上城花园一标段脚手架施工方案

年6月23日上城花园一标段脚手架施工方案资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。上城花园I标段脚手架施工方案编制:年月日审核:年月日批准:年月日河南华盛建设集团有限公司静海项目部3月目录工程概况…………3施工准备…………3脚手架搭设、验收及拆除………4脚手架的验算……………………8悬挑脚手架计算书………………8落地脚手架计算书………………19脚手架防电避雷措施……………29脚手架施工的安全技术措施……30卸料平台 ………31脚手架安全管理…………………39一、工程概况1.2、主要技术参数为:立杆横距0.8米;步距1.5米;立杆纵距1.5米;小横杆间距1.5米。连墙件为2步3跨设置,脚手板采用50mm1.3在三层、九层、十五层和二十一层周边挑出16#工字钢,跳出长度为1.2米。室内部分工字钢采用φ16圆钢锚环箍住。工字钢端头用二施工准备2.1材料准备脚手架搭设前应先按有关规范和设计的要求对本工程所需架料的规格、质量进行检查验收,不合格的构配件不得使用,经检查合格的构配件应按品种、规格分类,堆放整齐、平稳。2.2脚手架材质要求2.2.1、脚手架杆件材质要求:钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层和硬弯,两端面切斜的偏差不大于1.7mm,壁厚允许偏差不大于-0.35mm,外经允许偏差不大于-0.5mm,钢管内外两面的锈蚀深度之和不得大于0.5mm2.2.2、扣件为杆件的连接件,用可煅铸铁铸造,扣件不得有裂纹,并将影响其外观质量的粘砂、毛刺、氧化皮等清除干净;扣件与钢管的贴和面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好;扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm,当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm2.2.32.3人员准备项目经理部各级生产负责人应按脚手架施工方案和安全生产、文明施工的要求逐级向脚手架搭设人员和使用人员进行技术、安全交底。2.4脚手架基础处理脚手架立柱的地基与基础必须坚实,应具有足够承载能力,并防止不均匀的沉降或过大的沉降;在搭设脚手架之前甲方应必须做好平整场地,夯打坚实,清除障碍物,并向建筑物外侧成一定坡度,在脚手架外侧设排水沟,以利于排水。三、脚手架搭设、验收及拆除3.1脚手架施工3.1.1外脚手架立杆横距0.8米、立杆纵距1.5米、步距1.5米;内侧立杆中心距结构300mm;外架外立杆内侧满挂密目安全网;操作层满铺跳板,设两道护栏,设高度≥200mm3.1.2外脚手架悬挑首先在三层顶板上按脚手架设计要求进行放线、定位、预埋φ16的钢筋,待二层顶板砼强度达到设计强度时,安装工字钢,用φ16钢筋与工字钢焊接固定。五层外墙框梁、连梁浇注砼时预埋固定钢丝绳的钢环,用钢丝绳与室外工字钢端头连接。立杆直接立在工字钢上,垫板、钢梁应准确地放在定位线上;必须铺放平稳,不得悬空。第二、第三、第四段同上。3.1.3脚手架杆件搭设3.1.3.1搭设顺序:放置纵向扫地杆→立纵向立杆→横向扫地杆→第一步纵向水平杆→第一步横向水平杆→连墙件→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆。3.1.3.2立杆接头错步,大横杆接头错跨,而且两相邻立立杆纵距接头在高度方向错开的距离不应小于500mm(可在第一排立立杆纵距时采用6m、3m杆间隔布置的方式解决)。3.1.3.3开始搭设时应每隔6跨设置一根抛撑,直至连墙件安装稳定后,方可拆除。3.1.3.4纵向水平杆设于横向水平杆之下,在纵向立杆内侧。纵向水平杆采用对接扣件连接并应交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平距离不应小于500mm,并应避免设在纵向水平杆的跨中。3.1.3.5每一立杆节点处必须设一根横向水平杆,该杆轴线偏离主节点的距离不大于150mm,靠墙一端外伸长度为200mm(在与楼面相平处,设两根横向水平杆,铺设垫板),操作层上横向水平杆间距为3.1.3.6扣件规格必须与钢管外径相同,扣件螺栓拧紧扭力矩应在40N·m—65N·m之间,对接扣件的开口应朝上或朝内,各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不小于100mm。3.1.3.7应随脚手架的升高,在操作层下方和下一层挂水平兜网,同时,脚手架里外排之间每隔层应挂一道兜网。3.1.4连墙件的设置3.1.4.1连墙件用钢管、扣件与单、双管内外杆连接的钢性连墙件。3.1.4.2在框架立杆纵距部位采用抱箍与混凝土结构框架立杆纵距抱紧。3.1.4.3在没有框架立杆纵距部位采用在梁中预埋脚手杆的方式使外架与框架梁拉接。3.1.4.4连墙件距主节点不大于300mm,水平间距不大于6m,竖向间距不大于4m,从底部第一根纵向水平杆处开始设置。3.1.5剪刀撑设置3.1.5.1剪刀撑角度为600,在脚手架外侧沿整个长度和高度上连续设置。3.1.5.2剪刀撑接头采用对接扣件,扣件距主节点距离不大于150mm。3.1.6横向支撑设置在每边的两端和中间每隔6跨设置一道,两步一个斜杆。3.1.6脚手架卸荷设置3.1.6.1使用φ14mm钢丝绳作为脚手架卸荷材料。3.1.6.2卸荷位置:从三层起每隔二层作一次卸荷,卸荷钢丝绳水平间距为三跨结构柱距。3.1.6.3钢丝绳卸荷在结构柱处抱柱,并应使钢丝绳处于拉紧状态。3.2脚手架的验收对脚手架施工应分别在以下各阶段对脚手架的施工质量进行验收:基础完工后及脚手架搭设前;操作层上施加荷载前;每搭设完三层高度;达到设计高度后;对于检查中不符合有关技术要求的部位必须先整改,合格后才能继续施工。