萬泰 外腳手架施工方案

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1、 徐州萬泰佳苑安全專項(xiàng)施工方案 本工程位于徐州市銅山區(qū)北京南路285號(hào)，由徐州萬泰置業(yè)有限公司投資興建，徐州市民用建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，共有5個(gè)單體工程，1#樓與地下人防車庫相連，其余4棟樓均圍繞著地下室布置，地下1層，地下室面積14368平方米；1＃樓19層，層高3.3米，地上建筑面積39552平方米，地下1264m2，建筑高度63.45米；2#、3＃、4#、5#樓均為17層，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9米，建筑高度49.6米。1#樓在2層、8層、14層平面；2#、3#、4#、5#樓在6層、12層平面懸挑16#工字鋼梁搭設(shè)外腳手架。 一、 腳手架 （一）

2、、高層建筑懸挑式鋼管腳手架 當(dāng)建筑物高度超過50m時(shí)，落地搭設(shè)的扣件式鋼管腳手架就不能滿足要求了。此時(shí)，可以用懸挑架分段搭設(shè)的辦法來解決。懸挑架的種類一般有：三角形鋼架、斜撐鋼管加吊桿、下?lián)问教袅轰摷?、挑梁加吊桿、挑梁等。本工程采用懸挑工字鋼梁搭設(shè)外腳手架，各類懸挑架的設(shè)計(jì)計(jì)算分兩部分，一部分為架體的設(shè)計(jì)，第二部分為懸挑架部分的設(shè)計(jì)。懸挑架的主要構(gòu)件為鋼梁，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性、撓度和端部錨固連接強(qiáng)度等驗(yàn)算。 鋼梁的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和公式如下： 1、抗彎強(qiáng)度 式中 Mx,My----繞x軸和y

3、 軸的彎矩（對(duì)于工字形截面，x 軸為強(qiáng)軸，y 軸為弱軸，單位為N.mm4）; Wnx,Wny----對(duì)x 軸和y 軸的截面抵抗矩（mm3）; gx, gy----截面塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)于工字形截面，gx=1.05, gy=1.20；對(duì)于箱形截面， γx=1.05, γy=1.05；對(duì)其他截面可按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003 f----鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 2、抗剪強(qiáng)度 式中 V----計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力（N）; S----計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩（mm3）； I----毛截面積慣性矩； tw----腹板厚度； fv-

4、---鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。 3、腹板邊緣局部強(qiáng)度驗(yàn)算 1）局部承壓強(qiáng)度 式中 F----集中荷載（N）； y----集中荷載增大系數(shù)，此處y=1.0； lz----集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長度（mm），按下式計(jì)算： lz=a+5hy（a----集中荷載沿梁跨度方向的支承長度，hy----梁頂面至腹板計(jì)算高度上邊緣的距離，單位均為mm）。 f----鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。 2）折算應(yīng)力 在某些情況下，比如在梁的同一部位有較大的彎曲應(yīng)力σ、剪應(yīng)力t和局部壓應(yīng)力σc時(shí)， 應(yīng)按最大形狀改變能量強(qiáng)度理論計(jì)算折算應(yīng)力σeq滿足要求。規(guī)范計(jì)算

5、公式為： 式中 σ、t、σc-----------為腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，按材料力學(xué)公式計(jì)算。 b1-----------b1=1.1(σ、σc同號(hào)或有一為零時(shí)) b1=1.2（σ、σc異號(hào)時(shí)） 4、整體穩(wěn)定 式中 Mx------繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩（N.mm）； Wx------按受壓纖維確定的梁毛截面抵抗矩（mm3）； yb-------梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)。按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003 附錄B 確定。 5、撓度 式中 v----撓度 [v]----容許撓度，懸挑受彎桿件，[v]=l/400（按《

6、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程》JGJ130-2001 規(guī)定選用） 5、計(jì)算 【1】、腳手架搭設(shè)參數(shù) 建筑總高H=65m，標(biāo)準(zhǔn)層高3.3m，1#樓在2層平面，2#、3#、4#、5#樓在離地面高度為17.4m （第6層平面）處開始，分段搭設(shè)懸挑腳手架，分段高度為19.8m（及17.4米），立桿橫距l(xiāng)b=1.05m，內(nèi)立桿離墻距離0.25m，立桿縱距l(xiāng)a=1.5m，步距h=1.8m，每段腳手架11 步，連墻件按二步三跨設(shè)置，同時(shí)作業(yè)層數(shù)為1層，活荷載Qk=3.0KN/㎡，竹笆腳手片，每段滿鋪4 步。腳手架鋼管采用Φ48×3.5mm，懸挑梁采用16 號(hào)工字鋼，懸挑長度為l=1.40m.

