武汉市城乡统筹示范区(一期)还建房
永兴苑4、6#楼
脚 手 架 施 工 方 案
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编制单位: 长青建设集团有限公司
编制时间: 二○一四年六月
长青建设集团有限公司
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武汉市城乡统筹示范区(一期)还建房永兴苑4、6楼 外脚手架施工方案
外脚手架施工方案
1、编制依据
1.1、武汉时代建筑设计有限公司设计的武汉市城乡统筹示范区(一期)还建房4、6#楼
施工图纸、设计变更及图纸会审记录。 1.2、本工程《施工组织设计》。
1.3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。 1.4、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99)。 1.5、《碳素结构钢》(GB/T700-1988)。 1.6、《简明施工计算手册》。 1.7、现场的实际情况。
2、工程概况
本工程为武汉市城乡统筹示范区(一期)还建房永兴苑4、6#楼,建设单位为武汉市城乡统筹示范区投资开发有限公司,设计单位为武汉时代建筑设计有限公司,监理单位为武汉鸿城工程咨询管理有限公司,施工单位为长青建设集团有限公司,为高层住宅楼,位于武汉市汉阳区永丰街徐湾村,地下室1层,地上两栋33层住宅楼,总建筑面积约为53000平方米,为现浇框架剪力墙结构。3、脚手架选型及施工部署
3.1、脚手架的选型
落地式双排脚手架脚手架的立杆纵距为1.50m,立杆横距为1.00m,步距为1.80m,每层外侧纵向大横杆步中设置拦腰杆一道,内排立杆距最外端框架梁外侧0.30m。离地不大于0.20m处,设置纵向及横向扫地杆,纵向扫地杆设置于横向扫地杆之上。连墙件按二步三跨布置,间距4.50m,拉结件预埋¢16钢筋与短钢管焊接后再与内、外立杆连接。脚手架外侧采用密目安全网全封闭。
落地外架基础应将回填土整平,并夯实,落地立杆下面需垫50mm厚木垫板。脚手架外侧设20cm×30cm排水沟,使表面水顺利通过排水沟排走。
剪刀撑跨越宽度不小于4跨,且不小于6.0m,高度为4~5步距,斜杆与地面的倾斜角度宜在45°~60°之间,每面脚手架必须设置剪刀撑,并且应从底至顶连续设置。
悬挑架采用双立杆扣件式钢管脚手架,用钢丝绳斜拉卸荷。脚手架立杆纵距1.50m,横距1.00m,大横杆步距为1.80m,每层外侧纵向大横杆步中设置拦腰杆一道,底层扫地杆离楼面0.20m,内立杆距墙0.30m,在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑,每道剪刀撑宽度为4跨6.0m,斜杆与地面的倾角为60°。
3.2、施工部署
5、6、7栋1-4层采用落地式双排外脚手架, 5-10层、11-16、17-22、22-26、27-32层采用工字钢悬挑式脚手架栋。浇注楼板混凝土时应埋设预埋件,待楼板混凝土浇注完成后
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强度达到50%,开始搭设悬挑式钢管脚手架,底部安装工字钢作为底部支撑,在工字钢上搭设脚手架。脚手架随主体施工的进度,逐层向上搭设,在外墙装修施工阶段,随外墙装修的施工进度,逐层从上至下分段分片拆除。
4、材料选择和质量规定
4.1、钢管
4.1.1、钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢筋》GB/T3092中规定的3号普通钢管,力学性能适中的Q235钢,其质量应符合国家现行标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
4.1.2、钢管的截面尺寸应为Ф48mm×3.5mm。用于立杆、纵向水平杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度为4~6m。用于横向水平杆的钢管长度为1.4m左右,以适应脚手架宽的需要。
4.1.3、钢管质量的检验要求:
① 钢管应无裂纹,两端面应平整,严禁打孔。 ② 钢管的外观质量检验按下表进行: 项次 1 2 3 4 检查项目 表面质量 验 收 要 求 表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,弯曲允许<5mm 外径、壁厚 外径允许偏差<-0.50mm,壁厚允许偏差<-0.5mm 端面 防锈处理 应平整,端面切斜的偏差<1.70mm 外表面锈蚀深度<0.50mm必须进行防锈处理,刷防锈漆 4.2、扣件
4.2.1、使用与钢管管径相配合的、符合我国现行国家标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)规定的可锻铸铁扣件。
4.2.2、技术要求:
① 扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作。
