高层建筑外脚手架施工方案.doc

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xxxxx 脚手架工程 施工方案编制人： 审核人： 2011年3月6日 高层建筑外脚手架施工方案一、工程概况工程名称：xxxxx建设单位：xxxxx设计单位：xxxxx监理单位：xxxxx施工单位：xxxxx二、编制依据1、扣件式钢管脚手架安全技术规范jgj130-2001（2002版）2、混凝土结构工程施工质量验收规范gb50204-20023、设计施工图纸、会审纪要4、建设施工高处作业安全技术规程jgj80-915、建筑施工安全检查标准jgj59-996、建筑施工计算手册2001版本7、混凝土结构技术规程jgj3-20028建筑工程施工质量验收统一标准gb50300-20019、建筑结构荷载规范gb50009-20019、钢结构设计规范gb50017-200310、本工程总体施工组织设计三、建筑设计概况本工程建筑面积为：9388.08平方米，基础类型：筏板基础，框剪结构地上17层，地下1层。全部采用普通粘土空心砖。设计使用年限：50年,屋面防水2级(防水年限15年)，结构抗裂度：六度，建筑等级（防火）：二级。四、结构设计概况本工程为框剪结构，基础c15垫层、c30筏板基础。板采用现浇板。标高0.00以下墙体为mu10烧结煤矸石砖，标高0.00以上墙体为a3.5烧结煤矸石砖。为确保主体结构工程的施工质量（一次验收合格）标准，针对工程的特点，拟在脚手架施工中采用以下施工方案。施工准备1）单位工程各级负责人应按本方案有关要求和安全技术规范中的技术要求，逐级向使用人员进行技术交底。2）应对钢管、扣件、脚手板、安全网等进行检查验收，不合格的不得使用，经检查合格的构配件，应按品种、规格分类，堆放整齐平稳，场地不得有积水。五、脚手架搭设方案的选择根据本工程的特点，xxxxx采用落地架式脚手架。1、搭设方式与主要参数落地架式脚手架：（1）脚手架用483.5钢管和扣件搭设成双排架，其立杆横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.8m。(2)连墙件采用二步三跨连接。采用刚性连接的连接方式，具体做法详见附图。（3）脚手架立杆下部支承在砼硬基层。（4）里立杆离墙面0.25m。（要求0.30m）（5）脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工，层层满铺8001000脚手片。（6）剪刀支撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45o60o之间。（7）脚手架底部设置纵横扫地杆。（8）本工程设计施工荷载3kn/m2，同时施工不得超过二层。（9）脚手架用483.5钢管和扣件搭设成双排架，其立杆横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.8m。（10）脚手架立杆下部必须支承在砼硬基层上并配置硬质垫木或钢板。（11）连墙件采用2步2跨连接，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。（12）立杆底部200mm处设扫地杆。（13）水平钢梁与楼板压点采用16圆钢拉环，拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。（14）楼层转角位置宜采用45度16a号槽钢外挑加强。六、脚手架设计 1、本工程脚手架特点1） 脚手架搭设场地多为虚空地基处理 a、地基必须按要求夯实；b、铺100mmc15混凝土，宽1.5m，基础完成以后应经验收合格后方可进行脚手架施工。2） 脚手架高度超高按照脚手架搭设高度的限制：扣件式钢管脚手架（双排架）的高度限制为50m，本工程脚手架搭设起点标高-1.20m，实际搭设总高度60m63m。2、 脚手架选型根据上述特点和本工程建筑外形，考虑到结构施工期间和装修期间的需要，以及市场上钢管壁厚等因素采用每隔三层设置一道钢管挑架进行卸荷。3、 脚手架主要技术参数纵向立杆间距：1.5m；横向立杆间距：1.5m；水平杆步距：1.5m；内立杆离外墙边缘距离：300mm；扫地杆距地：200mm；落地式钢管脚手架受力计算：（一）钢管脚手架技术数据1、立杆纵距按1.5m计算，横距1.05m，步距1.8m，底层为2.1m。2、材料采用外径48mm钢管，壁厚3.5mm，有严重锈蚀、弯曲、裂纹的不得使用，扣件应有出厂合格证明，发现有脆裂、变形、浮雕丝的禁止使用。3、脚手架荷载为3.0kn/m2。4、本计算书有关参数均取自2001版本建筑施工计算手册及建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001）。（二）脚手架荷载计算： 有关参数：建筑施工计算手册的7.2扣件式钢管脚手架计算： 查表7-4：一步一纵距的钢管、扣件重量 ngk1：（kn） 11步单立杆：ngk1=1.2（110.442）=5.834kn； 查表7-5：脚手架一个立杆纵距附设构件及物品的重ngk2， ngk2 =1.21.715/2*11=11.319kn查表7-6：脚手架一个立杆纵距施工荷载标准值产生轴力nqk：（kn）， nqk =1.46.30=8.82kn n= ngk1+ngk2+ nqk=5.834+11.319+8.82=25.973kn 每根立杆受力为：n/2=12.986kn （三）脚手架计算 本脚手架采用建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001）第6.1.1条规定的构造尺寸，故只对立杆地基承载力及连墙杆进行验算。1、立杆的地基承载力验算：n=12.986kn因本工程落地架立杆直接搭设在回填土夯实素砼c15硬化地坪上，接触面考虑钢管底部垫20*20硬质垫木或砼垫板，面积：a=40000素砼硬化面，fc/k=10 n/，k取1.0立杆基础底面的平均压力为，p=n/a=12.986103/40000=0.32n/ fc=10 n/符合要求。2、连墙杆验算：每只扣件的抗滑移承载力设计值 r=8kn k=0.7zs0=0.71.130.110.45=0.039 kn/ 其中离地高度21m，c类地面粗糙度：z=1.13s=1.30.083=0.11；基本风压：0=0.45kn/连墙杆竖向实际按楼层设置，水平向按3个立杆纵距设置。nlw =1.4awk=1.44.54.80.039=1.179knn0 =3knn l=nlw+n0=1.179+3=4.179kn r=8kn符合要求。2、纵、横杆水平杆计算1）纵向（大横杆）水平杆计算 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。 