临床科研大楼外脚手架施工方案

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临床科研大楼外脚手架施工方案

Mpmax=0.267Pl

集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×1.234×1.5=0.494kN·m;

M=M1max+M2max=0.006+0.494=0.5kN·m

最大应力计算值σ=0.5×106/4490=111.381N/mm2;

大横杆的最大弯曲应力计算值σ=111.381N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2水下抛石护岸施工方案,满足要求!

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm;

均布荷载最大挠度计算公式如下:

νmax=0.677ql4/100EI

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

νmax=0.677×0.033×15004/(100×2.06×105×107800)=0.051mm;

集中荷载最大挠度计算公式如下:

νpmax=1.883Pl3/100EI

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:

小横杆传递荷载P=(0.035+0.184+1.575)/2=0.897kN

ν=1.883×0.897×15003/(100×2.06×105×107800)=2.567mm;

最大挠度和:ν=νmax+νpmax=0.051+2.567=2.618mm;

大横杆的最大挠度2.618mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm,满足要求!

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):

小横杆的自重标准值:P1=0.033×1.05×2/2=0.035kN;

大横杆的自重标准值:P2=0.033×1.5=0.05kN;

脚手板的自重标准值:P3=0.35×1.05×1.5/2=0.276kN;

活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN;

荷载的设计值:R=1.2×(0.035+0.05+0.276)+1.4×2.362=3.74kN;

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0.1248kN/m

NG1=[0.1248+(1.05×2/2)×0.033/1.80]×19.00=2.740kN;

(2)脚手板的自重标准值;采用竹串片脚手板,标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×4×1.5×(1.05+0.4)/2=1.523kN;

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值;采用竹串片脚手板挡板,标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×4×1.5/2=0.42kN;

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网:0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×19=0.142kN;

经计算得到,静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.825kN;

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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN;

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.825+0.85×1.4×4.725=11.413kN;

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.825+1.4×4.725=12.405kN;

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

经计算得到,风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.35×0.74×0.214=0.039kN/m2;

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.039×1.5×1.82/10=0.022kN·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=11.413kN;

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'=12.405kN;

计算立杆的截面回转半径:i=1.59cm;

计算长度,由公式l0=kuh确定:l0=3.118m;

长细比:L0/i=196;

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=0.188

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;

σ=11413.08/(0.188×424)+22438.551/4490=148.176N/mm2;

立杆稳定性计算σ=148.176N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

σ=12405.33/(0.188×424)=155.627N/mm2;

立杆稳定性计算σ=155.627N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2,满足要求!

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算:

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=0.35,

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.35=0.048kN/m2;

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2;

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=1.094kN;

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.094kN;

连墙件承载力设计值按下式计算:

由长细比l/i=400/15.9的结果查表得到φ=0.933,l为内排架距离墙的长度;

A=4.24cm2;[f]=205N/mm2;

Nl=6.094

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=6.094小于双扣件的抗滑力12kN,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1050mm,内排脚手架距离墙体400mm,支拉斜杆的支点距离墙体为1450mm,

水平支撑梁的截面惯性矩I=1369.9cm4,截面抵抗矩W=152.2cm3,截面积A=29.29cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×4.825+1.4×4.725=12.405kN;

水平钢梁自重荷载q=1.2×29.29×0.0001×78.5=0.276kN/m;

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]=15.198kN;

R[2]=10.869kN;

最大弯矩Mmax=2.75kN·m;

最大应力σ=M/1.05W+N/A=2.75×106/(1.05×152200)+7.789×103/2929=19.866N/mm2;

水平支撑梁的最大应力计算值19.866N/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18号槽钢,计算公式如下

σ=M/φbWx≤[f]

φb=(570tb/lh)×(235/fy)

经过计算得到最大应力φb=(570tb/lh)×(235/fy)=570×10.5×70×235/(3100×180×235)=0.75

经过计算得到最大应力σ=2.75×106/(0.69×152200)=26.018N/mm2;

水平钢梁的稳定性计算σ=26.018小于[f]=215N/mm2,满足要求!