7、 （1）φ48×3.5 鋼管，截面性質(zhì)如下： 截面面積 A=489mm2 截面慣性距 I=1.219×105mm4 截面模量 W=5.08×103 mm3 彈性模量 E=2.06×105N/mm2 回轉(zhuǎn)半徑 i=15.8mm 抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2 （2）16 號(hào)工字鋼，截面性質(zhì)如下： 截面面積 A=2611mm2 腹板厚度 tw=6mm 截面慣性距 Ix=1.127×107mm4 截面模量 Wx=1.409×105 mm3 彈性模量 E=2.06×105N/mm2 回轉(zhuǎn)半徑 ix=65.7mm iy=18.9mm 半截面面積矩Sx=8.08×10

8、4 mm3 梁自重 q=0.205KN/m 抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215N/mm2 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv= 125N/mm2 （3）其他設(shè)計(jì)參數(shù) 基本風(fēng)壓值ω0=0.45 kN/m2。 采用密目式安全立網(wǎng)，全封閉。 [2]、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 （1） 結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值 g1k=0.1248kN/m （按雙排腳手架查JGJ130-2001） （2） 竹腳手片自重標(biāo)準(zhǔn)值： g2k=0.35kN/m2 （查JGJ130-2001 得到） （3） 施工均布活荷載： qk=3 kN/m2 （查JGJ130-2001 得到） （4） 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： ωk=0.7μz·μs·ω0

9、式中 μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，地面粗糙度類別C 類，并用插入法得65 米為1.40 μs——腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，密目式立網(wǎng)的擋風(fēng)系數(shù)計(jì)算，目前規(guī)范提 供的計(jì)算依據(jù)不足。哈爾濱建筑工程學(xué)院研究結(jié)果表明：對(duì)于網(wǎng)目 密度不低于800 目/100cm2 的密目網(wǎng)，擋風(fēng)面積與迎風(fēng)面積比值為 An/Aw=0.54 （ 含腳手架鋼管擋風(fēng)面積） ， 擋風(fēng)系數(shù) j=1.2An/Aw=1.2×0.54=0.648。式中：An 為擋風(fēng)面積；Aw 為迎風(fēng)面積。 因此 μs =1.0j=0.648 （JGJ130-2001 規(guī)范公式） 則 ωk=0.7×1.40×0.64

10、8×0.45=0.285kN/m2 [3]、內(nèi)力計(jì)算 縱向水平桿、橫向水平桿、立桿、連墻桿的強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定性驗(yàn)算另見《落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算示例》?，F(xiàn)就懸挑梁的驗(yàn)算過程詳述如下： （1） 計(jì)算簡圖 簡化為懸臂梁結(jié)構(gòu)，如圖所示。 （2） 內(nèi)力計(jì)算 1）每根立桿軸向力設(shè)計(jì)值N 按規(guī)范公式計(jì)算： 式中： NG1k———為腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力 NG1K＝H*gK1＝19.8*0.1248＝2.47KN NG2k———為構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(包括竹腳手片、欄桿與擋腳板、安 全網(wǎng))，分別計(jì)算如下： 竹腳手片自重標(biāo)準(zhǔn)值： 0.35×1.5×1.3×

11、4/2=1.365 kN（全高滿鋪4 層） 欄桿與木擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 0.14×1.5×11/2=1.15 KN（共11 層） 安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值： 0.01×1.5×19.8/2=0.149KN（取立網(wǎng)自重0.01KN/m2） 所以 NG2K＝1.365+1.15+0.149＝2.66KN ΣNQk———為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，作業(yè)層數(shù)n1=1 ΣNQk= n1·qk·la·lb/2=1×3.0×1.05×1.5/2=2.363 KN 從而可得每根立桿軸向力設(shè)計(jì)值N： N＝1.2（NG1K+NG2K）+1.4∈NQK＝1.2*（2.47+2.66）+1.4*2.

