一、工程概况
1、工程名称:三丰鼎城二期12#楼
2、结构类型:本工程为钢筋混凝土全现浇框剪结构,地下一层地上十九层,建筑物呈多边形,建筑物尺寸为82950×21600,总高度为61.3m。
3、本工程总建筑面积为: 4、建设单位: 5、设计单位: 6、监理单位: 7、施工单位: 二、方案选择
1、本工程外墙脚手架主要用于结构支撑,局部砌体和粉刷之用,为满足施工要求和脚手架受外荷载能力,故在脚手架计算上重视风载及构体安全性的考虑组合。
2、脚手架类型选择:为了确保架体结构安全和施工顺利进展,从地面开始一至三层采用双排落地脚手架,四层楼面开始采用钢架(工字钢110—14#)沿外墙挑出1.2m,在钢架端部采用Ф12钢绳与上层现浇构件连接,四层以上及上下钢架之间采用钢管扣件式双排架。
3、钢架悬挑钢架构件搭设布置:根据结构条件、风载情况
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和满足施工要求,采取以下布置:从四层开始,共分二个组架,第一步组架由四层至十一层,第二步组架十一层至屋面,钢架采用槽钢(工字钢110-14#)在各组架楼层上沿外墙设置间距1.5m,钢架长2.4m(挑出1.2m,伸入楼面1.2m),钢架与楼面连接采用4Ф18圆钢套箍与钢架焊接分别套入梁末和外梁内锚入现浇砼内,钢架端部采用Ф12绳与上部楼层呈45°-60°连接加固,外脚手架内、外立杆与钢架的锚固点下端采用φ25螺纹钢,长300mm焊在钢架上,上端在钢架上按钢管直径开一洞口,便于立杆插入。钢架上建筑物四周满铺脚手板(具体布置见图示)。
4、钢管扣件双排架体搭设布置:在悬挑上、下钢架组之间采用双排式钢管扣件架体,为确保架体安全稳固和满意施工需要,架体与墙体采用Φ48钢管和Φ12螺纹钢焊成锚件,按水平间距4.6m,垂直间距按楼层呈90°锚固连接。架体中内立杆与外立杆间用Φ48短钢管按水平面间距1.5m,垂直间距1.8m连接固定,内大横杆高度为1.8m,外为0.9m。
5、接料台制作搭设:为满足施工需要,考虑到料台承受荷载能力,确保安全性和实用性,在12-8 — 12-9 段,12-17 — 12-19 段,12-37 — 12-39 段,采用槽钢(工字钢110-14#)搭设活动料台各段一个。
6、搭设方式及材料选用
(1)扣件式钢管脚手架,材料采用外径为Φ48高频焊接钢管,钢管壁厚为3.5mm。
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(2)扣件采用标准玛钢扣件。
(3)脚手板选用(0.3×3m)的竹脚手板。
(4)脚手架外围采用聚乙烯密眼安全网(1.8*6.0m)全封闭。
(5)脚手架格局设置:脚手架纵距为1.5m,横距为1.20m,步距为1.80m。
(6)脚手架内立杆离建筑物距离不大于0.30m,搭设时现场施工员作相应安排。脚托架边墙杆采用二步三跨设置,选用钢性连接。为确保架体的稳定性,脚手架外侧设剪刀撑,并与地面构成60°。
(7)脚手架基础采用混凝土钢性基础,混凝土厚度不小于100mm,并在脚手架外侧设置排水沟。
三、脚手架设计与计算依据及搭设要求 (一)依据
1、最近颁发实施的国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术堆积》(JGJ130-2001);
2、脚手架设计参照有关“建筑施工安全及施工技术手册”脚手架塔设资料;
3、钢管脚手架计算参照《钢结构设计规范》(JBJ17-88); 4、风荷载参照《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87); 5、参照有关高层建筑施工手册及施工验收规范等; 6、甲方提供的施工图纸。
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(二)脚手架材料要求 1、钢管:
(1)脚手架钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T1393)AK《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-级钢的规定;
(2)钢管脚手架采用外径Φ48,壁厚3.0mm的钢管,立杆与大横杆的长度4—6.5m为宜(每根钢管最大重量不大于25kg),短横杆1.5—2.0为宜;
(3)有严重锈蚀、弯抵压扁或裂纹的不得使用,钢管上严禁打孔。
2、扣件
(1)扣个把式钢管脚手架采用锻铸造铁制作的扣件,其材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定,有出厂合格证;
(2)脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N.m时,不得发生破坏。发现有脆裂、变形、滑丝的禁止使用。
3、竹跳板
竹跳板采用300㎜×3000㎜,所用竹跳板无断裂,老化等,每块跳板下搭设三根短横杆。
4、连墙杆的材质符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定(做法见图示)。
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(三)钢管脚步手架搭设要求 1、准备
(1)脚手架搭设按施工组织设计中有关脚手架的要求进行,施工员向操作班组进行技术交底;
(2)脚手架搭设所用的材料(钢管、扣件、脚手板)等均进行全面检查和验收,不合格产品不得投入使用;
(3)经检查合格的构配件按品种、规格分类堆放整齐,堆放地点不得有积水;
(4)清除搭设场地杂物,平整搭设场地,并便排水沟畅通; (5)当脚手架基础需通过设置基础或地沟时,采取加固措施。
2、脚手架地基与基础要求
