综合实验楼外墙悬挑脚手架施工方案.docx
《综合实验楼外墙悬挑脚手架施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《综合实验楼外墙悬挑脚手架施工方案.docx（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
综合实验楼外墙悬挑脚手架施工方案
综合实验楼外墙悬挑脚手架施工方案
一、编制依据
1） 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
2） 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001
3） 《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80－91）
4） 工程施工图纸
二、脚手架搭设方案
根据工程需要，本栋在二层板做悬挑外脚手架，外脚手架的搭设横距、纵距、步距、连柱件按下面的搭设方法施工；但为了安全施工,在主体结构施工时,本栋落地式外排脚架必须搭设到结构二层，采用单管单排。
悬挑脚手架采用单排脚手架，用槽钢做悬挑梁将外脚手架全部架起，悬挑梁按立杆间距（1.5M）布置，梁上焊钢筋做底座，脚手架立杆插入固定，然后绑扫地杆，悬挑脚手架的作业层外侧，按临边防护的规定设置防护栏杆，防止人及物的坠落，防护栏杆及斜立杆部分，全部用密目网封严。
悬挑脚手架用钢绳卸荷一次，在三层楼面卸荷（具体见图）,悬挑外架为结构脚手架，荷载按结构荷载考虑。
悬挑立杆搭设，采用单管单立杆搭设。
纵距La=1.50m，立杆横距Lb=0.7m，内立杆离结构外沿距离0.30m，立杆步距（h）1.7m；连柱件垂直不大于二步，水平不大于三跨与建筑结构拉接设置一道（即二步三跨设置）；剪刀撑在脚手架外侧立面整个长度方向和高度方向上连续设置剪刀撑。
钢管的抗弯，抗压强度设计值为：
f=205N/mm²，受弯钢管的容许挠度〔w〕为L/150，L为杆件的跨度。
计算说明
1、脚手架的承载能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下列设计计算，纵横向水平杆件抗弯验算、节点强度验算、风荷载下连柱杆件的验算、脚手架整体稳定承载力验算。
2、钢管参数：
钢号Q235,b类；规格：
Φ48*3.25mm；单位重量：
q0=3.84Kg/m； 截面积：
A=457mm²；惯性矩：
I=11.50×104mm4
抵抗矩：
W=4.79×103mm3；回转半径：
i=15.9mm；强度设计值f=205N/mm²
3、搭设参数：
立杆纵距（La）1.50米，立杆横距（Lb）为0.7米，立杆步距（h）1.7米.悬挑脚手架的搭设高度为16.35米。
4、相关计算参数：
.
a）本计算以最不利部位进行计算，取值包含施工梯部位安全计算。
b）每米立杆承受的结构自重：
qk1=0.1259KN/m，脚手板自重qk2=0.35KN/m
c）栏杆与挡脚板自重 qk3=0.14KN/m
d）脚手架吊挂安全网取qk4=0.005KN/m²
e）本工程为结构脚手架均布活荷载e=3KN/m²
f）风荷载标准值：
ωk=0.7μz•μs•ω0
式中 μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》
并用插入法得16.35米为1.26
μs——脚手架风荷载体型系数，背靠墙体的半封闭取1
ω0——基本风压值，为0.35kN/m2
则ωk=0.7×1.26×1×0.35=0.31kN/m2
11.2 纵向水平杆、横向水平杆验算
（1） 小横杆计算（横向水平杆）
A、强度验算
每条小横杆按简支梁计算。
脚手板自重标准值：
q1=qk2×la=0.35×1.5/2=0.262kN/m
直角扣件标准值：
q2=0.0132×2/0.8=0.033kN/m
小横杆自重标准值：
q3=3.84×9.8×10-3×0.8/0.8=0.038kN/m
每纵距施工荷载标准值：
gk=gk1×la=3×1.5/2=2.25kN/m
组合设计值：
Q=1.2×（q1+q2+q3）+1.4×gk=3.61kN/m
Mgk=Q×Lb²/8=3.61×0.7²/8=0.22kN•m
σ=Mgk/W=0.22×106/4.79×10³=48.6N/mm2故：
小横杆抗弯强度满足要求。
B、挠度计算
恒荷载标准值：
qk=（q1+q2+q3）=0.262+0.033+0.038=0.333kN/m
活荷载标准值：
gk=3kN/m
取标准组合：
Q=qk+gk=0.333+3=3.333kN/m
V=5×Q×lb4/384×E×I=5×3.333×8004/（384×2.06×11.50×109）
=0.76mm < [v]=lb/150=700/150=4.66mm
故：
小横杆挠度满足要求。
（2） 大横杆计算（纵向水平杆）
脚手板自重标准值：
q1=qk2×la×lb=0.35×0.7×1.5/2=0.252kN
扣件自重标准值：
q2=2×0.0132+2×0.0184=0.07kN
小横杆自重标准值：
q3=（3.84×9.8×10-3×0.7）=0.03kN
施工活荷载标准值值：
g=3×0.7×1.5/2=2.16kN/M
上部传下来的集中力设计值：
q=〔1.2×（0.252+0.07+0.03）+1.4×2.16〕/2=1.73kN
大横杆自重设计值：
q4=1.2×1.5×3×3.84×9.8×10-3/（1.8×3）=0.046kN/M
大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）
大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）
A、强度验算
按规范要求用三跨连续梁计算，查《建筑施工手册》可知各系数:
均布力产生的弯矩：
