河北住宅小區(qū)腳手架施工設計方案

一.編制依據(jù)1、河北省《建筑施工安全檢查標準》實施細則2、《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范》3、《建筑施工扣件式鋼管腳手架》（JGJ130-2001）4、《建筑結構荷載規(guī)范》（GBJ9）5、國家相關規(guī)定6、******礦區(qū)住宅小區(qū)12#-16#住宅樓工程施工圖紙二.工程概況******礦區(qū)住宅小區(qū)12~16#住宅樓工程；工程建設地點:河北省辛集市**大街北側、**路西側；屬于剪力墻結構；地上15層；地下1層；建筑高度：43.1m；標準層層高：2.8m；總建筑面積：61100平方米；其中：12、13#樓面積均為14413m2，14、15#樓面積均為10758m2，16#樓面積10758.2m2。總工期：600天。建筑類別：3類，基礎為：梁板式筏板基礎，CFG復合地基。抗震設防為丙類，設防烈度為七度。設計年限、等級：建筑物設計使用年限50年，建筑結構安全等級二級，剪力抗震等級為三級，耐火等級二級。本工程由華北油田投資建設，中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司設計，石家莊建工集團有限公司組織施工。三.腳手架工程設計及搭設參數(shù)本工程外腳手架采用全封閉懸挑梁式單排防護腳手架，計劃在一層頂面和七層頂面設工字鋼懸挑并設18號鋼絲繩斜拉結構。外挑工字鋼選用長度4米，固定工字鋼采用在樓面上預埋220的鋼筋（錨固長度360mm）。工字鋼外伸長度距外墻1.5米，距槽鋼端部100mm處焊長150mm的20鋼筋。立桿間距1.4米，大橫桿間距1.5米。外立桿距外墻面1米。懸挑架總高40米，分兩次懸挑，第一次懸挑總高度20m，第二次懸挑20m。故按20m的懸挑架計算荷載及對水平懸挑架進行剛度、強度、穩(wěn)定性驗算。四、參數(shù)信息:1.腳手架參數(shù)單排腳手架搭設高度為20m，立桿采用單立桿；搭設尺寸為：立桿的縱距為1.5m，立桿與墻中距離為1.05m，立桿的步距為1.8m；大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為2根；采用的鋼管類型為Φ48×3.5；橫桿與立桿連接方式為單扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù)1.00；連墻件布置取兩步兩跨，豎向間距3.6m，水平間距3m，采用扣件連接；連墻件連接方式為雙扣件；2.活荷載參數(shù)施工均布荷載(kN/m2):2.000；腳手架用途:裝修腳手架；同時施工層數(shù):2層；3.風荷載參數(shù)本工程地處河北石家莊市，查荷載規(guī)范基本風壓為0.350kN/m2，風荷載高度變化系數(shù)μz為1.000，風荷載體型系數(shù)μs為1.128；計算中考慮風荷載作用；4.靜荷載參數(shù)每米立桿承受的結構自重荷載標準值(kN/m):0.1360；腳手板自重標準值(kN/m2):0.300；欄桿擋腳板自重標準值(kN/m):0.150；安全設施與安全網(wǎng)自重標準值(kN/m2):0.005；腳手板鋪設層數(shù):8層；腳手板類別:竹笆片腳手板；欄桿擋板類別:欄桿、竹笆片腳手板擋板；5.水平懸挑支撐梁懸挑水平鋼梁采用18號工字鋼，其中建筑物外懸挑段長度1.5m，建筑物內(nèi)錨固段長度2.3m。與樓板連接的螺栓直徑(mm):20.00；樓板混凝土標號:C35；6.拉繩與支桿參數(shù)鋼絲繩安全系數(shù)為:6.000；鋼絲繩與墻距離為(m):3.000；懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最里面面鋼絲繩距離建筑物1.2m。五、大橫桿的計算:按照《扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ130-2001)第條規(guī)定，大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。將大橫桿上面的腳手板自重和施工活荷載作為均布荷載計算大橫桿的最大彎矩和變形。1.均布荷載值計算大橫桿的自重標準值:P1=0.038kN/m；腳手板的自重標準值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m；活荷載標準值:Q=2×1.05/(2+1)=0.7kN/m；靜荷載的設計值:q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；活荷載的設計值:q2=1.4×0.7=0.98kN/m；圖1大橫桿設計荷載組合簡圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度)圖2大橫桿設計荷載組合簡圖(支座最大彎矩)2.強度驗算跨中和支座最大彎距分別按圖1、圖2組合?？缰凶畲髲澗嘤嬎愎饺缦?跨中最大彎距為M1max=0.08×0.172×1.52+0.10×0.98×1.52=0.251kN.m；支座最大彎距計算公式如下:支座最大彎距為M2max=-0.10×0.172×1.52-0.117×0.98×1.52=-0.297kN.