脚手架搭设的技术要求、允许偏差见下页表:项目技术要求允许偏差(mm)检查方法及工具1垫板不晃动2立杆垂直度Hmax=20mHmax=40mH/200H/400±100吊线、卷尺或经纬仪搭设中垂直度偏差的高度不同设计高度允许偏差△(mm)吊线、卷尺或经纬仪40m20mH=2m±7±7H=10m±25±50H=20m±50±100H=30m±1003间距纵步距偏差±20钢板尺立杆纵距距偏差±50立杆横距偏差±204向平杆高差一根杆两端±20水平仪或水准尺同跨中内外纵向水平杆高差±105横向平杆外伸长度偏差外伸500≤50钢卷尺6扣件安装主节点处各扣件距端点间距离a≤150mm钢卷尺同步立杆上两个相邻对接扣件高差≤500立杆上对接扣件距主节点距离≤h/3纵向水平立杆的接头距主节点的距离≤L/37扣件螺栓的拧紧力矩40—50KN·m扭力扳手8剪刀撑斜杆与地面夹角45O—60O伸长9脚手板外伸长度对接100<a≤150卷尺搭接a≥100卷尺3.3扣件式脚手架搭设的技术要求:3.3.1脚手架搭设前,依据建筑物形状放线,并按间距排好立杆;3.3.2不允许立杆有浮地松动现象;3.3.3整架垂直度偏差小于60mm;3.3.4横杆的水平度,即两端的高度偏差应小于75mm;3.3.5所有扣件拧固时要用力矩扳手,扭力矩控制在45±5KN·m,防止用力过大螺栓溢扣。杆件端头伸出扣件之外的长度>100mm,防止杆件滑脱。3.4脚手架的拆除3.4.1脚手架拆除前必须完成的准备工作:全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合安全要求;根据检查结果,确定拆除顺序、拆除安全技术措施等内容,然后由工程负责人逐级进行技术交底;清除脚手架上的杂物及地面障碍物;3.4.2拆除脚手架的要求:拆除顺序应逐层由上而下进行,严禁上下同时作业;所有连墙件应随脚手架逐层拆除,分段拆除高度不应大于两步;当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度时,应先每6米搭设一根抛撑加固,然后再拆连墙件;各种构配件必须及时分段集中运至地面,严禁抛扔;脚手架拆除应注意成品保护,不得损坏已施工完外墙面及外窗窗玻璃。运至地面的构配件应及时检查整修与保养,并按品种、规格随时码放于干燥通风处,防止锈蚀。四、脚手架的验算型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-)、《钢结构设计规范》(GB50017-)、《建筑施工安全检查评分标准》(JGJ59-99)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)以及本工程的施工图纸。一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为19.5m,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:立杆的纵距为1.5m,立杆的横距为0.8m,立杆的步距为1.5m;内排架距离墙长度为0.30m;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;采用的钢管类型为Φ48×3.0;横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件布置取两步三跨,竖向间距1.5m,水平间距4.5m,采用扣件连接;连墙件连接方式为单扣件;2.活荷载参数施工均布荷载(kN/m2):3.000;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:1层;3.风荷载参数本工程地处天津塘沽,基本风压0.55kN/m2;风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数μs为0.214;4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1611;脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140;安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005;脚手板铺设层数:3层;脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:竹夹板挡板;5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.2m,建筑物内锚固段长度2m。锚固压点压环钢筋直径(mm):16.00;楼板混凝土标号:C25;6.拉绳与支杆参数钢丝绳安全系数为:6.000;钢丝绳与梁夹角为(度):60;悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结,最里面面钢丝绳距离建筑物1.1m。二、大横杆的计算:按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)第5.2.4条规定,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。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m;脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.8/(2+1)=0.093kN/m;活荷载标准值:Q=3×0.8/(2+1)=0.8kN/m;静荷载的设计值:q1=1.2×0.033+1.2×0.093=0.152kN/m;活荷载的设计值:q2=1.4×0.8=1.12kN/m;图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.08×0.152×1.52+0.10×1.12×1.52=0.279kN·m;支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max=-0.10×0.152×1.52-0.117×1.12×1.52=-0.329kN·m;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=Max(0.279×106,0.329×106)/4490=73.274N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为σ=73.274N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!3.