落地式脚手架安全专项施工方案

公交站场工程施工悬挑脚手架安全专项施工方案2020年6月 目录TOC\o\h\z\t"标题3,3"第一章工程概况 1一、工程概况 1二、布置原则 2三、施工要求 3四、施工要求和技术保证条件 4第二章编制依据 6第三章施工计划 73.1施工进度计划 73.2材料与设备 7第四章施工工艺技术 104.1.材料技术参数 PAGE第九章脚手架设计与验算9.1．悬挑脚手架（搭设高度19.5米）验算架体验算一、脚手架参数卸荷设置无结构重要性系数γ01.1脚手架安全等级I级脚手架搭设排数双排脚手架脚手架钢管类型Φ48×2.8脚手架架体高度H(m)19.5立杆步距h(m)1.8立杆纵距或跨距la(m)1.5立杆横距lb(m)0.8横向水平杆计算外伸长度a1(m)0.15内立杆离建筑物距离a(m)0.3双立杆计算方法按构造要求设计双立杆计算高度(m)23二、荷载设计脚手架设计类型装修脚手架脚手板类型冲压钢脚手板脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)0.3脚手板铺设方式2步1设密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)0.01挡脚板类型木挡脚板栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)0.17挡脚板铺设方式2步1设每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12装修脚手架作业层数nzj2装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)2地区重庆重庆安全网设置全封闭基本风压ω0(kN/m2)0.25风荷载体型系数μs1风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)0.555，0.51风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)0.139，0.128计算简图：\h立面图\h侧面图三、横向水平杆验算纵、横向水平杆布置方式横向水平杆在上纵向水平杆上横向水平杆根数n2横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)205横杆截面惯性矩I(mm4)101900横杆弹性模量E(N/mm2)206000横杆截面抵抗矩W(mm3)4250\h纵、横向水平杆布置承载能力极限状态q=1.2×(0.031+Gkjb×la/(n+1))+1.4×Gk×la/(n+1)=1.2×(0.031+0.3×1.5/(2+1))+1.4×2×1.5/(2+1)=1.617kN/m正常使用极限状态q'=(0.031+Gkjb×la/(n+1))=(0.031+0.3×1.5/(2+1))=0.181kN/m计算简图如下：1、抗弯验算Mmax=max[qlb2/8，qa12/2]=max[1.617×0.82/8，1.617×0.152/2]=0.129kN·mσ=γ0Mmax/W=1.1×0.129×106/4250=33.491N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算νmax=max[5q'lb4/(384EI)，q'a14/(8EI)]=max[5×0.181×8004/(384×206000×101900)，0.181×1504/(8×206000×101900)]=0.046mmνmax＝0.046mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=q(lb+a1)2/(2lb)=1.617×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.912kN正常使用极限状态Rmax'=q'(lb+a1)2/(2lb)=0.181×(0.8+0.15)2/(2×0.8)=0.102kN四、纵向水平杆验算承载能力极限状态由上节可知F1=Rmax=0.912kNq=1.2×0.031=0.037kN/m正常使用极限状态由上节可知F1'=Rmax'=0.102kNq'=0.031kN/m1、抗弯验算计算简图如下：弯矩图(kN·m)σ=γ0Mmax/W=1.1×0.373×106/4250=96.526N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！2、挠度验算计算简图如下：变形图(mm)νmax＝0.365mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm满足要求！3、支座反力计算承载能力极限状态Rmax=2.128kN五、扣件抗滑承载力验算横杆与立杆连接方式单扣件扣件抗滑移折减系数0.9扣件抗滑承载力验算：横向水平杆：Rmax=1.1×0.912kN≤Rc=0.9×8=7.2kN纵向水平杆：Rmax=1.1×2.128kN≤Rc=0.9×8=7.2kN满足要求！