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進行強度驗算：σ=Max(0.251×106,0.297×106)/5080=58.465N/mm2；大橫桿的最大彎曲應力為σ=58.465N/mm2小于大橫桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算:最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計算公式如下：其中：靜荷載標準值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷載標準值:q2=Q=0.7kN/m；最大撓度計算值為：ν=0.677×0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×0.7×15004/(100×2.06×105×121900)=1.593mm；大橫桿的最大撓度1.593mm小于大橫桿的最大容許撓度1500/150mm與10mm，滿足要求！六、小橫桿的計算:根據(jù)JGJ130-2001第條規(guī)定，小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計算小橫桿的最大彎矩和變形。1.荷載值計算大橫桿的自重標準值：p1=0.038×1.5=0.058kN；腳手板的自重標準值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN；活荷載標準值：Q=2×1.05×1.5/(2+1)=1.050kN；集中荷載的設計值:P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.05=1.728kN；小橫桿計算簡圖2.強度驗算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標準值最不利分配的彎矩和；均布荷載最大彎矩計算公式如下:Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN.m；集中荷載最大彎矩計算公式如下:Mpmax=1.728×1.05/3=0.605kN.m；最大彎矩M=Mqmax+Mpmax=0.611kN.m；最大應力計算值σ=M/W=0.611×106/5080=120.313N/mm2；小橫桿的最大彎曲應力σ=120.313N/mm2小于小橫桿的抗壓強度設計值205N/mm2，滿足要求！3.撓度驗算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設計值最不利分配的撓度和；小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計算公式如下:νqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm；大橫桿傳遞荷載P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.05=1.265kN；集中荷載標準值最不利分配引起的最大撓度計算公式如下:νpmax=1265.1×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.07mm；最大撓度和ν=νqmax+νpmax=0.024+2.07=2.094mm；小橫桿的最大撓度為2.094mm小于小橫桿的最大容許撓度1050/150=7與10mm,滿足要求！七、扣件抗滑力的計算:按規(guī)范表,直角、旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)1.00，該工程實際的旋轉(zhuǎn)單扣件承載力取值為8.00kN?？v向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承載力設計值,取8.00kN；R--縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值；大橫桿的自重標準值:P1=0.038×1.5×2/2=0.058kN；小橫桿的自重標準值:P2=0.038×1.05/2=0.02kN；腳手板的自重標準值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；活荷載標準值:Q=2×1.05×1.5/2=1.575kN；荷載的設計值:R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×1.575=2.582kN；R<8.00kN，單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求!八、腳手架立桿荷載的計算:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。靜荷載標準值包括以下內(nèi)容：(1)每米立桿承受的結構自重標準值，為0.136kN/mNG1=[0.1360+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×20.00=3.360kN；(2)腳手板的自重標準值；采用竹笆片腳手板，標準值為0.3kN/m2NG2=0.3×8×1.5×1.05/2=1.89kN；(3)欄桿與擋腳手板自重標準值；采用欄桿、竹笆片腳手板擋板，標準值為0.15kN/mNG3=0.15×8×1.5/2=0.9kN；(4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)；0.005kN/m2NG4=0.005×1.5×20=0.15kN；經(jīng)計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.3kN；活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計算得到，活荷載標準值NQ=2×1.05×1.5×2/2=3.15kN；風荷載標準值按照以下公式計算其中Wo--基本風壓(kN/m2)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Wo=0.35kN/m2；Uz--風荷載高度變化系