挠度验算: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:νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中:静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.093=0.127kN/m;活荷载标准值:q2=Q=0.8kN/m;最大挠度计算值为:ν=0.677×0.127×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.8×15004/(100×2.06×105×107800)=2.001mm;大横杆的最大挠度2.001mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!三、小横杆的计算:根据JGJ130-第5.2.4条规定,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作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值:p1=0.033×1.5=0.05kN;脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.8×1.5/(2+1)=0.140kN;活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/(2+1)=1.200kN;集中荷载的设计值:P=1.2×(0.05+0.14)+1.4×1.2=1.908kN;小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8Mqmax=1.2×0.033×0.82/8=0.003kN·m;集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=1.908×0.8/3=0.509kN·m;最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.512kN·m;最大应力计算值σ=M/W=0.512×106/4490=114.027N/mm2;小横杆的最大弯曲应力σ=114.027N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.033×8004/(384×2.06×105×107800)=0.008mm;大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.14+1.2=1.39kN;集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1389.95×800×(3×8002-4×8002/9)/(72×2.06×105×107800)=1.137mm;最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.008+1.137=1.145mm;小横杆的最大挠度为1.145mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm,满足要求!四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;小横杆的自重标准值:P2=0.033×0.8/2=0.013kN;脚手板的自重标准值:P3=0.35×0.8×1.5/2=0.21kN;活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN;荷载的设计值:R=1.2×(0.05+0.013+0.21)+1.4×1.8=2.848kN;R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载的计算: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,为0.1611kN/mNG1=[0.1611+(1.50×2/2)×0.033/0.75]×19.50=4.43kN;(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2NG2=0.35×3×1.5×(0.8+0.3)/2=0.866kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹夹板挡板,标准值为0.14kN/mNG3=0.14×3×1.5/2=0.315kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×19.5=0.15kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.76kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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=3×0.8×1.5×1/2=1.8kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.76+0.85×1.4×1.8=9.05kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.76+1.4×1.8=9.432kN;六、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-)的规定采用:ω0=0.55kN/m2;μz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-)的规定采用:μz=0.74;μs--风荷载体型系数:取值为0.214;经计算得到,风荷载标准值为:Wk=0.7×0.55×0.74×0.214=0.061kN/m2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.061×1.5×0.752/10=0.006kN·m;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值:N=10.333kN;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值:N=N'=10.711kN;计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)表5.3.3得:k=1.155;计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)表5.3.3得:μ=1.5;计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=1.299m;长细比:L0/i=82;轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:φ=0.71立杆净截面面积:A=4.24cm2;立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;考虑风荷载时σ=10333.26/(0.71×424)+6121.628/4490=35.689N/mm2;立杆稳定性计算σ=35.689N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!