六、荷载计算脚手架架体高度H23脚手架钢管类型Φ48×2.8每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)0.12立杆静荷载计算1、立杆承受的结构自重标准值NG1k单外立杆：NG1k=(gk+(lb+a1)×n/2×0.031/h)×H=(0.12+(0.8+0.15)×2/2×0.031/1.8)×19.5=1.211kN单内立杆：NG1k=1.211kN2、脚手板的自重标准值NG2k单外立杆：NG2k1=(H/h+1)×la×(lb+a1)×Gkjb×1/2/2=(19.5/1.8+1)×1.5×(0.8+0.15)×0.3×1/2/2=1.116kN1/2表示脚手板2步1设单内立杆：NG2k1=1.472kN3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2单外立杆：NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(19.5/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=0.887kN1/2表示挡脚板2步1设4、围护材料的自重标准值NG2k3单外立杆：NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×19.5=0.292kN5、构配件自重标准值NG2k总计单外立杆：NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.472+1.757+0.345=3.574kN单内立杆：NG2k=NG2k1=1.472kN立杆施工活荷载计算外立杆：NQ1k=la×(lb+a1)×(nzj×Gkzj)/2=1.5×(0.8+0.15)×(2×2)/2=2.85kN内立杆：NQ1k=2.85kN组合风荷载作用下单立杆轴向力：单外立杆：N=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(1.211+3.574)+1.4×2.85=9.732kN单内立杆：N=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4×NQ1k=1.2×(1.211+1.472)+1.4×2.85=13.963kN七、立杆稳定性验算脚手架架体高度H23立杆计算长度系数μ1.5立杆截面抵抗矩W(mm3)4250立杆截面回转半径i(mm)16立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)205立杆截面面积A(mm2)398连墙件布置方式两步三跨1、立杆长细比验算立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m长细比λ=l0/i=2.7×103/16=168.75≤210满足要求！轴心受压构件的稳定系数计算：立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m长细比λ=l0/i=3.119×103/16=194.906查《规范》表A得，φ=0.1912、立杆稳定性验算组合风荷载作用单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k=1.211+3.574=4.785kN单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(1.211+3.574)+1.4×2.85=10.422kNMwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.4×(0.05×0.6×0.128×1.5×3.62)=0.063kN·mσ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1.1×[12045.48/(0.191×398)+62705.664/4250]=190.531N/mm2≤[f]=205N/mm2满足要求！八、连墙件承载力验算连墙件布置方式两步三跨连墙件连接方式扣件连接连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0(kN)3连墙件计算长度l0(mm)600连墙件截面类型钢管连墙件型号Φ48×2.8连墙件截面面积Ac(mm2)398连墙件截面回转半径i(mm)16连墙件抗压强度设计值[f](N/mm2)205连墙件与扣件连接方式双扣件扣件抗滑移折减系数0.9Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.139×2×1.8×3×1.5=3.153kN长细比λ=l0/i=600/16=37.5，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896(Nlw+N0)/(φAc)=(3.153+3)×103/(0.896×398)=17.254N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2满足要求！扣件抗滑承载力验算：Nlw+N0=3.153+3=6.153kN≤0.9×12=10.8kN满足要求！