外脚手架工程专项施工方案

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外脚手架工程专项施工方案

地面粗糙度类别为:C类(有密集建筑群市区);

选用竹笆片(5mm厚),按规范要求铺脚手板;

脚手板自重:0.045kN/m2;铺设层数:2层;

铺脚手板层设防护栏杆GB 51327-2018-T:城市综合防灾规划标准(无水印,带书签),每步防护栏杆根数为2根,总根数为4根;

2300目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭。

密目网选用为:2300目/100cm2,A0=1.3mm2;

密目网自重:0.01kN/m2;

主梁截面特征:工字钢,工字钢型号:14号工字钢;

型钢悬挑主梁平铺在楼面上,锚点采用压环钢筋方式,钢筋直径16mm;

楼板混凝土强度等级:C40;

选用钢丝绳为6×19,钢丝绳吊点与主梁的垂直距离:3.4m。

小横杆在大横杆的上面,考虑活荷载在小横杆上的最不利布置,验算强度和挠度时不计小横杆的悬挑荷载,小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。

作用在小横杆上的荷载标准值:

q=0.036+0.045×1.5/2+3×1.5/2=2.320kN/m;

作用在小横杆上的荷载设计值:

q=1.2×(0.036+0.045×1.5/2)+1.4×3×1.5/2=3.234kN/m;

最大弯矩M=ql2/8=3.234×1.052/8=0.446kN.m;

最大应力计算值σ=M/W=0.446×106/4.79×103=93.033N/mm2;

小横杆实际弯曲应力计算值σ=93.033N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

最大挠度ν=5ql4/384EI

=5.0×2.320×10504/(384×2.06×105×11.5×104)=1.550mm;

小横杆实际最大挠度计算值ν=1.550mm小于最大允许挠度值min(1050/150,10)=7.000mm,满足要求!

小横杆在大横杆的上面,小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆,所以,大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。计算小横杆传递给大横杆的集中力时,计入小横杆的悬挑荷载。

1.小横杆传递给大横杆的集中力计算

内排大横杆受到的集中力标准值:

F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×2.320×1.05×(1+0.3/1.05)2=2.013kN;

内排大横杆受到的集中力设计值:

F=0.5qlb(1+a1/lb)2=0.5×3.234×1.05×(1+0.3/1.05)2=2.806kN;

外排大横杆受到的集中力标准值:

F=0.5qlb[1+(a1/lb)2]=0.5×2.320×1.05×[1+(0.3/1.05)2]=1.317kN;

外排大横杆受到的集中力设计值:

F=0.5qlb[1+(a1/lb)2]=0.5×3.234×1.05×[1+(0.3/1.05)2]=1.836kN;

大横杆按三跨(每跨中部)均有集中活荷载分布计算,由脚手架大横杆试验可知,大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的,按以上荷载分布进行计算可以满足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。

根据实际受力情况进行电算,得到计算简图及内力、变形图如下(内排大横杆、外排大横杆计算方式完全相同,下面是内排大横杆的计算过程,外排大横杆计算过程从略,仅给出最终计算结果):

最大弯矩:M=0.744kN.m

最大变形:ν=3.365mm

最大支座反力:F=6.105kN

计算得到外排大横杆(计算过程从略):

最大弯矩:M=0.489kN.m

最大变形:ν=2.220mm

最大支座反力:F=4.019kN

最大应力计算值σ=0.744×106/4.79×103=155.307N/mm2;

大横杆实际弯曲应力计算值σ=155.307N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

最大挠度ν=3.365mm;

大横杆实际最大挠度计算值ν=3.365mm小于最大允许挠度值min(1500/150,10)=10.000mm,满足要求!

四、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算

扣件的抗滑承载力按照下式计算:

作业层内力杆扣件抗滑承载力验算:内立杆受到的竖向作用力R=6.105kN≤8.000kN,内力杆采用单扣件,其抗滑承载力的设计计算满足要求!