(1)脚手架地基与基础的施工,必须根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况与现行国家标准《地基与基础工程施工及检验规范》(GBJ202)的有关规定进行;
(2)脚手架底座底面标高高于自然地坪50mm;
(3)脚手架基础经验合格后,按施工队组织设计的要求进行放样定位。
3、型号钢挑架制作与安装要求
(1)材料规格必须符合有关规定和设计要求; (2)制作前进行实际放样、配料、下料要准备; (3)预埋件埋设尺寸要准确,混凝土浇灌要密实;
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(4)构件安装时铺放要平整,端部整齐、间距要准确; (5)端部安装后焊接饱满、特别是钢筋与型钢连接,处理要严密,焊缝高度不少于5mm。
4、搭设
(1)脚手架必须配合施工进度搭设,一次搭设高度不超过相邻连墙杆以上二步;
(2)每搭完一步脚手架后,按规范规定要求对步距、纵距、横距及立杆的垂直度等进行校正;
(3)底座安放符合下列规定:
A、底座、垫板均准确地放在定位线上;
B、垫板采用长度不少于2跨、厚度不少于50mm的木垫板或槽钢。
(4)立杆搭设符合下列规定:
A、严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用; B、相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内,应错开。同一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小于500mm;各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3;
C、搭接长度不小于1m,采用不小于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于100m;
D、开始搭设立杆时,应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,可根据情况拆除;
E、当搭至有连墙杆的构造时,在搭设完该处的立杆、纵向
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水平杆、横向水平杆后,立即设置连墙件;
(5)立杆顶端高出女儿墙上皮1m,高出檐口上皮1.5m;双管立杆中副立杆的高度不低于3步,钢管长度不小于6m;
(6)纵向水平杆搭设符合下列规定: A、纵向立杆杆搭设符合下列规定:
B、纵向立杆的搭设底部必须设纵横扫地杆,并采用直角扣件固定,扣件应固定在底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆紧靠纵向扫地杆上方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须净高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500mm;
B、在封闭型脚手架的同一步中,纵向水平杆应四周交圈,用直角扣件与内外角部立杆固定;
(7)连墙杆、剪刀撑、横向斜撑等的搭设符合下列规定: A、连墙杆构造规定:连墙件中的连墙杆或拉筋呈水平设置,当不能水平设置时,与脚手架连接的一端下斜连接,不采用上斜连接。
B、连墙杆的布置符合下列规定:
连墙件宜靠主节点设置,偏离主节点的距离不大于300mm;连墙件设置部位从底层第一步纵向水平杆处开始设置,当该处设置有困难时,采用其它可靠措施固;布置方式优先采用菱形布置,也可采用方形、矩形布置。
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脚手架高度 ≥50m 双排 >50m 单排 ≤24m 每根连墙件覆竖向间距(h) 水平间距(la) 盖面积(m2) 3h 2h 3h 3la 3la 3la ≤40 ≤27 ≤40 C、连墙件布置最大距离见上表;
D、对一字型、开口型脚手架的两端设置连墙件,连墙件的垂直间距不大于建筑物的高度,并不大于4m(2步);
E、双排脚手架,采用刚性连墙件与建筑物可靠连接,亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙件连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件;
F、架高超过40m且有涡流作用时,采取抗上升翻流作用的连墙措施;
G、剪刀撑与横向斜撑;
双排脚手架设剪刀撑与横向斜撑,单排脚手架设剪手撑。剪刀撑的设置符合下列规定:每道剪刀撑跨越立杆的根数按下表规定:
剪力撑斜杆与地面的倾角(a) 剪刀撑跨越立杆的最多根数(n) 45° 7 50° 6 6° 5 注:1、每道剪刀撑宽度不小于4跨,且不小于6m,斜杆与地面的倾角在45°—60°之间;
2、高度在21m以下的双排脚手架,必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置;中间各剪刀撑之间
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的净距不大于15m。
3、高度在21m以上的双排脚手架在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑;
4、剪刀撑斜杆的接长采用搭接,搭接符合以下规定: 搭接长度不小于1m,采用不小于2个旋转扣作固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于10mm。
一字型、开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑,中间宜每隔6跨设一道;
高度在21m以上的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑,高度在21m以上的封闭型脚手架,除转角应设置横向斜撑处,中间应每隔6跨设置一道。