M1=0.08×0.046×1.82=0.012kN•m
集中力产生的弯矩：
M2=0.213×1.73×1.5=0.66kN•m
则：
σ=M总/W=（0.012+0.66）×106/4.79×103=140N/mm2 故：
大横杆抗弯强度满足要求。
B、挠度度计算
上部传下来的受力标准值：
q=（0.252+0.07+0.03+2.16）/2=1.256kN/M
大横杆自重标准值：
q4=1.5×3×3.84×9.8×10-3/（1.5×3）=0.038kN/M
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=（0.677×0.038+0.990×1.256）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=3.285mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
故：
大横杆挠度满足要求。
（3）横杆与立杆连接的扣件抗滑承载力验算
横杆传给立杆的竖向作用力：
脚手板自重标准值：
q1=0.35×0.7×1.5=0.365kN
扣件自重标准值：
q2=2×0.0132+2×0.0184=0.07kN
小横杆自重标准值：
q3=（3.84×9.8×10-3×0.8）=0.03kN
施工活荷载标准值值：
g=3×0.8×1.5=4.32kN/M
R=1.2×（0.365+0.07+0.03+0.038×1.8）/2+1.4×4.32/2=3.43kN
Rc=8.00kN
R≤Rc 扣件抗滑承载力满足要求。
11.3 连柱件计算轴向力设计值：
Nlw=1.4×ωk×Aw=1.4×0.31×3×3×1.8=7.03kN，根据规范，连柱件约束脚手架变形产生的轴向力N0=5kN，则总轴向力设计值：
Nl=Nlw+N0=7.03+5=12.03kN，
（1）连柱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=300/15.9的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；
又：
A=4.57cm2；[f]=205N/mm2；
连柱件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.57×10-4×205×103=88.907kN；
Nl=12.03kN连柱件的轴向力计算值应按照下式计算：
Nl=Nlw+No
风荷载基本风压值Wk=0.118kN/m2；
每个连柱件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.800m2；
连柱件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,No=5.000kN；
风荷载产生的连柱件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：
NLw=1.4×Wk×Aw=1.779kN；
连柱件的轴向力计算值NL=NLw+No=6.779kN；
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949；
A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；
连柱件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN；
Nl=6.779连柱件采用双扣件与柱体连接。
经过计算得到Nl=6.779小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!
11.4卸荷后立杆计算
根据附图，本栋分一次卸荷,卸荷在主体结构三层楼面（既第四层预埋部件吊下第三层楼面）。
A.单杆稳定性计算：
1.5m纵距、1.7m步距的单排脚手架
（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1259kN/m
NG1=0.1259×7.50=0.998kN；
（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，按二层算标准值为0.35kN/m2
NG2=0.35×4×1.5×（0.8+0.3）/2=1.386kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m
NG3=0.15×4×1.8/2=0.54kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005kN/m2
NG4=0.005×1.5×7.5=0.068kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.992kN；
结构脚手架上的施工活荷载标准值:
gk1=3kN/m2，每跨施工荷载标准值为g1=2×3kN/m2×0.8×1.5/2=4.32kN，同时作业层取n=2
风荷载设计值产生的弯矩：
Mw=0.85×1.4×Wk×la×h2/10
=0.85×1.4×0.31×1.8×2.02/10=0.27kN•m
长细比：
λ=κ×μ×h/i=1.155×1.45×2.0×103/15.9=211，
其中查JGJ130-2001表5.3.3，用插入法得μ=1.45。
根据λ=211，查表得=0.163，则：
1）按组合风荷载计算，则轴向力设计值：
N=1.2×（q1+q2+q3+q4）+0.85×1.4×g1=8.73kN
=8.73×103/（0.163×4.57×102）+0.27×106/（4.79×103）=174N/mm22）按不组合风荷载计算，则轴向力设计值：
N=1.2×（q1+q2+q3+q4）+1.4×g1=9.64kN