② 铸铁不得有裂纹、气孔;不宜有缩松、砂眼或其它影响使用的铸铁缺陷;并应将影响外观质量的粘砂、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。
③ 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。 ④ 扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应不小于1mm。 ⑤ 当扣件紧夹钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
⑥ 扣件表采用扣件,在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时,不得发生破坏。
⑦ 旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝,变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
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⑧ 扣件应进行防锈处理。 4.3、工字钢及其锚固件
悬挑式外脚手架采用16号热轧工字钢作为底架支 撑,工字钢表面需进行防锈处理,表面锈蚀深度不大于0.5mm,不得出现弯曲、变形等。
用于锚固工字钢的预埋件应随结构砼浇筑前进行预埋于楼板混凝土中,锚固件采用16的圆钢。见附图:
4.4、脚手板
φ16木楔工字钢砼楼板本工程拟采用竹脚手板,竹脚手板为采用毛竹制作的竹串片板,两端使用10~14号镀锌铁丝捆紧在小横杆上。腐朽的竹脚手板严禁使用。
4.5、连墙件
拉结件采用小横杆与预埋在楼板混凝土中的16圆钢焊接连接,圆钢材质必须符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。
4.6、安全网
安全网分为平网和立网。平网主要采用直径9mm的尼龙绳编织而成,一般规格为宽3m,长6m,网眼50mm左右。立网主要使用以化纤为原料制成的密目网,其材质必须符合要求。
5、外脚手架的构造要求
5.1、工字钢设置要求
在悬挑式外架的底部,设置4.0-6.0m左右长16号工字钢作为底部支撑,确保落于结构上的锚固段是悬挑段的1.5倍。工字钢的间距同立杆纵距为1.5m左右。工字钢在结构板上的部分用两道φ16预埋钢筋进行固定,在上一层楼板上预埋钢筋吊环,用φ11(6×19)钢丝绳斜拉至工字钢前端,另外一端与建筑物拉接。
5.2、立杆构造要求
5.2.1、基本参数:立杆采用双立杆,脚手架的立杆纵距为1.50m,立杆横距为1.0m,内排立杆距最外端框架梁外侧0.30m。
5.2.2、立杆采用3m、6m钢管搭设,除在顶层可采用搭接外,其余各接头必须采用对接扣件对接,对接、搭设应符合以下要求:对接接头扣件开口方向应向内,以防雨雪进入。立杆上的对接扣件应交错布置,相邻两个立杆接头不应设在同步同跨内,相邻立杆接头在高度方向错开应不小于500mm。各接头与中心节点相距不应大于步距的1/3。立杆的搭接长度不应小于1m,不少于两个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100mm。
5.2.3、离楼面200mm处,设置纵向及横向扫地杆。 5.3、纵向水平杆构造要求
5.3.1、基本参数:纵向水平杆(大横杆)步距为1.80m。
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5.3.2、纵向水平杆设置于立杆的内侧、横向水平杆之下,并采用直角扣件与立杆扣 5.3.3、纵向水平杆采用对接扣件连接,边角处可采用搭接。对接、搭接应符合以下要求: ① 搭接接头应交错布置,不应设在同跨内,相邻接头水平距离不应小于500mm,与相近立杆的距离不大于立杆纵距的1/3,即500mm。
② 搭接接头长度不应小于1m,并应等距设置3个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。
5.3.4、纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨,即4.5m。 5.4、横向水平杆构造要求
5.4.1、每一主节点处必须设置一根横向水平杆,横向水平杆长度1.4m左右,采用直角扣件扣紧在纵向水平杆之上,该杆的轴线偏离主节点的距离不应大于150mm。
5.4.2、操作层非主节点处的每一纵距加设一道横向水平杆。
5.4.3、在结构施工阶段,墙端横向水平杆伸出大横杆外的长度应统一严格控制在300mm;在装修施工阶段可根据实际情况适当放宽调整。
5.5、连墙件构造要求
为防止外架受水平力产生变形,外架应和结构进行有效拉接。在结构层施工时候在边梁中预埋16圆钢,作为连墙件的拉结点。预埋件逐层设置,平面上布置于框架梁上,按照二步三跨4.5m的间距进行布置。连墙件采用与架体焊接连接。
5.6、剪刀撑构造要求
为增强脚手架的纵向刚度,保证脚手架具有足够的整体稳定性,需在脚手架外侧面设置与墙面平行的十字交叉斜杆,即剪刀撑。