(8)扣件安装附合下列规定: A、扣件规格必须与钢管外径相同;
B、螺栓拧紧扭力矩不小于40N·m,且不大于65N·m; C、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、机向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相对距离不大于150mm;
D、对接扣件开口朝上或朝内;
E、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不大于100mm; (9)脚手板的铺设符合下列规定:
A、竹板应铺满、铺稳,离开墙面120—150mm; 5、连墙件
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连墙件采用刚性连接,垂直间距为4m,水平间距为6m。连墙件用Φ48*3的钢管,其与脚手架的连接采用直角扣件,连墙件通过预先埋设的Φ50穿墙套管穿过结构外墙,在结构墙体内外各用一根通长架管锁紧。第一道连墙件从3.000m标高开始设置,连墙件尽量靠近主节点,偏离主节点不大于300mm。连墙件中的连墙杆尽量呈水平设置;当不能水平设置时,与脚手架连接的一端应下斜连接,不得采用上斜连接;当脚手架暂时不能设置连墙件时可搭设抛撑,抛撑采用通长杆与脚手架可靠连接,与地面成45°—60°夹角。
6、防护设施
脚手架满挂全封闭密目安全网,密目网采用1.8m*6.0m规格,用网绳绑扎在大横杆外立杆内侧。
7、脚手架出入口的构造
入口再搭设3.0m*4.5m*4.5m(长*宽*高)的防护棚,上铺50mm厚的双层脚手板,在出入口两侧的内、外排立杆处分别增设一根立杆,并高于门洞口2步,立杆用短管斜撑相互联系,上方悬空立杆处增加一根斜杆,斜杆与各主节点相交处用旋转扣件固定。洞口上方增设两道横向支撑,伸出斜腹杆的端部,以保证立柱悬空处的整体性。门洞两侧分别增加两根斜腹杆,并用旋转扣个把固定在与之相交的小横杆的伸出端上,旋转扣件中心线至主节点的距离在15cm以内。当斜腹杆在一跨内跨越两个步距时,在相交的大横杆处增设一根小横杆,将斜腹杆固定在其伸出端
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上。斜腹杆采用通长杆件,接长采用对接扣件。出入口具体做法详见附图。
8、楼梯间防护措施
楼梯的侧边利用脚手架做安全防护,架子立管从楼梯井内搭设,侧边沿楼梯坡度方向做一道1.2m高的护身栏。
(四)脚手架拆除
(1)拆除脚手架前各项准备工作符合下列规定: A、全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;
B、根据检查结果补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施;
C、由施工负责人进行拆除安全技术交底; D、清除脚手架上杂物及地面上的障碍物; (2)拆除脚手架时,符合下列规定:
A、拆作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业; B、连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙体整层或数层拆除事再拆脚手架;分段拆除高差不大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固;
C、当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5m)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固后,再拆除连墙件;
D、当脚手架采取分段、分立面拆除时,对不拆除的脚架两端,应设置连墙件和横向斜撑加固;
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E、拆除脚手架时,严禁将各构配件抛掷至地面;
F、拆除后的脚手架材料分类堆放,并进行及时整修与保养。 (五)质量保证注意事项
1、脚手架必须经过安全员验收合格后方可使用,作业人员必须认真戴好安全帽、系好安全带。
2、脚手架的验收和日常检查按照以下规定进行,检查合格后,方允许使用或继续使用;搭设完毕后,连续使用达6个月;施工中中途停止使用超过15天,在重新使用之前;在受到暴风或大雨、地震等强力因素作用之后,在使用过程中发现显著变形、沉降、拆除杆件和拉结及安全隐患存在的情况时。
3、操作架上严禁集中堆放不必要的施工材料或重大荷载。 4、在架子的使用过程中,要做好日常的维护、保养工作,派专门人员定期检查钢管、扣件、脚手板及安全网的使用情况,遇有问题及时解决。
5、外观质量
安全网总体颜色应当一致,每一立面安全网的颜色不得出现过大色差,安全网挂设必须紧凑,表面绷紧。脚手架钢管颜色一致。
四、四层以下落地脚手架搭设要求
1、落地式双排脚手架的搭设顺序为:场地平整、夯实→定位设置通长脚手板、钢底座→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
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栏杆→绑扎安全网
2、施工工艺
定位定距: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,并用白灰点出立杆标记。垫板准确放在定位线上,垫板必须铺放平稳,不得悬空。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体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,其余组织的搭设要求详见构造要求。