作业层外力杆扣件抗滑承载力验算:外立杆受到的竖向作用力R=4.019kN≤8.000kN,外力杆采用单扣件,其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。

1.确定按稳定计算的脚手架搭设高度Hs

Hs=[H]=21m;

(1)结构自重标准值NG1k

采用Φ48×3.25钢管。

外立杆:NG1k=gkHs=0.1271×21.000=2.670kN;

内立杆:NG1k=gkHs=0.1062×21.000=2.230kN;

(2)构配件自重标准值NG2k

1)脚手板的自重标准值NG2k1

采用竹笆片(5mm厚),自重标准值gk1=0.045kN/m2,铺设层数n1=2层。

外立杆:NG2k1=n1×0.5×lb×la×gk1=2×0.5×1.05×1.5×0.045=0.071kN;

内立杆:NG2k1=n1×(0.5×lb+a1)×la×gk1

=2×(0.5×1.05+0.3)×1.5×0.045=0.111kN;

2)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3

采用Φ48×3.25钢管,自重标准值gk3=0.0359kN/m,总根数n3=4根。

外立杆:NG2k3=n3×(la×gk3+0.0132)=4×(1.5×0.0359+0.0132)=0.268kN;

3)围护材料的自重标准值NG2k4

采用2300目/100cm2,A0=1.3mm2密目安全网全封闭,自重标准值gk4=0.01kN/m2。

外立杆:NG2k4=la×[H]×gk4=1.5×21×0.01=0.315kN;

4)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5

搭接在大横杆上的小横杆根数n4=1根,铺设层数n5=2层,采用Φ48×3.25钢管,自重标准值gk6=0.0359kN/m。

外立杆:NG2k5=n5×n4×(0.5×lb×gk6+0.0132)

=2×1×(0.5×1.05×0.0359+0.0132)=0.064kN;

内立杆:NG2k5=n5×n4×[(0.5×lb+a1)×gk6+0.0132]

=2×1×[(0.5×1.05+0.3)×0.0359+0.0132]=0.086kN;

5)构配件自重标准值NG2k合计

外立杆:NG2k=0.071+0.268+0.315+0.064=0.718kN;

内立杆:NG2k=0.111+0.086=0.197kN;

活荷载按照1个结构作业层(荷载为3kN/m2)计算,活荷载合计值∑Qk=3kN/m2。

外立杆:∑NQk=0.5×lb×la×∑Qk=0.5×1.05×1.5×3=2.362kN;

内立杆:∑NQk=(0.5×lb+a1)×la×∑Qk=(0.5×1.05+0.3)×1.5×3=3.713kN;

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到,风荷载标准值为:

脚手架底部Wk=0.7×0.4×0.925×1.128=0.292kN/m2;

脚手架顶部Wk=0.7×0.4×1.206×1.128=0.381kN/m2;

依据《扣件式规范》第5.1.9条:

长细比λ=l0/i=kμh/i=μh/i(k取为1)

查《扣件式规范》表5.3.3得:μ=1.500;

立杆的截面回转半径:i=1.590cm;

λ=1.500×1.8×100/1.590=169.811

立杆实际长细比计算值λ=169.811小于容许长细比210,满足要求!

2.确定轴心受压构件的稳定系数φ

长细比λ=l0/i=kμh/i=1.155×1.500×1.8×100/1.590=196.132;

稳定系数φ查《扣件式规范》附录C表得到:φ=0.188;

3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw

Mw=0.85×1.4WkLah2/10

经计算得到,各段弯矩Mw为:

脚手架底部Mw=0.169kN·m;

(二)外立杆稳定性计算

1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ=N/(φA)+MW/W≤[f]

外立杆的轴心压力设计值N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk

=1.2×(2.670+0.718)+0.85×1.4×2.362=6.877kN;

σ=6877.254/(0.188×457)+168993.287/4790=115.439N/mm2;

组合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=115.439N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ=N/(φA)≤[f]

外立杆的轴心压力设计值N=1.2×(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

=1.2×(2.670+0.718)+1.4×2.362=7.373kN;

σ=7373.379/(0.188×457)=85.942N/mm2;

不组合合风荷载时,外立杆实际抗压应力计算值σ=85.942N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

(三)内立杆稳定性计算

全封闭双排脚手架仅考虑外立杆承受风荷载的作用,内立杆不考虑风荷载作用。

σ=N/(φA)≤[f]

内立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4∑NQk

=1.2×(2.230+0.197)+1.4×3.713=8.110kN;

σ=8110.257/(0.188×457)=94.530N/mm2;

内立杆实际抗压应力计算值σ=94.530N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

七、连墙件的稳定性计算

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=5.760kN;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.800m2;

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=10.760kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

由长细比l/i=700/15.9的结果查表得到φ=0.872;

A=4.57cm2;[f]=205N/mm2;

Nl=10.760kN

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=10.760kN≤双扣件的抗滑力16.000kN,满足要求!