5.6.1、剪刀撑跨越宽度不应小于4跨,且不应小于6m,高度为4~5步距,斜杆与地面的倾斜角度宜在45°~60°之间,在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。
5.6.2、剪刀撑主要采用6m长钢管,斜杆接长采用旋转扣件搭接,搭接长度不小于1.0m,设置不少于2个旋转扣件,端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100mm。
5.6.3、剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的立杆上,旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
5.6.4、脚手架非封闭端如转截面处脚手架端头应设置之字形斜撑及连墙件。
5.7、卸料平台结构要求
5.7.1、根据现场的实际情况,采用工具式转料平台。转料平台每单元每层设置一个,从第二层开始设置,层间进行周转使用。 踏脚板,整个平台用钢板网封闭。
5.7.3、卸料平台采用钢丝绳通过预埋钢管与结构梁相连,严禁与外架连接在一起。 5.7.4、本工程卸料平台限重为1.0t,即6m长钢管不超过40 根或4m长木枋不超过60
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5.7.2、卸料平台两侧搭设1.2m高防护栏杆,端部搭设0.7m高防护栏杆,底部设踏脚杆、
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根或1830×915×18整张模板不超过45张。
5.7.5、卸料平台在吊运时应有专人指挥,平稳吊运、严禁碰撞外架。 5.8、脚手板构造要求
5.8.1、脚手板一般应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆,并应将脚手板两端与其可靠固定,以防倾翻。脚手板宜采用平铺,也可采用搭接铺设,搭接构造见下图。
两端用10~14#铅丝固定牢靠。
5.9、安全网与层间隔断构造要求
5.9.1、脚手架外侧立面1.8m×6m绿色密目式安全网进行满封闭。用16#铁丝将安全网绑扎在纵向水平杆上。临街面应采用硬质防护立面封闭。
5.9.2、悬挑式脚手架在悬挑层楼面处,立杆之间以及内立杆到结构边的范围内采用模板及木枋进行全封闭,并设200mm高的挡脚板,防止坠物伤人.往上每隔两层设置一道。在操作层设水平兜网,并满铺脚手板,水平安全网接口处必须连接严密,安全网必须与结构连接严密牢固。严禁使用损坏和腐朽的安全网。
≥100≤300≥200≥100脚手板对接构造脚手板搭接构造5.8.2、脚手板应铺设严密、牢固、平稳,脚手板
6、脚手架的搭设、使用和拆除规定
6.1、脚手架的搭设作业应遵守以下规定
6.1.1、在搭设之前,必须对进场的脚手架杆配件进行严格的检查,禁止使用规格和质量不合格的杆配件。
6.1.2、脚手架的搭设作业,必须在统一指挥下,严格按照以下规定程序进行: ① 按施工设计定位预埋连墙件;
② 按施工设计放线、铺垫板、设置底座或标定立杆位置。
③ 周边脚手架应从一个角部开始并向两边延伸交圈搭设;“一”字形脚手架应从一端开始并向另一端延伸搭设。
④ 应按定位依次竖起立杆,将立杆与纵、横向扫地杆连接固定,然后装设第l步的纵向和横向水平杆,随校正立杆垂直之后予以固定,并按此要求继续向上搭设。
6.1.3、剪刀撑、斜杆等整体拉结杆件和连墙件应跟随架体搭设一起及时设置。 6.1.4、脚手架处于顶层连墙点之上的自由高度不得大于3.6m。当作业层高出其下连墙件2步或4m以上、且其上尚无连墙件时,应采取适当的临时撑拉措施。
6.1.5、装设连墙件或其它撑拉杆件时,应注意掌握撑拉的松紧程度,避免引起杆件和整架的显著变形。
6.1.6、工人在架上进行搭设作业时,作业面上宜铺设必要数量的脚手板并予临时固定。工人必须戴安全帽和佩挂安全带。不得单人进行装设较重杆配件和其它易发生失衡、脱手、碰撞、滑跌等不安全的作业。
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6.1.7、在搭设中不得随意改变构架设计、减少杆配件设置和对立杆纵距作≥100mm的构架尺寸放大。确有实际情况,需要对构架作调整和改变时,应提交技术主管人员解决。
6.2、脚手架搭设质量的检查验收规定
根据现行国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)、施工组织设计及变更文件、技术交底文件对脚手架进行检查、验收。外架搭设后由技术负责人组织生产经理、工长、安全员、施工班组长对外架进行验收,验收合格后,外架施工班组与模板、钢筋、混凝土、砌筑抹灰班组等外架使用班组办理交接手续。
6.2.1、脚手架的验收标准规定
① 构架结构符合前述的规定和设计要求,个别部位的尺寸变化应在允许的调整范围之内。
② 节点的连接可靠,其中扣件的拧紧程度应控制在扭力矩达到40~60N·M。 ③ 其最大垂直偏差值不大于±100mm。
④ 一根纵向水平杆的水平偏差应≤±20mm,同跨内两根纵向钢管高差≤±10mm。 ⑤ 作业层铺板、安全防护措施等需符合上述的要求。 6.2.2、脚手架的验收和日常检查按以下规定进行, ① 搭设完毕后,检查合格后,方允许投入使用或继续使用; ② 下层梁板模板拆除时; ③ 连续使用达到3个月;