2、搭设规格要求,设步距为1.8m,纵距为1.5m,横距为1.2m。 3、护墙杆布置垂直方向按每层设置,水平方向按三跨设置,具体要求见图标。
五、悬挑式扣件钢管脚手架计算
根据该工程项目结构设计情况,对外墙悬挑脚手架搭设高度布置如下:四层至十一层,十一层至屋面,为确保安全对悬挑脚手架进行验算。
钢管脚手架的计算参照《建筑施工队扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
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计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度为62.80m,立杆采用双立管。
搭高尺寸为:立杆的纵距1.50m,立杆的横距1.2m,立杆的步距1.8m。
采用的钢管类型为48*30,连墙件采用2步3跨,竖向间距按楼层,水平间距4.6m。
(一)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,大横杆在不横杆的上面。
按照大横杆上面的脚和板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和弯形。
1、均布荷载值计算
大横杆的自重标准值 P1=0.038kn/m
竹跳板的荷载标准值 P2=0.0350*0.850/4=0.074kn/m 活荷载标准值 Q=3.000*0.850/4=0.638kn/m 静荷载的计算值 q1=1.2*0.038+1.2*0.074=0.135kn/m 活荷载的计算值 q2=1.4*0.638=0.893kn/m
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2、强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷作用下的弯矩,跨中最大弯距计算公式如下:
M1max=0.09q1L2+0.10q2L2 跨中最大弯矩为:
M1=(0.08*0.135+0.10*0.893)*1.5002=0.225kn/m 支座最大弯矩计算公式如下: M2max=-0.01q1L2+0.117q2L2 支座电大弯矩为
M2=-(0.10*0.135+0.117*0.893)*1.5002=-0.265kn/m 我们选择支座弯长和跨中弯矩的最大值进行强度验算: a=0.265*106/5080.0=52.44M/mm2
大模杆的计算强度小于205.0n/mm2,满足要求! 3、挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷作用下的挠度 计算公式如下:
q1L4 q2L4 Vmax= 0.677 ——— +0.900 ——— 100E1 100E1
静荷载标准值 q1=0.038 0.07=0.113kn/m
活荷载标准值 q2=0.638kn/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
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V=(0.677*0.113+0.990*0.638)*1500.04/(100*2.06*105*121900) =1.426mm
大模杆的最大挠度小于1500/150与10mm,满足要求! (二)小模杆的计算
小模杆按照简支撑梁进行强度和挠度计算,大模杆在小模杆的上面。
用大模杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小机工杆的最大弯矩和变形。
1、荷载值计算
大模杆的自重标准值 P1=0.0038*1.500=0.058kn 竹跳板的荷载标准值 P2=0.350*0.850*1.500/4=0.112kn 活荷载标准值 Q=3.000-0.850*1.500/4=0.956kn 荷载的计算值 p=1.2*0.058+1.2*0.112+1.4*0.956=1.542kn
2、强度计算
最大弯矩考虑为小模杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:
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Mqmax=QL218
集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax=P1/2
M=(1.2*0.038)*0.8502/8+1.542*1.850/2=0.659kn·m A=0.659*106/5080.0=129.804N/mm3
小模杆的计算强度小于205.0N/mm3,满足要求! 3、挠度计算
最大挠度考虑为小模杆自重均布荷与荷载的计算值最不利分析的挠度和均布荷最大挠度计算公式如下: 5ql4 Vqmax= —— 384E1
集中荷载最大挠度计算公式如下: 19pl3 Vpmax= —— 384E1
小模杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0*0.038*850.04/(384*2.06*105*121900.0)=0.01m 集中荷载标准值 P=0.058+0.112+0.956=1.125kn 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=19*1125.412*850.03/(384*2.06*105*121900.0)=1.362m 最大挠和
V=V1+V2=1.372mm
小模杆的最大挠度小于850.0/150与10mm,满足要求! (三)扣件抗滑力的计算