不考虑风荷载时σ=10711.26/(0.71×424)=35.581N/mm2;立杆稳定性计算σ=35.581N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!七、连墙件的计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92,μs＝0.214,ω0＝0.55,Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.55=0.076kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=6.75m2;按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN;风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:Nlw=1.4×Wk×Aw=0.716kN;连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=5.716kN;连墙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;A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN;Nl=5.716<Nf=82.487,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl=5.716小于单扣件的抗滑力8kN,满足要求!连墙件扣件连接示意图八、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。悬臂部分受脚手架荷载N的作用,里端B为与楼板的锚固点,A为墙支点。本方案中,脚手架排距为800mm,内排脚手架距离墙体300mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1100mm,水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3,截面积A=26.1cm2。受脚手架集中荷载N=1.2×6.826+1.4×1.8=10.711kN;水平钢梁自重荷载q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/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:R[1]=13.061kN;R[2]=9.307kN;R[3]=-0.158kN。最大弯矩Mmax=1.78kN·m;最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.78×106/(1.05×141000)+7.541×103/2610=14.909N/mm2;水平支撑梁的最大应力计算值14.909N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求!九、悬挑梁的整体稳定性计算:水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下σ=M/φbWx≤[f]其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数:查表《钢结构设计规范》(GB50017-)得,φb=2由于φb大于0.6,根据《钢结构设计规范》(GB50017-)附表B,得到φb值为0.93。经过计算得到最大应力σ=1.78×106/(0.93×141000)=13.586N/mm2;水平钢梁的稳定性计算σ=13.586小于[f]=215N/mm2,满足要求!十、拉绳的受力计算:水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算RAH=ΣRUicosθi其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力RCi=RUisinθi按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为:RU1=15.081kN;十一、拉绳的强度计算:钢丝拉绳(支杆)的内力计算:钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU均取最大值进行计算,为RU=15.081kN选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径14mm。[Fg]=aFg/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),查表得Fg＝123KN;α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数,对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8。α＝0.85;K--钢丝绳使用安全系数。K＝6。得到:[Fg]=17.425KN>Ru＝15.081KN。经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为N=RU=15.081kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为σ=N/A≤[f]其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(15081×4/(3.142×50×2))1/2=13.9mm;实际拉环选用直径D=14mm的HPB235的钢筋制作即可。