④ 施工中途停止使用超过15天,再重新使用之前; ⑤ 在遭受暴风、大雨、大雪、地震等强力因素作用之后;
⑥ 在使用过程中,发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉结以及安全隐患存在的情况时。
6.3、脚手架的使用规定
6.3.1、本外架允许结构施工层数为1层,装修施工层数为2层,铺设脚手板为4层,转料平台允许堆载为1000kg,不得随意超负荷使用。
6.3.2、本外架只能作操作架,不允许将其作为外围柱、梁模板的支撑架使用。 6.3.3、外架搭设好后,进行全封闭使用,外架底部满铺脚手板,下挂安全平兜网一道,外架外侧立面挂密目安全立网一道。
6.3.4、转料平台上料时,须轻放堆载物,并应使堆载物匀置在平台上以保证其受力 6.3.5、外架在使用过程中,工长要经常检查,确保安全可靠。六级及六级以上大风和雨、雪天应停止脚手架作业;雨、雪之后上架作业时,应把架面的积雪、积水清除掉,仔细检查确认安全后,方可上人操作。
6.3.6、施工人员应严格执行《建筑安装工人安全技术操作规程》。
6.3.7、作业人员在架上的最大作业高度应以可进行正常操作为度,禁止在架板上加垫器 物或单块脚手板以增加操作高度。
6.3.8、在作业中,禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件、安
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全网和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应临时加固措施,并在作业完毕后,及时予以恢复。
6.3.9、工人在架上作业中,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上戏闹和坐在栏杆上等不安全处休息。
6.3.10、人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通(梯)道,严禁攀援脚手架上下。 6.3.11、每班工人上架作业时,应先行检查有无影响安全作业的问题存在,在排除和解决后方许开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,解决以后才能恢复正常作业;发现有异常和危险情况时,应立即通知所有架上人员撤离。
6.3.12、架上作业时应注意随时清理落到架面上的材料,保持架面上规整清洁,不要乱放材料工具,以免影响自己作业的安全和发生掉物伤人。
6.3.13、在进行撬、拉、推、拔等操作时,要注意采取正确的姿势,站稳脚跟,或一手把持在稳固的结构或支持物上,以免用力过猛时身体失去平衡或把东西甩出。在脚手架上拆除模板时,应采取必要的支托措施,以免拆下的材料掉落架外。
6.3.14、在脚手架上进行电气焊作业时,要铺铁皮接着火星或移去易燃物,以免火星点着易燃物,并同时准备防火措施。一旦着火时,及时予以扑灭。
6.3.15、在每步架的作业完成之后,必须将架上剩余材料物品移至上(下)步架或室内;每日收工前应清理架面,将架面上的材料物品堆放整齐,垃圾清运出去;在作业期间,应及时清理落人安全网内的材料和物品。在任何情况下,严禁自架上向下抛掷材料物品和倾倒垃圾。
6.4、脚手架拆除规定
6.4.1、脚手架拆除作业必须按确定的拆除程序进行。连墙件应在位于其上的全部可拆杆件都拆除之后才能拆除。
6.4.2、工人必须站在临时设置的脚手板上进行拆卸作业,并按规定使用安全防护用品。 6.4.3、拆除工作中,严禁使用榔头等硬物击打、撬挖,拆下的扣件应放入袋内,传递至地面并放指定地点堆存。
6.4.4、拆下的钢管,应成捆用塔吊及时传送至地面,防止碰撞,严禁抛掷。
6.4.5、参与拆除作业的人员,须持证上岗,安全帽、安全带、软底鞋等要穿戴齐全,严禁酒后作业。
6.4.6、在整个拆除作业过程中,项目安全员必须切实作好现场巡查工作,在主要通道处设置警戒区,安排警戒员一名巡视,确保拆除作业顺利进行。
6.4.7、凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走,避免误扶、误靠已松脱连接的杆件,造成事故。
6.4.8、工人在架上作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物;严禁在架上嬉闹和坐在栏杆上等不安全处休息。
6.4.9、在作业中,禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件;确因需要拆除时,必须经技术主管同意,采取相应补救措施。
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6.4.10、在拆除过程中,应作好配合、协调工作,禁止单人进行拆除较重杆件等危险性的作业。
6.4.11、如遇大风、大雨等恶劣天气,立即停止作业,并注意保护脚手架,必要时加强与墙体的连接,确保牢靠。
7、环境、职业健康安全控制措施