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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; 1、荷静值计算
模杆的自重标准值 p1=0.038*0.850=0.058kn
竹跳板的荷载标准值 p2=0.350*0.850*1.500/2=0.223kn 活荷载标准值 Q=3.000*0.850*1.500/2=1.913kn 荷载的计算值 R=1.2*0.058+1.2*0.223+1.4*1.913=3.014kn 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40-65n.m时,试验表示:单扣件在12KN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0KN;双扣件在20KN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0KN;
(四)脚手架荷载标准值
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷和风荷载。 静荷载标准值包括以下内容:
1、每立米杆承受的结构自重标准值(kn/m);本例为0.1248 NG1=0.125*20.400=2.546kn
2、竹跳板自重标准值(kn/m2);本例采用竹串片脚手板,标准值为0.35
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NG2=0.350*11*1.500*0.850/2=2.45kn
3、栏杆与挡脚手板自重标准值(kn/m);本例采用栏杆、竹片脚手板档板,标准值为0.14
NG3=0.140*0.850*11/2=0.655kn 经计算得到,静荷载标准值 NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.686kn
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,活荷标准值
NQ=3.000*2*1.500*0.850/2=3.825kn 风荷载标准值应按照以下公式计算 Wk=0.7U2*U2*WO
其中 WO——基本风压(kn/m3),按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:WO=0.700
U2——风荷载高度弯化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:W2=2.120
US——风荷载体型系数:US=0.219 经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7*0.700*2.120*0.219=0.228kn/m2 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N=1.2NG+0.85*1.4BNQ
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
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MW=0.85*1.4Wklah2/10
其中:Wk——风荷载基本风压值(kn/m2)
la——立杆的纵距(m); h——立杆的步距(m)
(五)立杆的稳定性计算
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
N Mw
a= —— + —— ≤ [f] ΦA W
其中:N——立杆的轴心压力设计值(KN);N=11.38 Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比10/i的结果表得到0.19;
L0——计算长度(m),由公式10=kuh确定,l0=3.12 K——计算长度附加系数,取1.155
U——计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.50 A——立杆净载面面积(cm2),A=4.89 W——立杆净载面模量(抵抗矩)(cm3),W=5.08
Mw——计算立杆段由荷载设计值产生的弯矩(KN•m),Mw=0.132
a钢管立杆受压强计算值(N/mm2),经计算得到a=151.16 [f]——钢管立杆抗压强度设计值(N/mm2);[f]=205.00 立杆的稳定性计算a < [f],满足要求! (六)连墙件的计算
连墙件的轴向力计算值按照下式计算:
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N1=N1w=N0
其中:N1w——风荷载产生的连墙件轴向力设计值(KN),就按照下式计算:N1w=1.4*Wk*Aw
Wk=风荷载基本风压值, Wk =0.228kn/m2
Aw =每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, Aw =3.60*4.50=16.200cm2
N0——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(KN);N0=5.000
经计算得到N1w=5.170KN,连墙件轴向力计算值N1=10.170kn 连墙件轴向力设计值Nf=ΦA[f]
其中: Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/I=10.00/1.58的结果查表得到 Φ=0.93; A=4.89cm2; [f]=2058.00N/mm2 经过计算得到N1=93.48kn
Nf > N1,连墙件的设计计算满足要求!