十二、锚固段与楼板连接的计算:水平钢梁与楼板压点如果采用压环,拉环强度计算如下:水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.158kN;压环钢筋的设计直径D=16mm;水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:σ=N/2A≤[f]其中[f]为拉环钢筋抗拉强度,按照《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2;A=πD2/4=3.142×162/4=201.062mm2σ=N/2A=158.427/201.062×2=0.394N/mm2;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。拉环所受应力小于50N/mm2,满足要求!扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-)、《钢结构设计规范》(GB50017-)等编制。一、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为19.5m,立杆采用单立杆;搭设尺寸为:横距Lb为0.8m,纵距La为1.5m,大小横杆的步距为0.75m;内排架距离墙长度为0.30m;大横杆在上,搭接在小横杆上的大横杆根数为2根;采用的钢管类型为Φ48×3.0;横杆与立杆连接方式为单扣件;连墙件采用两步三跨,竖向间距1.5m,水平间距4.5m,采用扣件连接;连墙件连接方式为单扣件;2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2;脚手架用途:结构脚手架;同时施工层数:2层;3.风荷载参数本工程地处天津静海,基本风压0.55kN/m2;风荷载高度变化系数μz,计算连墙件强度时取0.92,计算立杆稳定性时取0.74,风荷载体型系数μs为0.313;4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m):0.1611;脚手板自重标准值(kN/m2):0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.140;安全设施与安全网(kN/m2):0.005;脚手板类别:木脚手板;栏杆挡板类别:竹夹板挡板;每米脚手架钢管自重标准值(kN/m):0.033;脚手板铺设总层数:3;5.地基参数地基土类型:岩石;地基承载力标准值(kPa):120.00;立杆基础底面面积(m2):0.20;地基承载力调整系数:1.00。二、大横杆的计算:按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)第5.2.4条规定,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。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.033kN/m;脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.8/(2+1)=0.093kN/m;活荷载标准值:Q=3×0.8/(2+1)=0.8kN/m;静荷载的设计值:q1=1.2×0.033+1.2×0.093=0.152kN/m;活荷载的设计值:q2=1.4×0.8=1.12kN/m;图1大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.08×0.152×1.52+0.10×1.12×1.52=0.279kN·m;支座最大弯距计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为M2max=-0.10×0.152×1.52-0.117×1.12×1.52=-0.329kN·m;选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:σ=Max(0.279×106,0.329×106)/4490=73.274N/mm2;大横杆的最大弯曲应力为σ=73.274N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!3.挠度验算: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:νmax=(0.677q1l4+0.990q2l4)/100EI其中:静荷载标准值:q1=P1+P2=0.033+0.093=0.127kN/m;活荷载标准值:q2=Q=0.8kN/m;最大挠度计算值为:ν=0.677×0.127×15004/(100×2.06×105×107800)+0.990×0.8×15004/(100×2.06×105×107800)=2.001mm;大横杆的最大挠度2.001mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm,满足要求!三、小横杆的计算:根据JGJ130-第5.2.4条规定,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作为小横杆集中荷载,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值:p1=0.033×1.5=0.05kN;脚手板的自重标准值:P2=0.35×0.8×1.5/(2+1)=0.140kN;活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/(2+1)=1.200kN;集中荷载的设计值:P=1.2×(0.05+0.14)+1.4×1.2=1.908kN;小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和;均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=ql2/8Mqmax=1.2×0.033×0.82/8=0.003kN·m;集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=Pl/3Mpmax=1.908×0.8/3=0.509kN·m;最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.512kN·m;最大应力计算值σ=M/W=0.512×106/4490=114.027N/mm2;小横杆的最大弯曲应力σ=114.027N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!3.