7.1相关环境因素和危险源
7.1.1噪声:脚手架安装的噪声、脚手架拆除的噪声、脚手架清理的噪声。
7.1.2高处坠落:脚手架搭设及拆除未系安全带、安全网架设未系安全带、高处作业人员身体情况不适应、高处作业人员安全意识和能力差、楼层临边作业未设防护。
7.1.3物体打击:脚手架搭设及拆除时可能造成的钢管、扣件掉下
7.1.4塌垮:脚手架搭设、使用及拆除时,随意拆除连墙件可能造成的塌垮。 7.2目标指标
7.2.1环境目标:噪声排放无环保局认定超标现象。
7.2.2职业健康安全目标:杜绝重大伤亡事故、杜绝脚手架搭设及拆除时造成工伤事故。 7.2.3施工现场安全达标合格率100%,杜绝安全不合格现象,杜绝被公司和地方政府通报批评。
7.3外脚手架工程施工管理
7.3.1、外脚手架工程责任部门及责任人 责任项目经理 人 施工工长 负责外架工程环境因素、危险源的宣传、教育、施工过程中外架工程管理方案的执行,并及时了解施工现场施工过程中管理方案的实效性,收集改进意见,随时提出整改意见,以便随时修订管理方案。 负责外架工程施工环境、职业健康安全管理方案并监督其执行,及时了解施工现场施工过程中管理方案的实效性,收集改进意见,随时修订管理办法。 协助技术负责人 人 安 全 员 7.3.2、管理措施
为了使施工现场各项指标达到预期的目标,努力降低噪音,控制各种危险源带来的危害,达到安全第一,预防为主的目的。在外架工程施工中,特制定本方案如下:
①环境因素控制办法:针对噪音排放产生的原因, 施工现场提倡宣传文明施工,尽量减少不必要的人为的大声喧哗。在施工前,加强全体作业人员入场的教育,增强全体人员防噪声扰民的自觉意识。严格控制作业时间,早晨作业不早于7:00时,午休时间尽量不施工,晚间作业不超过21:00时。施工时,钢管、扳手等轻拿轻放,禁止随手乱抛乱扔,以免造成钢管相互碰撞引起噪声。拆除后运至地面的构配件及时进行检查、整修与保养,并按品种、规格堆码整齐,以免影响现场环境。
②危险源控制办法:外架工程施工过程中,会有很多危险因素,针对危险源的产生原因
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及可能产生后果,项目技术负责人根据工程结构规模、特点编制相应的施工方案,并由其对管理人员进行技术交底,各管理人员根据交底进一步对班组作业人员做详细的交底并严格按照方案监督执行,项目技术负责人在工序施工的过程中还应联合项目经理、安全监督员进行检查其执行情况,发现不符合,由安全监督员下达书面的整改意见书,限期整改。如不整改者,将按项目规章制度进行相应的处罚。
a、高空坠落、物体打击控制办法
搭设外架前对操作人员进行安全技术交底,拆除脚手架时,项目经理组织人员进行拆除安全技术交底,增强操作人员安全意识。患有心脏病、高血压等病人不得从事外架施工操作。搭设脚手架工人必须持证上岗。操作时必须配戴安全帽、安全带,穿防滑鞋。在脚手架作业面满铺脚手板,并绑扎牢固,不留空隙和探头板,脚手板与墙面之间的距离小于20cm。脚手架搭设必须按方案进行,必须在下方设置警戒区,派专人进行警戒。脚手架外侧满挂安全网,并在外立杆中部增设拦腰杆。在楼面处,立杆之间以及内立杆到结构边的范围内采用模板及木枋进行全封闭,并设180mm高的挡脚板,防止坠物伤人,往上隔两层设置一道。在操作层设水平兜网,并满铺脚手板,水平安全网接口处必须连接严密,安全网必须与结构连接严密牢固。严禁使用损坏和腐朽的安全网。遇有恶劣天气(如六级以上大风),禁止脚手架作业。
b、塌垮控制办法
进场的钢管、扣件必须由材料人员会同安全人员共同进行检查,查验生产厂家的检验合格证,检查钢管外径、壁厚,如有严重锈蚀,压扁或裂纹的钢管、扣件,禁止使用。脚手架扣件应扣牢,使用过程中要随时检查各部位连接情况。立杆基础平整夯实,立杆下设置垫板。为防止脚手架外倾,提高外架的整体稳定性,按规定二步三跨设置连墙件,层与层之间呈梅花型布置,连墙件采用钢管预埋,避免砌筑装修时操作工人随意拆除连墙件。脚手架拆除顺序自上而下,不能上下同时作业,连墙件与脚手架同步拆除。脚手架搭设完毕后,必须由技术负责人组织技术、安全、工长和班组进行验收,合格后方可投入使用。
长青集团永兴苑还建项目部
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附件一:
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
悬挑钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001) 计算的脚手架为双排脚手架,计算的搭设高度取现场实际最大搭设高度为18.00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1.00米,立杆的步距1.80米,内立杆距框架最外侧0.30米。
采用的钢管类型为φ48×3.5,强度设计值205N/mm2,弹性模量 E=2.06×105N/mm2,惯性矩 I=1.219×105 mm4,截面积 4.89 cm2,截面模量 W=5.08 cm3,回转半径 1.58 cm,每米质量 3.84 kg/m