12、363＝9.463KN 2）鋼梁自重 3）內(nèi)力計(jì)算 Qmax＝9.463*2+0.246*1.4＝19.27KN Mmax＝9.463*1.4+*.463*0.35+0.246*1.4*1.4/2＝16.8KN.M [4]、鋼梁截面驗(yàn)算 1）抗彎強(qiáng)度 滿足要求。 2）抗剪強(qiáng)度 3）腹板邊緣強(qiáng)度驗(yàn)算 局部承壓強(qiáng)度 在集中荷載或支座處，腹板邊緣的局部壓應(yīng)力可能會(huì)超過鋼材抗壓強(qiáng)度，因此應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)懸臂梁驗(yàn)算支座處局部承壓強(qiáng)度。 設(shè)支座長度a=30mm（有算例取30mm），hy=9.9+8.0=17.9mm(查工字鋼截面特性表可得)，則lz=a+5 hy=3

13、0+5×17.9=119.5mm，查規(guī)范得ψ=1，則： l 折算應(yīng)力 滿足要求。 注意：從上面的計(jì)算結(jié)果來看，對(duì)懸臂梁情況，折算應(yīng)力比局部壓應(yīng)力要大得多。因此，腹板邊緣局部強(qiáng)度驗(yàn)算，應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力滿足要求，而不是局部承壓強(qiáng)度的驗(yàn)算。本人參考了許多資料，在腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算的資料中都未曾看到有折算應(yīng)力的驗(yàn)算，應(yīng)該是有問題的。 4）整體穩(wěn)定性 l 先計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)?b 按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄B.4 進(jìn)行計(jì)算。梁的自重荷載很小，跨內(nèi)有兩個(gè)集中荷載作用，但自由端的集中荷載對(duì)量的整體穩(wěn)定性起主要作用。由于 式中 ξ———為兩整體穩(wěn)定計(jì)算參數(shù) l1

14、———為梁的受壓翼緣自有長度 b1———為梁的受壓翼緣寬度 t1———為梁的受壓翼緣厚度 h———梁高 代入數(shù)據(jù)，得 因此，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄B.4，得 式中的各個(gè)符號(hào)的含義見規(guī)范，其數(shù)值計(jì)算如下： λy=l1/iy=1400/18.9=74.074 A=2611mm2 h=160mm t=9.9mm ηb=0 fy=235N/mm2 代入上式，得 jb=2.93 則 l 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 5）撓度 懸臂梁的撓度可以從有關(guān)

15、靜力計(jì)算手冊中查到。 集中力作用下?lián)隙龋? 均布荷載作用下?lián)隙龋? 所以 滿足要求。 [5]、鋼梁埋入設(shè)計(jì) 鋼梁一端懸挑，另一端為了取得梁的平衡，要進(jìn)行平衡措施設(shè)計(jì)。一般實(shí)用上采用兩種方法解決，一是埋入鋼筋混凝土墻或柱（如圖所示），二是采用懸挑梁后端部分穿入預(yù)埋樓板的鋼筋環(huán)內(nèi)（如圖所示）。 采用埋入法，一般埋入長度為500mm，沿挑梁垂直方向穿2 根25 圓鋼作錨筋，錨筋的作用是承擔(dān)水平方向的作用力（如風(fēng)荷載）。在杭州，許多懸挑外架的作法是：型鋼用16 號(hào)槽鋼，每4 層一挑，挑梁頭部用鋼絲索向上斜拉，這時(shí)鋼絲索的拉力在水平方向的分力，就需要圓鋼錨筋來承擔(dān)，錨筋抗剪，根

16、數(shù)要計(jì)算確定。抗剪能力的計(jì)算只能是近似的，實(shí)踐和計(jì)算表明，2 根25 圓鋼錨筋在鋼絲索斜拉情況下安全度也是足夠的。 采用懸挑梁后端穿入預(yù)埋樓板的鋼筋環(huán)內(nèi)的作法，要驗(yàn)算鋼筋環(huán)的強(qiáng)度。計(jì)算簡圖如下圖所示，根據(jù)梁的平衡可以求出梁傳給鋼筋環(huán)垂直作用力R。 為簡便起見，忽略R’，對(duì)O取矩，則 鋼筋環(huán)的水平錨固段埋于樓板的下皮鋼筋之下，以便可靠錨固。假定錨固不會(huì)失效，鋼筋環(huán)的破壞形式要么被拉斷要么被剪斷，鋼筋的抗強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，因此，只要驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度。 剪切面的剪應(yīng)力為 抗剪強(qiáng)度滿足要求。實(shí)際施工時(shí)，每根鋼梁預(yù)埋3 個(gè)鋼筋環(huán)，末端2 個(gè)，間距一般為250mm左右，以能夠在鋼梁與鋼筋