连墙件采用焊接方式与墙体连接,对接焊缝强度计算公式如下 N
a = —— ≤ fc或fl lwt
其中:N为连墙件的周长,取3.1416*48.0=150.80mm; t为连墙体的厚度,t=3.50mm,
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185.0N/mm2; 经过计算得到焊缝抗拉强度
a=10169.74/(150.80*3.50)=19.27N/mm2。
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对接焊的抗拉或抗压强度计算满足要求!
(七)悬挑梁的受力计算
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。 悬臂部分脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。
本工程中,脚手架排距为850mm,内侧脚手架距离墙体400mm,支拉斜杆的支点距离墙体=1230mm ;水平支撑梁的截面惯性矩I=245.00cm4,截面抵抗矩W=49.00cm3,截面积A=14.30cm2。
受脚手架集中荷载P=1.2*5.69+1.4*3.83=12.18KN
水平钢梁自重荷载q=1.2*14.30*0.0001*7.85*10=0.14KN/m;
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各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为: R1=2.169KN,R2=19.43KN,R3=-9.219KN 最大弯矩Mmax=2.309KN•m
截面应力a=M/1.05W+N/A=2.309*106/(1.05*49000.00) +0.789*1000/1430.0=45.43/mm2
水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! (八)悬挑梁的整体稳定性计算
水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下 M
a = ——— ≤ [f] ΦbWx
其中:Φb—— 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数,查表《钢
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结构设计规范》得到:Φb =2.00
由于Φb 大于0.6,按照《钢结构设计规范》(GBJ17-88)附表其使用Φb查表得到其值为0.918;
经过计算得到强度a=2.31*106(0.918*49000.00)=51.36N/mm2 水平钢梁的稳定性计算a<[f],满足要求! (九)拉绳与支杆的受力计算
水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力Rdi按照下面计算 n
RAH= ∑ Rdi cosai i-1
其中Rdi cosai为支撑杆的顶力对水下杆产生的轴拉力。 各支点的支撑力 Rci=Rdi cosai
按照以上公式计算得到由左至右各杆力分别为 Rdl=2.308kn
(十)拉绳与支杆的内力计算 钢丝拉绳(支杆)的内力计算;
斜压支杆的轴力RD我们均取最大值进行计算,为RD=2.308KN,下面压杆以Φ48*3.5钢管计算,斜压杆的容许压力按照下式计算:
N
a = ——— ≤ [f] ΦA
其中:N——受压斜杆的轴心压力设计值,N=2.31KN; Φ——轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/I查表得到Φ=0.14;
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i——计算受压斜杆的截面回转半径,i=1.58cm; l——受最大压力斜杆计算长度,l=3.6m; A——受压斜杆净截面面积,A=4.89cm2;
a——受压斜杆受压强度计算值,经计算得到结果是33.3N/mm2;
[f]——受压斜杆抗压强度设计值,f=205N/mm2; 受压斜杆的稳定性计算a<[f],满足要求!