按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。均布荷载值计算 大横杆的自重标准值 p1=0.038kn/m 脚手板的荷载标准值 p2=0.1501.050/3=0.052kn/m 活荷载标准值 q=3.0001.050/3=1.050kn/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.052=0.109kn/m 活荷载的计算值 q2=1.41.050=1.470kn/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) 抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为 m1=(0.080.109+0.101.470)1.5002=0.350kn.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 m2=-(0.100.109+0.1171.470)1.5002=-0.412kn.m 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.412106/5080.0=81.008n/mm2 大横杆的计算强度小于205.0n/mm2,满足要求! 挠度计算 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: 静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kn/m 活荷载标准值q2=1.050kn/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度v=(0.6770.091+0.9901.050)1500.04/(1002.06105121900.0)=2.220mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!2）小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。 用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 荷载值计算 大横杆的自重标准值 p1=0.0381.500=0.058kn 脚手板的荷载标准值 p2=0.1501.0501.500/3=0.079kn 活荷载标准值 q=3.0001.0501.500/3=1.575kn 荷载的计算值 p=1.20.058+1.20.079+1.41.575=2.369kn 小横杆计算简图抗弯强度计算 最大弯矩考虑为小横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: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: m=(1.20.038)1.0502/8+2.3691.050/3=0.835kn.m =0.835106/5080.0=164.442n/mm2 小横杆的计算强度小于205.0n/mm2,满足要求!挠度计算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和。 均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度v1=5.00.0381050.004/(3842.060105121900.000)=0.02mm 集中荷载标准值p=0.058+0.079+1.575=1.711kn 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 v2=1711.3501050.0(31050.02-41050.02/9)/(722.06105121900.0)=2.800mm 最大挠度和: v=v1+v2=2.824mm 小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求! 小横杆的计算强度小于205.0n/mm2,满足要求!3）扣件抗滑力的计算: 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； 荷载值计算 横杆的自重标准值 p1=0.0381.050=0.040kn 脚手板的荷载标准值 p2=0.1501.0501.500/2=0.118kn 活荷载标准值 q=3.0001.0501.500/2=2.362kn 荷载的计算值 r=1.20.040+1.20.118+1.42.362=3.498kn 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 3、立杆计算1）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)每米立杆承受的结构自重标准值(kn/m)； ng1 = 0.12518.600=2.321kn(2)脚手板的自重标准值(kn/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 ng2 = 0.15081.500(1.050+1.400)/2=2.205kn(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kn/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 ng3 = 0.1501.5008/2=0.900kn (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.50018.600=0.139kn 经计算得到，静荷载标准值 ng = ng1+ng2+ng3+ng4 = 5.566kn。 