挠度验算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和;小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:νqmax=5ql4/384EIνqmax=5×0.033×8004/(384×2.06×105×107800)=0.008mm;大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.14+1.2=1.39kN;集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:νpmax=Pl(3l2-4l2/9)/72EIνpmax=1389.95×800×(3×8002-4×8002/9)/(72×2.06×105×107800)=1.137mm;最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.008+1.137=1.145mm;小横杆的最大挠度为1.145mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm,满足要求!四、扣件抗滑力的计算:按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。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(《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN;R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;大横杆的自重标准值:P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN;小横杆的自重标准值:P2=0.033×0.8/2=0.013kN;脚手板的自重标准值:P3=0.35×0.8×1.5/2=0.21kN;活荷载标准值:Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN;荷载的设计值:R=1.2×(0.05+0.013+0.21)+1.4×1.8=2.848kN;R<8.00kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!五、脚手架立杆荷载计算: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,为0.1611kN/mNG1=[0.1611+(1.50×2/2)×0.033/0.75]×24.00=5.465kN;(2)脚手板的自重标准值;采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2NG2=0.35×3×1.5×(0.8+0.3)/2=0.866kN;(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹夹板挡板,标准值为0.14kN/mNG3=0.14×3×1.5/2=0.315kN;(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×24=0.18kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.826kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,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=3×0.8×1.5×2/2=3.6kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.826+0.85×1.4×3.6=12.475kN;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.826+1.4×3.6=13.231kN;六、立杆的稳定性计算:风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0.7μz·μs·ω0其中ω0--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-)的规定采用:ω0=0.55kN/m2;μz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-)的规定采用:μz=0.74;μs--风荷载体型系数:取值为0.313;经计算得到,风荷载标准值为:Wk=0.7×0.55×0.74×0.313=0.089kN/m2;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.089×1.5×0.752/10=0.009kN·m;考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)+MW/W≤[f]立杆的轴心压力设计值:N=12.475kN;不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式σ=N/(φA)≤[f]立杆的轴心压力设计值:N=N'=13.231kN;计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)表5.3.3得:k=1.155;计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)表5.3.3得:μ=1.5;计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=1.299m;长细比:L0/i=82;轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:φ=0.71立杆净截面面积:A=4.24cm2;立杆净截面模量(抵抗矩):W=4.49cm3;钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205N/mm2;考虑风荷载时σ=12475.26/(0.71×424)+8953.597/4490=43.435N/mm2;立杆稳定性计算σ=43.435N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!