悬挑梁验算一、基本参数主梁离地高度(m)8.1悬挑方式普通主梁悬挑主梁间距(mm)1500主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓锚固螺栓直径d(mm)16主梁建筑物外悬挑长度Lx(mm)1250主梁外锚固点到建筑物边缘的距离a(mm)100主梁建筑物内锚固长度Lm(mm)1750梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)50二、荷载布置参数支撑点号支撑方式距主梁外锚固点水平距离(mm)支撑件上下固定点的垂直距离L1(mm)支撑件上下固定点的水平距离L2(mm)是否参与计算1上拉115033001050是2上拉116033001050否作用点号各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN)各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN)各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm)主梁间距la(mm)16.7112.05400150026.7112.0512001500附图如下：\h平面图\h立面图三、主梁验算主梁材料类型工字钢主梁合并根数nz1主梁材料规格16号工字钢主梁截面积A(cm2)26.1主梁截面惯性矩Ix(cm4)1130主梁截面抵抗矩Wx(cm3)141主梁自重标准值gk(kN/m)0.205主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm2)215主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm2)125主梁弹性模量E(N/mm2)206000主梁允许挠度[ν](mm)1/250荷载标准值：q'=gk=0.205=0.205kN/m第1排：F'1=F1'/nz=6.71/1=6.71kN第2排：F'2=F2'/nz=6.71/1=6.71kN荷载设计值：q=1.2×gk=1.2×0.205=0.246kN/m第1排：F1=F1/nz=12.05/1=12.05kN第2排：F2=F2/nz=12.05/1=12.05kN1、强度验算弯矩图(kN·m)σmax=γ0Mmax/W=1.1×2.33×106/141000=18.177N/mm2≤[f]=215N/mm2符合要求！2、抗剪验算剪力图(kN)τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=1.1×8.328×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=10.826N/mm2τmax=10.826N/mm2≤[τ]=125N/mm2符合要求！3、挠度验算变形图(mm)νmax=0.051mm≤[ν]=2×lx/250=2×1250/250=10mm符合要求！4、支座反力计算设计值：R1=-0.347kN,R2=9.105kN,R3=16.08kN标准值：R'1=-0.145kN,R'2=5.197kN,R'3=8.983kN四、上拉杆件验算钢丝绳型号6×19钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)1400钢丝绳直径(mm)15.5钢丝绳不均匀系数α0.85钢丝绳安全系数k9钢丝绳绳夹型式马鞍式拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)15.19钢丝绳绳夹数量[n]3花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm)10花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)170主梁拉环直径d(mm)20焊缝厚度he(mm)10焊缝长度lw(mm)100角焊缝强度设计值ffw(N/mm2)160\h钢丝绳绳卡作法\h钢丝绳连接吊环作法上拉杆件角度计算：α1=arctanL1/L2=arctan(3300/1050)=72.35°上拉杆件支座力：标准值：R'S1=nzR'3=1×8.983=8.983kN设计值：RS1=nzR3=1×16.08=16.08kN主梁轴向力设计值：NSZ1=RS1/tanα1=16.08/tan72.35°=5.116kN上拉杆件轴向力：标准值：N'S1=R'S1/sinα1=8.983/sin72.35°=9.426kN设计值：NS1=γ0RS1/sinα1=1.1×16.08/sin72.35°=18.561kN上拉杆件的最大轴向拉力标准值：N'S=max[N'S1...N'Si]=9.426kN上拉杆件的最大轴向拉力设计值：NS=max[NS1...NSi]=18.561kN钢丝绳：由于脚手架所使用的钢丝绳应采用荷载标准值按容许应力法进行设计计算查(《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版)表13-4、13-5、13-6得，钢丝绳破断拉力总和：Fg=125kN[Fg]=α×Fg/k=0.85×125/9=11.806kN≥N'S=9.426kN符合要求！绳夹数量：n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×11.806/(2×15.19)=1个≤[n]=3个符合要求！花篮螺栓验算：σ=[Fg]/(π×de2/4)=11.806×103/(π×102/4)=150.313N/mm2≤[ft]=170N/mm2符合要求！拉环验算：σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×11.806×103/(π×202)=18.789N/mm2≤[f]=65N/mm2注：[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2符合要求！\h拉环详图(主梁为工字钢)角焊缝验算：σf=NS/(he×lw)=18.561×103/(10×100)=18.561N/mm2≤βfffw=1.22×160=195.2N/mm2正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22符合要求！