北京某超高层(28层)住宅工程悬挑脚手架施工方案-secret.doc

目 录一、工程概况1二、脚手架工程设计及搭设参数1三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计2四、注意事项16五、安全防护16六、脚手架验收17七、安全技术措施18八、脚手架施工断面图、平面图、搭设侧立面图212一、工程概况 本工程位于北京市*区*西区，北临*路，西靠*路，南侧为新建住宅楼，东侧为*住宅小区，由北京*房地产开发有限公司投资兴建、广东省*设计研究院北京分院设计、*工程建设监理公司监理、*区质量监督站质量监督的高档公建酒店。本工程结构形式为框架-核心筒结构，结构安全等级为二级，抗震设防烈度八度，防火分类为一类，耐火等级一级。建筑面积106639m2，基础为筏板基础，地下四层，地上二十八层，裙楼部分地上六层。标准层层高3.3m,0.000相当于绝对标高+41.800m，室内外高差0.600m。基底标高为-24.61m（核心筒部分），檐高99.95m，建筑物总高度103.65m。裙楼高+26.6由于现有I18工字钢材料和脚手管等物资充足,所以本工程主楼七层以上采用型钢悬挑脚手架，每六层一挑。二、脚手架工程设计及搭设参数脚手架钢管选用483.5；外挑工字钢采用I18，长度约为4米；固定工字钢在楼面上用216的圆钢，距板边0.2m设置一个16的钢筋套环，距板边1.7m设置214的钢筋套环,水平锚固长度每边不少于300mm，套环与板底部钢筋钩绑牢固。立杆纵向间距为1.5米，内立杆距柱0.20米，外立杆距柱为1.25米，大横杆间距为1.65米，小横杆长度为1.2米。悬挑梁在上一层结构板处用单根619+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径17.0mm，吊环直径不要小于14。脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用与结构柱拉结的方式悬挑架高19.8米,故按19.8米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计3.1 悬挑架荷载的取值与组合3.1.1 计算基数 计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为19.8米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.65米。 采用的钢管类型为483.5， 连墙件采用2步3跨，竖向间距3.3米，水平间距4.50米。 施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。 悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.70米，建筑物内锚固段长度1.50米。 悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.25m。3.1.2小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 小横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.3501.500/3=0.175kN/m 活荷载标准值Q=3.0001.500/3=1.500kN/m 荷载的计算值q=1.20.038+1.20.175+1.41.500=2.356kN/m 小横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩 计算公式如下: M=2.3561.0502/8=0.325kN.m =0.325106/5080.0=63.917N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m 简支梁均布荷载作用下的最大挠度 V=5.01.7131050.04/(3842.06105121900.0)=1.080mm 小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!3.1.3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，小横杆在大横杆的上面。 用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 小横杆的自重标准值P1=0.0381.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值P2=0.3501.0501.500/3=0.184kN 活荷载标准值Q=3.0001.0501.500/3=1.575kN 荷载的计算值P=(1.20.040+1.20.184+1.41.575)/2=1.237kN 大横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为大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=0.08(1.20.038)1.5002+0.2671.2371.500=0.504kN.m =0.504106/5080.0=99.152N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为大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: 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=0.6770.0381500.004/(1002.060105121900.000)=0.05mm 集中荷载标准值P=0.040+0.184+1.575=1.799kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V1=1.8831799.0701500.003/(1002.060105121900.000)=4.55mm 最大挠度和 V=V1+V2=4.605mm 大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!3.1.4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； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值P1=0.0381.500=0.058kN 脚手板的荷载标准值P2=0.3501.0501.500/2=0.276kN 活荷载标准值 Q=3.0001.0501.500/2=2.362kN 荷载的计算值 R=1.20.058+1.20.276+1.42.362=3.707kN 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,试验表明: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；3.1.5脚手架荷载标准值: 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)；本例为0.1248 NG1=0.12519.800=2.471kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用木脚手板，标准值为0.35 NG2=0.35041.500(1.050+0.200)/2=1.312kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、木脚手板标挡板，准值为0.14 NG3=0.1401.5004/2=0.420kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4=0.0051.50019.800=0.148kN 经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.352kN。 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=1.420 Us风荷载体型系数：Us=1.690 经计算得到，风荷载标准值Wk=0.70.4501.4201.690=0.756kN/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)。3.1.6立杆的稳定性计算: 卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。 1.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=11.84kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.17； 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=3.24m； 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=1.70； 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= 140.56 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! 2.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=10.85kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.17； 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=3.24m； 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=1.70 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= 0.367kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到=201.09 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=28.574kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!