斜撑支杆的焊缝计算;斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接,对接焊缝强度计算公式如下
N
a = ——— ≤ fc或ft lwt
其中:N为斜撑支杆的轴向力,N=2.308KN; lw为斜撑支杆件的周长,取3.1416*48.0=150.80mm; t为斜撑支杆件的厚度,T=3.50mm;
f1或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185.0N/mm2; 经过计算得到焊缝抗拉强度 a=2307.91/(150.80*3.50)=4.37N/mm2 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! (十一)锚固段与楼板连接的计算
水平钢梁与楼板压点的计算应该采用无支点悬臂形式计算结果。
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六、脚手架搭设安全措施
(一)钢管脚手架作业安全防护措施
1、钢管脚手架应用外径48mm,壁厚3.0mm,无严重蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管。
2、钢管脚手架的杆件连接必须使用合格的钢扣件,不得使用铅丝和其它材料绑扎;
3、外脚手架立杆间距钢管不得大于1.8m,大横杆间距不得大于1.8m,小横杆间距不大于1.5m。
4、脚手架必须按楼层与结构拉接牢固,拉接点垂直距离不得超过4m,水平距离不得超过6m。拉结所用的材料强度不得低于双股8#铅丝的强度。高大架子不得使用柔性材料进行拉结。在拉结点处设可靠支顶。
5、脚手架的操作面必须满铺竹跳板,离墙面不得大于200m,不得有空隙。
6、脚手架必须保证整体结构不变形,凡高度在20m以上的脚手架,纵向必须设置剪刀撑,其宽度不得超过7根杆,与水平面夹角为45-60度。高度在20m以下的,必须设置正反斜支撑;
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7、特殊脚手架和高度在20m以上的高大脚手架,必须有设计方案;
8、结构用的里、外承重脚手架,使用荷载不得超过2646N/m2。装修用的里、外脚手架使用荷载不得超过1960N/m2;
9、在建工程(含脚手架具)的外侧边缘与外电架空线路的边线之间的水平和垂直距离不小于3m;
10、各种脚手架在投入使用前,必须由施工负责人组织有支搭和使用脚手架的负责人及安全人员共同进行检查,履行交接验收手续。特殊脚手架,在支搭、拆装前,要由技术部门编制安全施工方案,并报上一级技术领导审批后,方可施工。
(二)安全网张挂安全技术交底
安全网的质量必须符合GB5725-35规定,即外形尺寸为1.8*6m和4*6m两种,每张网的重量少于15kg/张大于8kg/张,安全网分平网、立网两种。立网的目数应在2000目(10cm*10cm)以上。
1、平网
安装平面不垂直于水平面,主要是用于接住坠落的人和物的安全网称为平网。
(1)平网要能承受重100kg底面积的2800cm的模拟人形砂包冲击后,网绳、边绳、系绳都不断裂(允许筋绳断裂),冲击高度10m最大延伸率不超过1.5m。
(2)旧网重新使用,按GB5725-86规定,应全部进行检查,
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并签发允许使用证明方准使用。
2、网的外观检查;
(1)网目边长不得大于10cm,边绳、系绳、筋绳的直径不少于网绳的2倍,且应大于7mm。
(2)筋绳必须纵横向设置,相邻两筋绳间距在30至100cm之间,网上的所有绳结成节点必须牢固,筋绳应伸出边绳1.2m,以方便网与网或网与模杆之间的拼接绑扎。(或另外加系绳绑扎)
(3)旧网应无破损或其他影响使用质量的毛病。 3、网的选择
(1)根据使用目的类型,根据负载高度选择网的宽度、立网不能代替平网使用,而平网可代替立网使用。
(2)当网宽为3m时,张挂完伸出宽度约2.5m,当网宽4m时张挂后伸出宽度约3m。
4、网的安装:
(1)安装前必须对网及支杆、横杆、锚固点进行检查,确认无误后方可开始安装。