五、悬挑主梁整体稳定性验算主梁轴向力：N=|[(-(-NSZ1))]|/nz=|[(-(-5.116))]|/1=5.116kN压弯构件强度：σmax=γ0[Mmax/(γW)+N/A]=1.1×[2.33×106/(1.05×141×103)+5.116×103/2610]=19.468N/mm2≤[f]=215N/mm2塑性发展系数γ符合要求！受弯构件整体稳定性分析：其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：查表《钢结构设计标准》(GB50017-2017)得，φb=2由于φb大于0.6，根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附表C，得到φb'值为0.93。γ0Mmax/(φb'Wxf)=1.1×2.33×106/(0.929×141×215×103)=0.091≤1符合要求！六、锚固段与楼板连接的计算主梁与建筑物连接方式平铺在楼板上锚固点设置方式U型锚固螺栓U型锚固螺栓直径d(mm)16梁/楼板混凝土强度等级C30混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm2)2.5锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm2)50\h锚固螺栓1\h锚固螺栓21、螺栓粘结力锚固强度计算锚固点锚固螺栓受力：N/2=0.347/2=0.173kN螺栓锚固深度:h≥N/(4×π×d×[τb])=0.347×103/(4×3.14×16×2.5)=0.689mm螺栓验算：σ=γ0N/(4×π×d2/4)=1.1×0.347×103/(4×π×162/4)=0.474kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2符合要求！2、混凝土局部承压计算如下混凝土的局部挤压强度设计值：fcc=0.95×fc=0.95×14.3=13.585N/mm2γ0N/2=0.191kN≤2×(b2-πd2/4)×fcc=2×(802-3.14×162/4)×13.585/1000=168.425kN注：锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×16=80mm符合要求！9.2．型钢悬挑脚手架阳角处验算一、参数信息1、荷载参数脚手架联梁传递支座力F(kN)122、阳角型钢构造参数型钢支撑形式两根钢丝拉绳立杆横向间距或排距Lb(m)0.8内排架距离墙长度a(m)0.3阳角型钢长度L(m)1.7点M到Q点的距离D1(m)3O点到Q点的距离D2(m)1.5支点P到建筑物角点O的距离D3(m)1.553、阳角型钢材料参数型钢型号16号工字钢钢丝绳规格型号6×19二、阳角型钢计算水平阳角型钢采用焊接建筑物埋件连接，计算条件为一端固支的连续梁。型钢截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。\h平面图\h侧面图1、型钢受力计算脚手架联梁传递支座力F=12kN;水平钢梁自重荷载q=1.2×20.5×9.8×10-3=0.241kN/m经过连续梁的计算得到剪力图(kN)弯矩图(kN·m)型钢支点的支撑力为RA=13.473kN;型钢固接处的支撑力为RB=10.937kN;型钢最大弯矩Mmax=3.23kN·m;图中距离|MP|=(D1×D1+D2×D2+D3×D3+1.414×D2×D3)1/2=(3×3+1.5×1.5+1.55×1.55+1.4142×1.5×1.55)1/2=4.12m图中角度<MPQ=arcsin(3.000/4.116)=46.794°图中角度<OPQ=arctan(0.707×1.500/(1.550+0.707×1.500))=22.109°每根钢丝绳的拉力T=13.473/2/sin(46.794°)=9.242kN水平型钢的轴向力N=2×9.242×cos(46.794°)×cos(44.061°)=9.094kN型钢最大应力计算值σ=Mmax/(1.05W)+N/A=3.23×106/(1.05×141×103)+9.094×103/(26.1×102)=25.301N/mm2型钢的最大应力计算值σ=25.301N/mm2≤[f]=215N/mm2，满足要求！2、型钢整体稳定性计算水平型钢采用16号工字钢φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计标准》(GB50017-2017)附录C得到：φb=2由于φb大于0.6，查《钢结构设计标准》(GB50017-2017)，得到φb'=1.07-0.282/φb=1.07-0.282/2=0.929。经过计算得到最大应力σ=Mmax/(φbWx)=3.23×106/(0.929×141×103)=24.658N/mm2型钢的最大应力计算值σ=24.658N/mm2≤[f]=215N/mm2，满足要求！3、拉绳强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力为9.242kN；如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力计算公式：[Fg]=αFg/K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)；