不考虑风荷载时σ=13231.26/(0.71×424)=43.952N/mm2;立杆稳定性计算σ=43.952N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!七、最大搭设高度的计算:按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:Hs=[φAf-(1.2NG2k+0.85×1.4(ΣNQk+MwkφA/W))]/1.2Gk构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:NG2K=NG2+NG3+NG4=1.361kN;活荷载标准值:NQ=3.6kN;每米立杆承受的结构自重标准值:Gk=0.161kN/m;计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.009/(1.4×0.85)=0.008kN·m;Hs=(0.71×4.24×10-4×205×103-(1.2×1.361+0.85×1.4×(3.6+0.71×4.24×100×0.008/4.49)))/(1.2×0.161)=285.513m;按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:[H]=Hs/(1+0.001Hs)[H]=285.513/(1+0.001×285.513)=222.1m;[H]=222.1和50比较取较小值。经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=50m。脚手架单立杆搭设高度为24m,小于[H],满足要求!八、连墙件的稳定性计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:Nl=Nlw+N0连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92,μs＝0.313,ω0＝0.55,Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.313×0.55=0.111kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=6.75m2;按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-)5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN;风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),按照下式计算:Nlw=1.4×Wk×Aw=1.048kN;连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.048kN;连墙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;A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN;Nl=6.048<Nf=82.487,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用单扣件与墙体连接。由以上计算得到Nl=6.048小于单扣件的抗滑力8kN,满足要求!连墙件扣件连接示意图九、立杆的地基承载力计算:立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg地基承载力设计值:fg=fgk×kc=120kPa;其中,地基承载力标准值:fgk=120kPa;脚手架地基承载力调整系数:kc=1;立杆基础底面的平均压力:p=N/A=62.376kPa;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=12.475kN;基础底面面积:A=0.2m2。p=62.376kPa≤fg=120kPa。地基承载力满足要求!五、脚手架防电避雷措施5.1、脚手架在搭设和使用期间,严禁施工用电线路架设在脚手架上;在脚手架上施工的电焊机、砼振动器等要放在干燥木板上,操作者要戴绝缘手套,穿绝缘鞋,经过脚手架的电线要严格检查,电焊机、振动器外壳要采取保护性接地或接零措施。5.2、用φ12镀锌钢筋焊接在架体四角的最上层立杆上,其高度不小于1m,并将最上层大横杆全部锁通,形成避雷网格,避雷网接地经过连墙点预埋件和挑梁卡环与结构本身避雷网形成一整体。在施工期间遇有雷击或将有大雷雨时,脚手架上的操作人员应立即离开。六、脚手架施工的安全技术措施6.1脚手架搭设及拆除前,应层层落实安全技术交底,做到管理人员及架子工,人人清楚、个个明白。6.2脚手架搭拆人员必须符合国家有关法律,法规要求,而且备专业工种操作上岗证。6.3作业人员应戴好安全帽,系好安全带,穿防滑鞋,不得带病或酒后作业,并应遵守国家及北京市有关施工现场管理安全要求。6.4脚手架搭设时,每日上班前,班长应详细布置施工任务应及时检查现场安全状态,检查施工现场是否存在安全隐患,及时提醒施工人员注意。6.5钢管、扣件及安全网的材质满足国家及天津市有关安全技术规范要求。6.6脚手架外立面满挂密目安全网,操作层及操作层下步架满兜水平网。6.7操作层上不得集中堆放材料,不得将缆风绳,巨型广告板等堆于外架上。6.8严禁攀、爬上架,不得任意拆除脚手架的构件及连墙杆,确因拉结点影响其它工种施工,经技术部同意后,可适当调整,但不得减少拉结点。大的变更必须经技术部及安全总监认可。6.9六级及六级以上大风和雨、雾天应停止外架上作业,雨、雪后上架作业应有防滑措施,应设专人负责对外架进行定期维修及检查。6.10雨天应仔细检查外架底部是否积水,基础底部是否松动,立杆是否悬空,保证排水沟排水通畅。如发现外架基础塌陷等情况,应立即上报工程部门及安全部门,并及时进行处理。