(2)安全网的内外侧应各绑一根大横杆,内侧在横杆绑在事先预埋好的钢筋环上或在墙(楼板)的内侧再绑一根大横杆与外侧安全网的里大横杆绑在一起,大横杆离墙(或楼板)间隙≤15cm。网外侧大横杆应每隔3m设一支杆,支杆与地面保持45°角,支杆落点要牢靠固定,如在楼层无法固定时可设扫地杆,把几根支杆底脚连在一起与柱绑牢。
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(3)安全网以系结万便,连接牢固又易解开受力后不会散脱为原则。多张安全网连接使用时,相邻部分应紧靠或重叠。
(4)平网安装时不宜绷得过紧,应外高内低(外侧高出50m)网的负载高度在5m以内时,网伸出建筑物宽度2.5m以上,10m以内时网伸出建筑物宽度最小3m。
(5)在输电线路附近安装时,必须先征得有关部门同意,并采取适当的防触电措施,否则不得安装。
(6)第一道安全网一般张挂在二层楼板面(3—4m高度),然后每隔6—8m再挂一道活动安全网(GB5725-85规定)。多层或高层建筑除在二层设一道固定安全网外,每隔四层应再设一道固定安全网。
(7)网与其下方(或地面)物体表面距离不得小于3m。 (8)在张挂安全网时应事先考虑到在临时需进出料位置应留有可收起的活动安全网,当吊料时将网收起,用完时立即恢复原状。
5、使用、维修、保养
(1)安全网在使用中必须每周进行一次外观检查,杂物及时清。
(2)当受到较大荷载冲击后,应更换新网或及时进行检查,看有无严重变形、磨损、断裂、连接部位脱落等确认完好后,方可继续使用。
(3)按GB5725-85规定使用中每3个月应进行试验绳强力
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试验(或根据说明书进行试验)。
(4)安全网的清理:清理安全网如顶进入安全网,事先必须先检查安全网的质量,支杆是否牢靠,确认安全后,方可进入安全网清理。清理时应一手抓住网筋,一手清理杂物;禁止人站立安全网上、双手清理杂物或往下抛掷;清理杂物时,地面应设监护人,禁人入内,或是加设围栏。
7、立网:
安装平面垂直于水平面(相对来说),主要是用来防止人和物坠落的安全网称为立网。
(1)根据GB5725-85规定,立网边绳、系绳断裂强力不低于300kgf,网绳的断裂强力为150—200kgf,网目的边长不大于10cm。挂设立网必须拉直、拉紧。
(2)网平面与支撑作业人员的面的边缘处最大的间隙不得超过15cm。
8、六级以上(含六级大风、大雪、大雾、大雨天气)停止脚手架作业,在冬季施工要经常检查脚手板、斜板、跳板上有无积雪、积水等物,若有则应随时清扫,并要采取防滑措施。
(三)脚手架拆除安装技术交底
1、拆除脚手架前,班级成员要明确分工,统一指挥,操作过程中精力要集中,不得东张西望和开玩笑,工具不用时要放入工具袋内。
2、正确穿戴好个人防护用品,脚应穿软底鞋。拆除挑架等
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危险部位要挂安全带。
3、拆除脚手架前,周围应设围栏或警戒标志,在交通要道设专人监护,禁人入内。
4、严格遵守拆除顺序,由上而下,一步一清,不准上下层同时作业。
5、拆除脚手架的大横杆;剪刀撑,应先拆中间扣,再拆两头扣,由中间操作人往下顺杆子,不得往下乱扔。
6、拆除的脚手架杆、脚手板、钢管、扣件等材料应往下传递或用绳索吊下,不得往下投扔,以免伤人和不必要的损失。
7、拆除过程中最好不要中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚。
8、拆除过程中最好不要中断,如确需中断应将拆除部分开始处理清楚告一段落,并检查是否会倒塌,确认安全后方可停歇。
9、脚手架拆除完好后应将架料分类堆放,堆放地点要平坦,下支垫排水良好。钢类最好放置室内,堆放在室外应加以遮盖。对扣件、螺栓等零星小构件应用柴油清洗干净装箱、袋分类存放室内以备再用。
10、弯曲变形的钢构件应调直,损坏的及时修复并刷漆以备再用,不能修复的应集中报废处理。
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