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 = 3.00021.5001.050/2=4.725kn 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 w0 基本风压(kn/m2)，按照建筑结构荷载规范(gb50009-2001)的规定采用：w0 = 0.450 uz 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：uz = 1.250 us 风荷载体型系数：us = 0.800 经计算得到，风荷载标准值wk = 0.70.4501.2500.800 = 0.315kn/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 n = 1.2ng + 0.851.4nq 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 mw计算公式 mw = 0.851.4wklah2/10 其中 wk 风荷载基本风压标准值(kn/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。2）立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 n 立杆的轴心压力设计值，n=13.29kn； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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 立杆净截面面积，a=4.89cm2； w 立杆净截面模量(抵抗矩),w=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (n/mm2)；经计算得到 = 146.34 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00n/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求!考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 n 立杆的轴心压力设计值，n=12.30kn； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.19； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=3.12m； 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 立杆净截面面积，a=4.89cm2； w 立杆净截面模量(抵抗矩)，w=5.08cm3； mw 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，mw = 0.182kn.m； 钢管立杆受压强度计算值 (n/mm2)；经计算得到 = 171.28 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00n/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 nl，连墙件的设计计算满足要求。 连墙件采用扣件与墙体连接。 经过计算得到 nl = 9.763kn大于扣件的抗滑力8.0kn，不满足要求，采用双扣件连接。4、 主要材料要求1） 钢管搭设脚手架的钢管采用力学性能适中的q235a（3号）钢，其力学性能应符合国家现行标准碳素结构钢gb700-88中q235a钢的规定，并符合以下要求：本工程采用焊接钢管，钢管尺寸为6000、4000、2000mm不等，钢管外径d=48mm、壁厚t=3.5mm；新管进场时必须有产品质量合格证，钢管材质检验报告；新管进场时其表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯现象，两端面应平整；钢管使用前必须进行防锈处理（涂防锈漆）及刷调和漆；钢管使用前必须进行认真检查，外径及壁厚负误差不大于0.5mm和0.35mm；旧钢管在使用前要进行认真检查，锈蚀严重部位应将钢管截断进行检查，不能满足要求的严禁使用；搭设脚手架所使用的钢管严禁打孔。2） 扣件扣件采用可锻铸铁铸造扣件，扣件用机械性能不低于kt33-8的可锻铸铁制造，验其外观，应符合以下要求：表面不得有裂纹、气孔，不宜有疏松、砂眼或其它影响使用性能的铸造缺陷；并应将影响外观质量的粘砂、毛刺、氧化皮等清除干净；扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好；扣件的活动部位转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm；当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离小于5 mm；扣件表面要进行防锈处理；新扣件进场必须有产品质量合格证、生产许可证、专业检测单位的测试报告；螺栓不得有滑丝现象。3） 脚手板本工程外脚手架宜采用50mm厚竹脚手板；并在施工中经常检查其有效性，发现断裂或串丝松动时应立即更换，以防坠落伤人；进场必须有产品质量合格证，外观检查不得有裂纹，开焊与硬弯现象，必须涂防锈漆，木脚手板不得有开裂、腐朽，板面挠曲小于3/1000。4） 底座本工程外脚手架立管下宜采用可锻铸铁制造的标准双管底座或双底座，其质量要求同扣件。5、 脚手架搭设流程脚手架搭设顺序如下：放置纵向扫地杆 立杆 横向扫地杆 第一步纵向水平杆 第一步横向水平杆 连墙杆（或加抛撑） 第二步纵向水平杆 第二步横向水平杆 剪刀撑 安全网 作业层跳板6、 脚手架搭设基本要求1） 构架尺寸：立杆纵向间距1.5m，横向间距1.5m，内立杆距外墙边线300mm，扫地杆距地200mm。2） 连墙件间距：竖向间距6m，纵向间距6m，脚手架上部自由高度6m。3） 连墙方式：根据本工程结构的特点和要求，脚手架主要同楼板边缘连接，由于板厚仅100mm，因此卸荷连接必须在梁中增加连接点。4） 剪刀撑：随脚手架一起搭架，剪刀撑的斜杆与水平面交角45度，水平投影宽度6m,斜杆与构架必须互相有节点相交。5） 杆件连接：脚手架的杆件连接构造应符合以下规定：a. 脚手架左右相邻立杆和上下相邻立杆的接头应相互错开，并置于不同的构架框格内。b. 立杆之间连接采用对接接头，当采用搭接接头时，其搭接长度应0.8m。c. 杆件在绑扎处的端头伸出长度不小于100mm。d. 跳板、挡脚板和栏杆e. 安全网在脚手架外侧通长全高设置密目安全网围护；在斜道、外用电梯出入口，首层通道出入口位置另加平网保护。7、 特殊部位脚手架搭设要求1） 楼北采光井部管底坐落在混凝土板上部，另加横杆支撑在楼层构件上，形成井字架。2） 脚手架在每隔9.3米标高处卸荷一次，将其上的部分荷载传给工程结构，以确保脚手架的使用安全。卸荷方法是：在卸载部位结构标高设钢管平挑、斜撑及拉杆。 3） 脚手架的连墙点，在高度方向按层高3100mm每层连接，在水平方向6000mm，即2个柱距