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和水平钢梁自重荷载的共同作用。

本方案中,脚手架排距为1050mm,内排脚手架距离墙体500mm,第一道支撑与墙的距离为1550mm。

悬挑梁的截面惯性矩I=712cm4,截面抵抗矩W=102cm3,截面积A=21.5cm2,线密度G=16.9kg/m。

外立杆轴向力设计值N1=7.373kN;

内立杆轴向力设计值N2=8.110kN;

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)

各支座对悬挑梁的支座反力由左至右分别为:

R1=9.298kN;

R2=7.766kN;

最大弯矩Mmax=1.886kN·m;

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.886×106/(1.05×102000)+4.239×103/2150=19.585N/mm2;

悬挑梁的最大应力计算值σ=19.585N/mm2小于抗压强度设计值205N/mm2,满足要求!

悬挑梁采用14号工字钢,计算公式如下:

σ=M/φbWx≤[f]

得到φb'=0.929。

经过计算得到最大应力σ=1.886×106/(0.929×102000)=19.907N/mm2;

悬挑梁的稳定性计算σ=19.907N/mm2小于[f]=215N/mm2,满足要求!

钢绳承受全部荷载,通过软件电算程序计算得到钢绳的支点从左至右支座反力分别为:

R1=9.298kN。

水平悬挑梁的轴力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=10.218kN。

1.钢丝拉绳的内力计算

钢丝拉绳的轴力RU取最大值进行计算,为

RU=10.218kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1550MPa,直径17mm。

得到:[Fg]=23.729kN≥Ru=10.218kN。

经计算,选此型号钢丝绳能够满足要求。

2.钢丝拉绳的拉环强度计算

钢丝拉绳的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N,为

N=RU=10.218kN

钢丝拉绳的拉环的强度计算公式为

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=(10218.239×4/(3.142×50×2))1/2=11.4mm;

实际拉环选用直径D=12mm的HPB235的钢筋制作即可。

十二、锚固段与楼板连接的计算

水平悬挑梁与楼板压点采用压环钢筋,拉环强度计算如下:

水平悬挑梁与楼板压点的拉环受力R=1.002kN;

压环钢筋的设计直径D=16mm;

水平悬挑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,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=201.062mm2

σ=N/2A=1.002×103/(201.062×2)=2.492N/mm2;

水平悬挑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!

十三、脚手架配件数量匡算

扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量,以适应构架时变化需要,

因此按匡算方式来计算;根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算:

小横杆数(根)N1=1.1·(H/2h+1)·n

直角扣件数(个)N2=2.2·(H/h+1)·n

对接扣件数(个)N3=L/l

旋转扣件数(个)N4=0.3·L/l

小横杆数(根)N1=1.1×(21/(2×1.8)+1)×108=812;

直角扣件数(个)N2=2.2×(21/1.8+1)×108=3010;

对接扣件数(个)N3=4535.300/6.00=756;

Q/GDW 11914-2018 电力监控系统网络安全监测装置技术规范.pdf旋转扣件数(个)N4=0.3×4535.300/6.00=227;

根据以上公式计算得长杆总长4535.300m;小横杆812根;直角扣件3010个;对接扣件756个;旋转扣件227个;脚手板183.645m2。

周常青(项目经理)——组长,负责协调指挥工作;

贺文武(项目负责人)——副组长,协助组长工作;

尹建华(施工员)——组员,负责现场施工指挥,技术交底;

周同斌(安全员)——组员,负责现场安全检查工作;

邓江(架子工班长)——组员,负责现场具体施工;

[2019]7号 湖州市建设工程质量监督站关于印发住宅全装修项目质量管理实施细则的通知15:00~19:30

高支模建筑面积(m2)

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