连墙件采用二步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米。
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施工均布荷载为 3.0kN/m,同时施工2层,脚手板共铺设4层,脚手板自重 350N/m,武汉地区基本风压 W0=0.35KN/m2
悬挑水平钢梁采用4.0m、4.5m(斜角处)长16号工字钢,其中建筑物外悬挑段长度1.40米,建筑物内锚固段长度2.60米。
悬挑水平工字钢梁采用悬臂式结构,设钢丝绳与建筑物拉结。
一、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。 1.静荷载标准值计算
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 = 0.1248×26.000=3.245kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2);
本例采用竹串片脚手板,标准值为0.350KN/m2
NG2 = 0.350×4×1.50×(1.00+0.30)/2=1.365kN
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板,标准值为0.150KN/m2
NG3 = 0.150×1.500×4/2=0.450kN
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网;0.005KN/m2 NG4 = 0.005×1.500×26.000=0.195KN
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 5.255kN。
2.活荷载标准值计算
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 = 3.0×2×1.50×1.00/2=4.500kN
3.风荷载标准值计算
风荷载标准值应按照以下公式计算
Wk0.7UzUsW0
其中 W0 —— 基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规
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定采用:W0 = 0.350
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 = 1.200
经计算得到,风荷载标准值WK = 0.7×0.350×1.250×1.200 = 0.368kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 0.85×1.4NQ = 1.2×5.255 + 0.85×1.4×4.50 = 11.661 kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.85×1.4 WK la h2/10
= 0.85×1.4×0.368×1.82×1.5/10 = 0.213 kN.m 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)
二、立杆的稳定性计算:
1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算
NfA
其中 N —— 立杆的轴心压力设计值,N=11.661kN;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186; 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 = k u h 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 = 128.21 [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=11.661kN; —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.186; 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 = k u h 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;
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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 = 0.213kN.m; —— 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2);经计算得到 = 170.24 [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 < [f],满足要求!