长细比：
λ=κ×μ×h/i=1.155×1.45×2.0×103/15.9=212，
其中查JGJ130-2001表5.3.3，用插入法得u=1.45。
根据λ=211，查表得=0.163，则：
N/ψA=9.64×103/（0.163×4.57×102）=129N/mm2故：
卸荷后，单杆可以满足稳定性要求。
11.5卸荷计算
如上所述，分段卸荷钢丝绳吊点的垂直距离为7.5m，水平距离为两个纵距，即3m,垂直方向共有2个吊点，。
每两跨脚手架由一个吊点，两条钢丝绳卸荷。
假设卸荷部分的脚手架荷载全部由卸荷装置承担，验算卸荷高度为7.5m的钢丝绳拉力，则：
1.5m纵距、1.7m步距的单排脚手架每米立杆承受的结构自重标准值：
qk1=0.1259kN/m,按两跨算，则q1=0.1259kN/m×7.5×4=3.777kN
竹脚手片自重标准值：
qk2=0.35kN/m2¬,按铺设4层算，则：
q2=0.35kN/m2×4×1.5×（0.8+0.3）×2=5.54kN
扣件扣件自重：
直角扣件（0.0132kN/个）、对接扣件（0.0184kN/个）则
扣件总重标准值：
q3=[0.0132kN×4+0.0184×4]×4=0.52kN
安全网标准值：
取qk4＝0.005kN/m2，则两跨荷载标准值
q4＝0.005kN/m2×1.5×7.5×2=0.135kN
结构脚手架上的施工均布活荷载标准值:
gk1=3kN/m2，两跨施工荷载标准值为g1=3kN/m2×1.5×0.8×2=9.64kN，同时作业层取n=2，
按组合风荷载计算，则脚手架全高两个纵距内总的荷载设计值：
N=1.2×（q1+q2+q3+q4）+2×1.4×g1=36.16kN
A、斜拉钢丝绳计算
每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值P，由于吊点水平距离为2个立杆纵距，每个吊点设有2根钢丝绳，故每一吊点钢丝绳承受的荷载设计值：
P=1/2×N×kx=0.5×1.5×36.16=27.12kN
其中kx为不均匀系数取1.5
吊点处钢丝绳的拉力TOA：
PA=P/sinA=27.12/0.939=28.88kN
钢丝绳的所受最大拉力Tmax=28.88kN
查规范，15.5钢丝绳材料抗拉强度值1700mpa，钢丝绳破断拉力总和为152KN。
钢丝绳穿过拉环后通过绳卡锁紧，因此为钢丝绳受力。
钢丝绳的容许拉力s=APg/K
钢丝绳破断拉力换算系数，取；Pg钢丝绳的钢丝破断拉力总和；K安全系数取6。
考虑多次使用后的节减：
s=21.53kN×2×0.75=32.30kN〉Tmax=28.88kN
因而钢丝绳受力安全
B、计算工程结构上的预埋吊环
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第10.9.8条规定，吊环采用I级钢筋，埋入深35d与结构主筋绑扎，按2个截面计算，吊环拉应力不大于50N/mm²。
吊环钢筋面积Ag=Px/（2×50）=28.88/100=288.8mm2
选Ø20 Ag=314.15mm2>288.8mm2（安全）
吊环抗剪的验算:
N/AØ20的截面积A=314.15mm2
钢材抗剪强度设计值fv=170N/mm2
吊环所承受的荷载T0A+T0B=56.11KN
N/A=56110/628=89.35N/mm2悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）
悬挑脚手架支撑梁变形图（kN）
悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）
11.6悬挑脚手架稳定性验算
悬挑脚手架的悬挑承力架采用槽钢作为悬挑梁，槽钢尾部利用钢筋穿过楼板固定，其悬挑端利用钢丝绳与上层框架梁连接。
悬挑槽钢的验算
悬挑采用14槽钢@1500mm,
用φ14钢筋预埋,锚入砼的钢筋要达到规范要求。
1.5m纵距、1.7m步距的单排脚手架每米立杆承受的结构自重标准值：
qk1=0.1259kN/m 则q1=0.1259kN/m×6=0.755kN
竹脚手片自重标准值：
qk2=0.35kN/m²,按3层算，则：
q2=0.35kN/m2×3×1.8×1.1/2=1.04kN
扣件扣件自重：
直角扣件（0.0132kN/个）、对接扣件（0.0184kN/个）则扣件总重标准值：
q3=（0.0132kN×6+0.0184×3）=0.1344kN
安全网标准值：
取qk4＝0.005kN/m2，则每单元荷载标准值
q4＝0.005kN/m2×1.8×6=0.054kN
结构脚手架上的施工均布活荷载标准值:
gk1=3kN/m2，每跨施工荷载标准值为g1=3kN/m2×1.8×0.8/2=2.16kN，同时作业层取n=2
则每根立杆传给槽钢轴向力设计值：
N1=1.2×（q1+q2+q3+q4）+2×1.4×g1=8.43kN
1）、槽钢承受最大弯矩。
Mmax=8.43×1.1+8.43×0.3
=11.802（kN•m）
由《钢结构安全技术规范》查得槽钢的截面模量WX=152cm3
N/mm2＜f=215N/mm2
整体稳定性验算
水平钢梁采用14号槽钢,计算公式如下
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：
φb=570×10.7×70×235 /（1200×180×235）=1.98
由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B公式B.1-2得到φb值为0.928。
经过计算得到最大应力σ=11.802×106/（0.928×152000）=83.67N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算σ=83.67小于[f]=215N/mm2,满足要求!
升级会员 