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=16.166kN;

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=16.166kN

选择6×19钢丝绳,钢丝绳公称抗拉强度1700MPa,直径14mm。

得到:[Fg]=17.425KN>Ru=16.166KN。

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=16.166kN

钢丝拉绳(斜拉杆)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=(16166×4/(3.142×50×2))1/2=14.3mm;

实际拉环选用直径D=16mm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=0.015kN;

压环钢筋的设计直径D=18mm;

水平钢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=3.142×182/4=254.469mm2

σ=N/2A=15.277/254.469×2=0.03N/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!

十三、特殊部位的计算说明

本工程从第七层起,在北向轴交~轴有悬挑梁板,轴外侧有悬挑阳台,按相应参数信息分次计算,均能满足要求,但必须选用6×19钢丝绳Φ20一道,Φ14一道,详见下图,分别在第七、十二、十七、二十二层设置。砖砌体施工时,优先砌筑第十一、十六、二十一层砖砌体及浇筑构造柱,能使安装悬挑槽钢楼层的下层梁板参与到外脚手架的支撑受力体系中来。

第一节、电梯井洞口防护措施:

1.电梯井门洞口设置不低于1.2米高的开启式防护门,用φ12的螺纹钢筋按水平间距30㎝、竖向间距40㎝焊接而成,并在防护门上要刷漆、上锁、挂牌。

第二节、洞口、结构临边防护措施:

1.当洞口小于500mm时,可采用模板钉木方进行水平铺设封闭。

2.在结构四周或较大洞口临边线内50㎝处设置全封闭式护身栏,使用材料均采用φ48×3.5钢管。其高度不低于1.2米,立杆间距不大于2.5米,高度向每隔0.6米设一道通长大横杆(两道水平杆,一道扫地杆),每隔一根立杆设一道三脚支撑架。

3.沿钢管长度方向刷红白相间的油漆、挂醒目标志牌;护身栏四周满挂密目安全网、白天设警示牌、夜间设红色标志灯;临边四周1m范围内不准堆料、停放机具。

第三节、楼梯间的防护措施:

楼梯的侧边(临空边)利用脚手架做安全防护,防护架立管从梯井内搭设,侧边沿楼梯坡度方向做一道1.2m高的护身栏杆(两道水平杆,一道扫地杆),侧边底部设18㎝高的挡脚板。

第四节、防雷避电措施:

2.采用避雷针与大横杆连通,接地线与整幢建筑物楼层内避雷系统连成一体的措施。

3.共设置4根避雷针,采用φ12镀锌钢筋制作,高度1.5m,设置在脚手架四角立杆上,并将所有最上层大横杆全部连通,形成避雷网络。

第五节、外脚手架层间防护:

1.在双排脚手架外排立杆内侧要封挂密目式安全网,安全网应跟随作业层搭设,作业层安全网应高于操作平台1.2m,并在作业层下步架设一道水平兜网。

2.每道悬挑架底部,也即横向扫地杆的顶面、侧面,包括架体与建筑物之间空隙,均须采用模板铺钉牢固、封闭严密,并在其上再水平满挂一道安全兜网,确保垂直防护安全。

3.由顶层作业层的脚手板往下计,架体内及架体与建筑物之间空隙应每隔10m水平满铺一层脚手板进行严密封闭,其上再水平满挂一道安全兜网。

4.施工层脚手架内立杆与建筑之间应封闭严密。

第六节、外脚手架水平防护:

本工程为高层建筑,高度99.60m,且西侧围墙外为韶山路,北侧紧邻原门诊大楼,南侧围墙外为湖南中医药大学校区道路。在进入±0.00以上主体施工阶段时,为确保建筑物周边环境安全,拟在南、西向第五、十四、北向第十四层各设一道水平防护棚挑架。防护棚挑出脚手架外4m,满铺一层密目安全网和一层竹架板,详见附图。

第八章脚手架的检查与验收

1.脚手架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收:

基础完工后及脚手架搭设前;

每搭设完10~13米高度后;

遇到六级大风与大雨大雪后(如有冰冻在开冻后);