三、连墙件的计算:
1.荷载值计算
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算: Nl = NlW + N0
其中 Nlw —— 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算: NlW = 1.4 × WK × AW
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WK —— 风荷载基本风压标准值,WK = 0.368kN/m;
AW —— 每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积, AW = 3.60×4.50 = 16.200m2;
N0 —— 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN);N0 = 5.000kN 经计算得到 NlW = 8.346kN,连墙件轴向力计算值 Nl = 13.364kN
2.设计值计算
连墙件轴向力设计值 Nf = A[f]
其中 —— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l/i=40.00/1.58的结果查表得到=0.93;
A = 4.89cm2;[f] = 205.00N/mm2。 经过计算得到 Nf = 93.484kN
Nf > 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 = 13.364kN小于扣件的抗滑力8.0×2=16kN,满足要求!
四、悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算
悬出端C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。 悬臂单跨梁计算简图
支座反力计算公式
ql RAN(2k2k1)(1k2)
2qlRBN(k2k1)(1k2)2
支座弯矩计算公式
qm2MAN(m1m2)2
C点最大挠度计算公式
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2Nm2lNm12mlql2Vmax(1k2)(1k1)(14k23k3)3EI3EI3EI8
其中 k = m/l, kl = ml/l, k2 = m2/l
1. 抗弯强度计算
本工程算例中,m = 1400 mm,l = 1400 mm,ml = 300 mm,m2 = 1300 mm;
水平支撑梁的截面惯性矩 I = 1127.00 cm4,截面模量(抵抗矩) W = 140.86 cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=1.2×5.255+1.4×4.50=12.606 kN 水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.2×20.49×10-3×10=0.26 kN/m k = 1.40/1.40 =1.00 kl = 0.30/1.40 =0.21 k2 = 1.30/1.40 =0.93 代入公式,经过计算得到 支座反力 RA = 40.389 kN 支座反力 RB = -15.095 kN 最大弯矩 MA = 21.386 kN.m
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抗弯计算强度 f = 21.386×10/(1.05×112700.0)=180.720 N/mm 水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0 N/mm2,满足要求!
2.挠度计算
受脚手架作用集中计算荷载 N = 5.255+4.50=9.755kN 水平钢梁自重计算荷载 q = 20.49×10-3×10=0.20kN/m 代入公式,经过计算得到最大挠度 Vmax= 6.812 mm
按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A结构变形规定,受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍,即2800.0 mm
水平支撑梁的最大挠度6.812 mm小于2800.0/400 =7mm,满足要求!
五、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
Mf bWx 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'计算得到其值为0.929
' b1.070.282b1.0
经过计算得到强度 = 21.386×106/(0.929×112700.00)=204.26 N/mm2; 水平钢梁的稳定性计算 < [f],满足要求!
六、锚固段与楼板连接的计算:
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水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环,拉环强度计算如下: 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=15.095kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为
N f
A 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》[f] = 50 N/mm2;
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D =[15095×4/(3.1416×50×2)]1/2 = 13.86mm ≈ 14mm
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。
七、钢丝绳强度验算:
选用φ11(6×19)钢丝绳,钢丝绳拉力T的竖向分力R=9.755KN,则T=10.763KN。
FXPqk
式中:FX—钢丝绳允许承受拉力; α—换算系数(取0.85);
Pq—破断拉力总和,Pq = 63.30kN; K—安全系数,取3.0
FX =αPq/K = 0.85×63.3/3.0 = 18.02 kN > 10.763 kN = T 故钢丝绳拉力计算满足要求!
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