17、環(huán)之間楔入木楔子為準(zhǔn)。 （二）、卸料平臺(tái) 1、主要施工方法 1)施工前應(yīng)檢查構(gòu)配件的焊接質(zhì)量,幾何尺寸,并涂刷二道防銹漆。 2）構(gòu)配件運(yùn)至施工現(xiàn)場后，應(yīng)在混凝土硬地面上按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行組裝，并保持整體平衡不扭曲，桁架與鋼管欄桿用扣件扣緊，扣件的擰緊力矩為65N/m。在桁架上布設(shè)腳手管。 3）鋪設(shè)腳手板，腳手板厚度為50mm厚松木板。上面用φ12鋼筋壓牢。 4）安裝欄桿，欄桿高度為1500mm。欄桿內(nèi)側(cè)張?jiān)O(shè)安全密目網(wǎng)。 5）安裝平臺(tái)吊索，吊索鋼絲繩采用φ15鋼絲繩，計(jì)4根。分別布置在料臺(tái)平面φ20的吊環(huán)上，并用Y5-15繩卡卡牢，每根鋼絲繩不少

18、于6只。 6）利用塔吊的吊索將M20的卸甲分別從平臺(tái)的四個(gè)角上扣緊，保持基本平衡時(shí)，慢慢吊起平臺(tái)至安裝高度，將[20#槽鋼支腿伸入混凝土結(jié)構(gòu)面，利用結(jié)構(gòu)層平面的予留鋼筋環(huán)用鋼絲繩連接限位。 7）先將2根φ15的鋼絲繩分別錨固在上層結(jié)構(gòu)框架柱上，框架柱四角利口圍系鋼絲繩處應(yīng)加襯軟墊層，再將2根φ15的鋼絲繩分別錨固在上層結(jié)構(gòu)板面的預(yù)留鋼筋環(huán)上，（2Φ25鋼筋）。鋼平臺(tái)外口應(yīng)略高于內(nèi)口150mm。 8）接好鋼絲繩調(diào)整完畢，（其中2根作安全繩）。經(jīng)過檢查驗(yàn)收，方可松卸起重吊鉤，上下操作。 9）懸掛限載標(biāo)牌。 2.平臺(tái)的設(shè)計(jì)及荷載取值： 2.1平臺(tái)設(shè)計(jì) 1)鋼平臺(tái)主梁采用[20cm槽鋼

19、（200×73×7）。 2)次梁采用φ48×3.5焊接鋼管桁架，Φ20鋼筋。 3)木板厚50mm，并與桁架固定牢固。 4)吊環(huán)采用φ20的圓鋼雙面焊接，焊縫高度不小于10mm，寬度不小于8mm，長度大于6d。允許拉應(yīng)力32000N。 5) 鋼絲繩采用φ15鋼絲繩，計(jì)4根，其中2根作安全繩。卸甲采用M20。 6)鋼絲繩連接采用Y5-15繩卡，每根鋼絲繩不少于6只。 7)平臺(tái)三面作高度為1500mm的圍護(hù)。用φ48×3.5鋼管與[20焊接,內(nèi)掛安全密目網(wǎng)。 8)結(jié)構(gòu)層平面設(shè)予留鋼筋環(huán)2只,用鋼絲繩連接平臺(tái)支腿,防止平臺(tái)外傾和外側(cè)受力過大下翻。 2.2荷載取值： 鋼管桁架及剪刀撐2

20、20N/m2。木板400 N/m2 ，施工荷載2000N/m2。，槽鋼[20 260 N/m，欄桿及密目網(wǎng)150 N /m。 3.桿件計(jì)算： 1)桁架計(jì)算：每品桁架受荷面積S=0.65×2.50=1.625m2。每品桁架承載力F=(220+400+2000)×1.625=4258N。 每只節(jié)點(diǎn)受力 P=4258/4=1065N。 壓桿BC=-1.77×1065=-1885N, φ48鋼管A=489 mm2。 λ=575/15.9=36.16,j =0.913，б=1885/[0.913×489] = 4.3 N/mm2<215 N/mm2 符合要求。 拉桿GH=2.20