施工中途停用超过15天后;

在使用过程中,发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉接以及安全隐患存在的情况时。

2.进行脚手架检查、验收时应根据下列技术文件和规范:

施工组织设计(方案)及变更文件;

3.脚手架使用过程中,应定期检查:

杆件的设置和连接、连墙件、支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求;地基是否积水,底座是否松动,立杆是否悬空;

扣件螺栓是否松动;立杆的沉降与垂直度的偏差是否符合有关规定;

安全防护措施是否符合要求;

第九章脚手架的使用规定

1.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,严禁在架板上加垫物或单块脚手板以增加操作高度;

2.在作业中,严禁随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连墙紧固件和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时,必须经项目部主管人员同意,并采取相应弥补、加强措施。在作业完毕后,应及时予以恢复。

3.工人在架上作业时,应注意自我安全和他人的安全保护,避免发生碰撞、闪失和落物。严禁出现在架上嬉闹、无故逗留或坐在防护栏杆上休息等不安全行为。

4.人员上下脚手架必须走设有安全防护的出入通(梯)道,严禁攀爬脚手架上下楼层。

5.每处工人上、下作业时,应先行检查有无影响安全作业的隐患存在,在排除和解决后方许作业。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,解决后才能恢复正常作业;发现异常和危险情况时,应立即通知架上所有人员撤离。

7.浇筑楼层砼过程中,如不慎将砼浆料喷洒在外架安全网上,应及时督促责任班组将安全网上砼浆料冲洗干净。

8.为确保外架安全,在任何情况下严禁架体与支模架、砼输送泵管或其固定支架相连结。

1、由质安员负责全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求;

2、根据检查结果补充完善施工组织设计(方案)中的拆除顺序和措施,经主管部门批准后方可实施;

3、由技术负责人进行拆除安全技术交底;

1.拉警戒线、立警示标志,安排专人在地面进行指挥,确保安全;

2.拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业;

3.连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层拆除后再拆除脚手架;分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,应增设连墙件加固;

4.当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度(约6.5米)时,应先在适当位置搭设临时抛撑加固,再拆除连墙件;

5.当脚手架采取分段,分立面拆除时,对不拆除的脚手架两端必须设置可靠连墙件和横向斜撑加固;

6.拆除程序应遵守“由上而下,先搭后拆”的原则,即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑、后拆小横杆、大横杆、立杆等。一般的拆除顺序为:安全网→栏杆→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆)。不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架。做到一步一清,一杆一清。

1.各构、配件严禁抛至地面;

2.运至地面的构配件应及时检查、整修与保养,并按品种、规格码堆存放整齐于指定位置。

1.脚手架搭设人员必须是经过现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检,合格者方可持证上岗。

2.搭设、拆除脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

3.脚手架的构配件质量与搭设质量应按照规定进行检查和验收,合格后方可使用。

4.作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。不得将支模架、缆风绳、泵送砼和砂浆的输送管等固定在脚手架上,架体上严禁悬挂起重设备。

5.当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施,并应清除积雪。

6.脚手架的安全检查与维护信号工程施工工艺流程图,应按规范规定进行。安全网应按有关规定搭设和拆除。

7.在脚手架使用期间,严禁任何班组、个人随意拆除主节点处的纵横向水平杆,纵横向扫地杆,连墙件等构件。

8.不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业,否则应采取安全措施,并报主管部门批准。

9.临时道路侧搭设脚手架时,外侧应有防止坠物伤人的防护措施。

10.在脚手架上进行电、气焊作业时,必须采取有效的防火措施,并安排专人看守、监视、检查,避免发生火灾。在施工现场或楼面固定位置预备2根50m长水管,以备急用。

12.搭、拆脚手架时,地面应设围栏或警戒标志,并派专人看守,严禁非操作人员入内。

13.严格控制使用荷载SY∕T 7430-2018标准下载,确保有较大的安全储备。

14.1.使用完毕的脚手架构件、零件要及时回收,分类存放;

14.2.弯曲的钢杆要调直,损坏的构件要及时修复或更换。

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