6.11严禁在脚手架基础及邻近处进行挖掘作业,在脚手架上进行电焊作业应有防火措施及专人看火。6.12外装修施工时由专业架子工进行翻改跳板,其它工种不得随意移动或撤除跳板。6.13工地临时用电线路的架设及脚手架避雷,接地措施应按国家建委《施工现场临时用电安全技术规范》中的有关规定执行。6.14专职安全员和责任工程师应在每天班前仔细检查架子安全状况,一旦发现安全隐患应及时上报。6.15外架搭设完毕,经验收后方可使用。全面检查脚手架的扣件连接,连墙杆,支撑体系应符合安全要求。6.15.1拆除安全技术措施交底,落实班组个人。6.15.2清除脚手架上杂物及地面障碍物,检查窗封闭,暂不要撕下外窗保护膜,墙面清理是否完成。6.15.3外架拆除顺序,应为先搭的后拆,后搭的先拆。6.15.4拆除顺序应逐层由上而下进行,严禁上下同时作业,拆除外架面不得进行外墙施工及其它作业,架子拆除时应由专人配合将因连墙点而影响外墙施工处补上。6.15.5所有连墙杆件应随脚架逐层拆除,严禁先将连墙杆件整层或数层拆除后再拆除脚手架;分段拆除架子高差不得大于2步架,若因施工需要高差大于2步架,则必须加设连墙杆加固。6.15.6当脚手架拆至下部最后一根钢管时,应先在适当位置搭临时抛撑加固后,再拆连墙杆。6.15.7根据工程实际情况,如脚手架采取分段式分立面拆除时,不拆除的脚手架两端应先设连墙杆及斜向横撑。6.15.8各构件必须及时分类放置,扣件装袋传主楼层内运出,严禁抛扔,钢管由人工传至地面,不得在外架上集中堆放。七、卸料平台由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大,因此必须严格地进行设计和验算。悬挑卸料平台的计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-)、《钢结构设计规范》(GB50017-)等编制。一、参数信息:1.荷载参数脚手板类别:木脚手板,脚手板自重(kN/m2):0.35;栏杆、挡板类别:竹夹板挡板,栏杆、挡板脚手板自重(kN/m):0.14;施工人员等活荷载(kN/m2):2.00,最大堆放材料荷载(kN):2.00。2.悬挑参数内侧钢绳与墙的距离(m):3.00,外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离(m):0.50;上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离(m):5.00;钢丝绳安全系数K:5.50,悬挑梁与墙的节点按固支计算;只对外侧钢绳进行计算;内侧钢绳只是起到保险作用,不进行计算。3.水平支撑梁主梁材料类型及型号:16号槽钢槽口水平[;次梁材料类型及型号:12.6号槽钢槽口水平[;次梁水平间距ld(m):1.30,建筑物与次梁的最大允许距离le(m):1.20。4.卸料平台参数水平钢梁(主梁)的悬挑长度(m):4.00,次梁悬臂Mc(m):0.00;平台计算宽度(m):2.90。二、次梁的验算:次梁选择12.6号槽钢槽口水平[,间距1.3m,其截面特性为:面积A=15.69cm2;惯性距Ix=391.466cm4;转动惯量Wx=62.137cm3;回转半径ix=4.953cm;截面尺寸:b=53mm,h=126mm,t=9mm。1.荷载计算(1)、脚手板的自重标准值:本例采用木脚手板,标准值为0.35kN/m2;Q1=0.35×1.30=0.45kN/m;(2)、型钢自重标准值:本例采用12.6号槽钢槽口水平[,标准值为0.12kN/mQ2=0.12kN/m(3)、活荷载计算1)施工荷载标准值:取2.00kN/m2Q3=2.00kN/m22)最大堆放材料荷载P:2.00kN荷载组合Q=1.2×(0.45+0.12)+1.4×2.00×1.30=4.33kN/mP=1.4×2.00=2.80kN2.内力验算内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算,计算简图如下:最大弯矩M的计算公式(规范JGJ80-91,P31)为:Mmax=ql2/8(1-m2/l2)2+pl/4经计算得出:Mmax=(4.33×2.902/8)×(1-(0.002/2.902))2+2.80×2.90/4=6.58kN·m。最大支座力计算公式:R=[P+q(l+2m)]/2经计算得出:R=(2.80+4.33×(2.90+2×0.00))/2=7.68kN3.抗弯强度验算次梁应力:σ=M/γxWx≤[f]其中γx--截面塑性发展系数,取1.05;[f]--钢材的抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;次梁槽钢的最大应力计算值σ=6.58×103/(1.05×62.14)=100.91N/mm2;次梁槽钢的最大应力计算值σ=100.905N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!4.整体稳定性验算σ=M/φbWx≤[f]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=(570tb/lh)×(235/fy)经过计算得到φb=570×9.00×53.00×235/(2900.00×126.00×235.0)=0.74;由于φb大于0.6,按照下面公式调整:φb'=1.07-0.282/φb≤1.0得到φb'=0.691;次梁槽钢的稳定性验算σ=6.58×103/(0.691×62.137)=153.33N/mm2;次梁槽钢的稳定性验算σ=153.327N/mm2小于次梁槽钢的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!三、主梁的验算:根据现场实际情况和一般做法,卸料平台的内钢绳作为安全储备不参与内力的计算。主梁选择16号槽钢槽口水平[,其截面特性为:面积A=25.15cm2;惯性距Ix=934.5cm4;转动惯量Wx=116.8cm3;回转半径ix=6.1cm;截面尺寸,b=65mm,h=160mm,t=10mm;1.荷载验算(1)栏杆与挡脚手板自重标准值:本例采用竹夹板挡板,标准值为0.14kN/m;Q1=0.14kN/m;(2)槽钢自重荷载Q2=0.19kN/m静荷载设计值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.19)=0.40kN/m;次梁传递的集中荷载取次梁支座力R;2.内力验算悬挑卸料平台示意图