稳定性N/A+Mw/W=8765.4/0.174×489+412.7×103/5.08×103=103+81.24 =184.24<f=205N/mm23. 连墙杆的承载力NKNK=1.4kA+5000 =1.4×221.5×3.6×4.5+5000 =5023.6+5000=10023.6(N)>8000NA每个连墙点覆盖脚手架的范围（m2）采取措施，采用双扣件连接，即连墙杆用扣件分别与里外立杆连接则：NK/2=5012N<8000N满足计算连墙杆强度计算长度l0= Ksh =1.155×1.75×2=4.04长细比l0I=255.7查得0.117=NK/×489=10023/0.117×489=175.2 N/mm2<f= 205 N/mm24.计算钢梁的强度和挠度16号工字钢的截面特性：WX =141×103mm3 I=1130×104 mm4 自重=20.513kg/m弹性模量E=2.06×105 N/mm2 悬挑梁设置在楼板上，内置1.8m，内端嵌在两道预埋环内，悬挑2.7m。在悬出端部焊10m25钢筋头。钢梁悬出砼主梁边沿下部垫10mm厚钢板板做为支点，其起拱后的有利固素计算中暂不计，内置部分在计算中作为悬臂的锚固端，计算简图如下(图5):计算时不考虑工字钢末端斜拉钢丝绳的作用，钢丝绳的承载力作为安全储备。 图5由施工手册查得，内外排立杆的受力分布系数为：内：外0.65：0.35P1=9207×0.65=5985N P2=9207×0.35=3224NI16工字钢质量为q20.513×9.8=201.02Nm则钢梁的最大弯距Mmax=P1 l1P2 l2q l2/25985×23224×2.7201×2.72218002 N.m 最大剪力Qmax=P1P2ql59853224201×2.79265.7N悬臂梁强度|Mmax|/W18002×103142.32×103126.4Nmm2 < f=215 N/ mm2 满足悬臂梁剪应力|Qmax|A9265.726123.55Nmm2125N/ mm2 满足悬臂梁挠度maxql4/8EI+ P1 l21L(3l1L)/6EI+ P2 L3/3EI201.02×2.74×1098×2.06×1130×109+5985×22×2.7×109×（322.7）6×2.06×1130×109+3224×2.72×2.7×1093×2.06×1130×1090.57+10.45+9.0820.1mm > l/200=13.5mm 不满足要求因此需要加设钢丝绳卸荷，减小钢梁的变形5.计算钢丝绳的强度（1）求支座反力Vc(图6)由力矩平衡可知：Vc×2.7= P2×2.7 + P1×0.7Vc=P2+0.7P12.73224+1895.44775.6N图6（2）斜拉索轴力N，水平分力Fx分别为NL2+ H2 ×VcHH层高 2.72+3.12×4775.63.16333NL悬臂梁长度 FxLV/H=2.7×4775.6/3.1=4159.4N 钢梁最大弯矩Mmax= q.l2/8+P×2×0.72.7201×2.728+5985×2×0.72.7183.2+3103.33286.5N.m 钢梁正应力强度MmaxW+ FxA3286.5×103141×103+4159.42613 23.3+1.625Nmm2< f=215N/mm2 满足挠度max5q.l4384EI+P1l3/48EI13097.26+60211.70.49mm < l/250 =5400/250=21.6 mm（3）钢丝绳承载力计算钢丝绳断拉力由手册查得：S=122 kN(6×19股)安全系数取K8则:KN/S8×6333122×1030. 411安全查实用五金手册得知：闭式OO型1.3号花篮螺栓许用负荷为12.7KN>12312N选用此螺栓6计算悬挑钢梁预埋环承载力钢梁内端部的预埋环距梁支座按最小距离1.8计，则悬挑梁预埋环的最大承载力为：NMmaxL180021.8 10001.1N预埋环的截面积为：ANf6667.421546.52mm2换算成直径：取安全系数K82. d24=K.Ad=15.4mm <16mm 满足采用16圆钢预埋环安装措施按砼结构设计规范要求执行7计算钢丝绳斜拉锁预埋环承载力钢丝绳斜拉锁轴力：N6333N预埋环的截面积为：ANf633321529.5mm2换算成直径：取安全系数K82. d24=K.Ad=12.3mm <16mm 满足采用16圆钢8. 构架体的强度计算图7图中1、2、3、4、5各处均被钢丝绳斜拉，计算时假设3处没有钢丝绳斜拉，若满足承载要求，则整个构架体是安全、稳定的。图8（1）以2处为例，假设钢丝绳承载外立杆的全部荷载R P15985N 则： N 5985 ÷ 3.1/（2.72+2.72）2+3.12 9460 N 钢丝绳断拉力S=122 kN(6×19股)安全系数取K8则:KN/S8×9460122×1030. 621安全计算简图如下。图9（2）计算梁24的强度和挠度10号槽钢的截面特性：WX =39.7×103mm3 I=198×104 mm4 A=12.748cm2 自重=10.007kg/m 弹性模量E=2.06×105 N/mm2 10号槽钢质量为q10.007×9.8=98.06Nm则钢梁的最大弯距Mmax=Pl/2q l2/25985×1.5/498.06×1.5222355 N.m 最大剪力Qmax=P/2ql/25985/298.06×1.5/23066.04N简支梁强度|Mmax|/W2355×10339.7×10359.31Nmm2 < f=215 N/ mm2 满足简支梁剪应力|Qmax|A30661274.82.4Nmm2125N/ mm2 满足简支梁挠度max5ql4/384EI+ Pl3/48 EI5×98.06×1.54×109384×2.06×198×109+5985×1.53/48 ×2.06×198×1090.015+1.0311.046mm<l/4001500/400=3.75mm 满足由于外立杆荷载大于内力杆，所以构架体的内槽钢同样满足要求。经计算整个架体满足要求 附图1