21、5×1065=2157N，б=2157/314=6.87 N/mm2<215 N/mm2 符合要求。 拉桿AF=1.68×1065=1789N，б=1789/314=5.70 N/ mm2<215 N/mm2 符合要求。 壓桿FB=1.68×1065=1789N，λ=381/5=76.2，j=0.808<215 N/mm2 符合要求。 б=1789/[314×0.808] =7.04 N/ mm2<215 N/mm2 符合要求。 2)主梁計(jì)算：主梁均布荷載 q=[620+2000] ×10/8+260+150=3685 N/ m。 M=1/8×3.65

22、8×33502=5169364N·mm。 W=1/[6×200] ×[73×2003-(73-7) ×1853]=137873.6mm3。 ?=5169364/137873.6=37.5 N/mm2<215 N/mm2 滿足要求。 3)鋼絲繩計(jì)算：為安全計(jì)，鋼絲繩每側(cè)設(shè)二道φ15鋼絲繩，單道受力，另一道為安全繩，鋼絲繩單道受力驗(yàn)算: T=3685×2.4/cos42°56′=12082N K=F/T=132000×0.85/12082=9.3 符合要求。 4）預(yù)埋鋼筋計(jì)算：K1=1.55; As1= As2=491mm; Vj=120

23、82N; μ=1； fsv=310/0.7； ar=1 K1Vj≤μ·（As1＋As2）fsv·ar 1.55×12082≤1×(491+491) ×310/0.7×1 18727≤213094 k=213094 /18727=11.3 4. 各項(xiàng)管理措施 4.1安全防護(hù)措施： 1)懸挑式鋼平臺(tái)應(yīng)按相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)能防止左右晃動(dòng)，應(yīng)編制施工方案。 2)懸挑式鋼平臺(tái)的擱支點(diǎn)與上部拉接點(diǎn)必須位于建筑物上，不得設(shè)置在腳手架等施工設(shè)施上。 3)斜拉桿或鋼絲繩，構(gòu)造上宜兩邊各設(shè)二道，每一道均作單道受力計(jì)算。 4)應(yīng)設(shè)置4個(gè)經(jīng)過驗(yàn)

24、算的吊環(huán)，吊運(yùn)平臺(tái)時(shí)應(yīng)使用卡環(huán)，不得在使吊鉤直接鉤掛吊環(huán)，吊環(huán)應(yīng)用A3鋼制作。 5)鋼平臺(tái)安裝時(shí)，鋼絲繩應(yīng)使用專用的掛鉤掛牢，采取其他方式時(shí)卡頭的卡子不得少于3個(gè)。建筑物銳角利口圍系鋼絲繩處應(yīng)加襯軟墊層，鋼平臺(tái)外口應(yīng)略高于內(nèi)口。 6)鋼平臺(tái)左右兩側(cè)必須裝置固定的保護(hù)欄桿，高1500mm。 7)鋼平臺(tái)吊裝，需待橫梁接好鋼絲繩調(diào)整完畢，經(jīng)過檢查驗(yàn)收，方可松卸起重吊鉤，上下操作。 8)鋼平臺(tái)使用時(shí)，應(yīng)有專人進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩有銹蝕損壞應(yīng)及時(shí)調(diào)換，焊縫脫焊應(yīng)及時(shí)修復(fù)。 9)操作平臺(tái)上應(yīng)顯著地標(biāo)明容許荷載值，操作人員和材料的總量嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)的容許荷載，應(yīng)配備專人加以監(jiān)督。 4.2安全管理措施： 1)搭設(shè)人員必須持證上崗，必須戴安全帽，系安全帶穿防滑鞋。 搭設(shè)前按特種作業(yè)進(jìn)行安全技術(shù)交底，并做好記錄。 2)構(gòu)配件及搭設(shè)質(zhì)量應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢查。 3)嚴(yán)禁超載，必須懸掛限載標(biāo)牌，明確責(zé)任人。 4)六級(jí)及六級(jí)以上大風(fēng)和霧、雨、雪天氣時(shí)應(yīng)停止作業(yè)。 5)安全檢查的次數(shù)為每提升一次檢查一次。 6)搭拆時(shí)，地面應(yīng)設(shè)圍欄和警戒標(biāo)志，并派專人看守，嚴(yán)禁非操作人員入內(nèi)。 7)搭設(shè)操作工人嚴(yán)禁酒后作業(yè)。三面設(shè)置護(hù)身欄桿，嚴(yán)禁施工人員翻越。 8)搭設(shè)完后必須經(jīng)過項(xiàng)目部安全員驗(yàn)收完畢后方可使用。 5.構(gòu)造附圖。