可采用双扣件与框架柱抱紧的措施解决。3.1.8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1050mm，内侧脚手架距离墙体200mm，支钢丝绳的支点距离墙体为1250mm， 水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4，截面抵抗矩W=185.00cm3，截面积A=30.60cm2。 受脚手架集中荷载P=11.84kN 水平钢梁自重荷载q=1.230.600.00017.8510=0.29kN/m 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图 经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=13.349kN,R2=11.629kN,R3=-0.380kN 最大弯矩 Mmax=1.263kN.m 抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=1.263106/(1.05185000.0)+5.0561000/3060.0=8.153N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!3.1.9悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下 其中 b 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到： b=2.00 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值用b查表得到其值为0.929 经过计算得到强度=1.26106/(0.929185000.00)=7.35N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算f,满足要求!3.1.10拉杆的受力计算: 水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算 其中RUicosi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。 各支点的支撑力 RCi=RUisini 按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为 RU1=14.274kN3.1.11拉杆的强度计算: 拉绳或拉杆的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=14.274kN拉杆的强度计算： 拉绳的强度计算： 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算： 其中Fg 钢丝绳的容许拉力(kN)； Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)； 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8； K 钢丝绳使用安全系数，取8.0。 选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.00014.2740/0.850=134.34kN。 选择619+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700MPa，直径17.0mm。 钢丝拉绳的吊环强度计算： 钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为N=RU=14.274kN 钢丝拉绳的吊环强度计算公式为 其中 f 为吊环抗拉强度，取f= 50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算； 所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径 D=142744/(3.1416502)1/2=14mm3.1.12锚固段与楼板连接的计算: 1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.629kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范10.9.8f=50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=116294/(3.1416502)1/2=13mm 水平钢梁与楼板压点的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。 2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下： 锚固深度计算公式 其中 N锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=11.63kN； d楼板螺栓的直径，d=20mm； fb楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2； h楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于11628.85/(3.1416201.5)=123.4mm。 3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下： 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 其中 N锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=11.63kN； d楼板螺栓的直径，d=20mm； b楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm； fcc 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2； 经过计算得到公式右边等于131.6kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求!四、注意事项（1）型钢悬挑扣件式钢管脚手架涉及的所有材料必须合格；（2）型钢悬挑扣件式钢管脚手架施工前，必须编制详细的施工方案，并进行安全技术交底；（3）型钢悬挑扣件式钢管脚手架扎设过程中，要进行跟踪检查，扎设完毕后，要进行综合验收；（4）型钢不允许随意的打眼、钻孔；（5）加强对型钢悬挑扣件式钢管脚手架的维护工作，在脚手架上挂设标语时要经设计人员验算确定。(6)局部悬挑楼板下在架设工字钢的下一楼层,采用钢管搭设斜撑,斜撑间距1.5m，传力至楼层框架梁，确保外架安全。五、安全防护 1、栏杆脚手架外侧设置双栏杆，两道栏杆的高度分别为1.2m和0.6m。2、安全网脚手架外围必须用密目安全网全屏蔽，安全网之间的接缝必须用铁丝捆扎牢固，不得有间隙。安全网采用合格密目安全网，设置在脚手架外立杆的内侧，且须与脚手架纵向水平管扎牢。3、脚手架离墙间距为200mm，由于建筑物结构与脚手架本身结构的特殊需要，局部不能满足该要求。如悬挑距离不超过500mm，则直接采用钢管从脚手架内伸出并铺设搁栅的方法。如悬挑距离超过500mm，除采用伸出钢管加设搁栅的方法，还要对悬挑部分进行补强，补强方法有两种，一种是采用增加斜拉杆，用于悬挑位置超过10m以上的部分。一种是增加立杆，用于悬挑位置在10m以下的部分。搁栅管上如有铺设脚手板，间距为300mm一道，如未铺设脚手板而采取捆扎木方，间距为250mm一道，如未铺设脚手板则间距为200mm一道。4、在脚手架提升上去以后，每隔四层架设一道宽6m的大眼安全网，钢管与框架柱包紧，悬挑拉结。六、脚手架验收1、脚手架的搭设1.1、脚手架每搭设至10m高度进行过程验收。1.2、过程验收包含钢管、扣件的检查，脚手架搭设是否符合规范，安全设施承挂情况。1.3、脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。1.4、脚手架的荷载控制 1.4.1、结构施工用时脚手架的荷载控制结构施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过二层，每层作业荷载不得大于3KN/m2。 1.4.2卸料平台的荷载控制卸料平台的施工荷载必须严格控制，每个卸料平台的施工荷载不得超过8KN/m2，总荷载不超过1.5t,堆放高度不得超过1.2m。2、脚手架的拆除2.1、拆除前的准备工作2.1.1、全面检查脚手架扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。2.1.2、编写拆除脚手架安全技术措施、方案并对作业人员进行技术交底。2.1.3清除脚手架上的杂物。2.2、悬挑脚手架的拆除2.2.1、必须采用气割的手段拆除悬挑梁，气割作业人员进行拆除悬挑梁时不得破坏悬挑梁自身结构。2.2.2、除最后一道悬挑梁时，应设置可靠安全保护措施防止人员坠落与物体掉落。2.2.3、悬挑脚手架的拆除必须编写专项施工方案并对作业人员进行技术交底。3、架料退场3.1、各构配件必须及时分段集中运送至地面，严禁抛扔。3.2、架料应及时保养，防止钢管、扣件锈蚀。七、安全技术措施1、技术保障措施1.1、架子搭设完毕，用合格密目安全网铺于架子的外围及底部。1.2、本脚手架属于结构用脚手架，其活载不得大于3KN/m2。1.3、钢管与扣件进场前应经过检查挑选，所用扣件在使用前应清理加油一次，扣件一定要上紧，不得松动。每个螺栓的预紧力在40Nm65 Nm之间。1.4、架子搭设到10m高度时由架子搭设单位进行自检；架子搭设完毕后由搭设会同使用单位对整个脚手架进行验收检查，验收合格后方可投入使用。1.5、该脚手架作为建筑物装饰作业时安全防护屏障及装修时作业平台，严禁将模板支架、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管道等固定在脚手架上；脚手架严禁悬挂起重