數(shù)，按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定采用：Uz=1；Us--風荷載體型系數(shù)：取值為1.128；經(jīng)計算得到，風荷載標準值Wk=0.7×0.35×1×1.128=0.276kN/m2；不考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.3+1.4×3.15=11.97kN；考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值為N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.3+0.85×1.4×3.15=11.308kN；風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW為Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.276×1.5×1.82/10=0.16kN.m；九、立桿的穩(wěn)定性計算:不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算公式為：立桿的軸向壓力設計值：N=11.97kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58cm；計算長度附加系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表得：k=1.155；當驗算桿件長細比時，取塊1.0；計算長度系數(shù)參照《扣件式規(guī)范》表得：μ=1.8；計算長度,由公式lo=k×μ×h確定：l0=3.742m；長細比Lo/i=237；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比lo/i的計算結果查表得到：φ=0.13；立桿凈截面面積：A=4.89cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩)：W=5.08cm3；鋼管立桿抗壓強度設計值：[f]=205N/mm2；σ=11970/(0.13×489)=188.296N/mm2；立桿穩(wěn)定性計算σ=188.296N/mm2小于立桿的抗壓強度設計值[f]=205N/mm2，滿足要求！考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算公式立桿的軸心壓力設計值：N=11.309kN；計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58cm；計算長度附加系數(shù)數(shù)參照《扣件件式規(guī)范》表表得：k==1.1555；計算長度系數(shù)參照照《扣件式規(guī)規(guī)范》表得：：μ=1..8；計算長度,由公公式l0=kuuh確定：：l0=3..742mm；長細比:L0//i=2237；軸心受壓立桿的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)φ,由長細比llo/i的結果果查表得到：：φ=0.113立桿凈截面面積：：A=4.89cm2；立桿凈截面模量((抵抗矩)：W=55.08ccm3；鋼管立桿抗壓強度度設計值：[[f]=2205N//mm2；σ=113088.5/(00.13×4489)+11598300.042//5080=2099.353N/mm22；立桿穩(wěn)定性計算σ=2009.3533N/mmm2大于立立桿的抗壓強強度設計值[f]==205N/mm22，滿足要求??！十、連墻件的計算::連墻件的軸向力設設計值應按照照下式計算：：Nll=Nlww+N0風荷載標準值WWk=0..276kkN/m2；每個連墻件的覆蓋蓋面積內(nèi)腳手手架外側的迎迎風面積AAw=100.8m22；按《規(guī)范》條連墻墻件約束腳手手架平面外變變形所產(chǎn)生的的軸向力(kN),N0=3.0000kNN；風荷載產(chǎn)生的連墻墻件軸向力設設計值(kN)，按照照下式計算：：Nlw=1.44×Wk×Aw=4..179kkN；連墻件的軸向力設設計值Nl=Nlww+N0=7.1179kNN；連墻件承載力設計計值按下式計計算：Nf=φ·A·[ff]其中φ--軸軸心受壓立桿桿的穩(wěn)定系數(shù)數(shù)；由長細比l/ii=0//15.8的的結果查表得得到φ=1又：A=4..89cmm2；[f]=2205N//mm2；連墻件軸向承載力力設計值為Nf=1×4.89×10-4×205×103=1000.2455kN；Nl=7.1799<Nff=1000.2455,連墻件的的設計計算滿滿足要求！連墻件采用雙扣件件與墻體連接接。由以上計算得到Nl=7..179小于于雙扣件的抗抗滑力166kN，滿滿足要求！連墻件扣件連接示示意圖十一、懸挑梁的受受力計算:懸挑腳手架的水平平鋼梁按照帶帶懸臂的連續(xù)續(xù)梁計算。懸臂部分受腳手架架荷載N的作用，里里端B為與樓板的的錨固點，AA為墻支點。本方案中，腳手架架排距為10050mm，支支拉斜桿的支支點距離墻體體為12000mm，水平支撐梁的截面面慣性矩I=16660cm44，截面抵抗抗矩W=185ccm3，截面積A=30..6cm22。受腳手架集中荷載載N=1..2×6.3++1.4×3.15=11..97kNN；水平鋼梁自重荷載載q=1..2×30.6×0.00001×78.5=0.2288kNN/m；懸挑腳手架示意圖圖懸挑腳手架計算簡簡圖經(jīng)過連續(xù)梁的計算算得到懸挑腳手架支撐梁梁剪力圖(kN)懸挑腳手架支撐梁梁彎矩圖(kN.m))懸挑腳手架支撐梁梁變形圖(mm)各支座對支撐梁的的支撐反力由由左至右分別別為：R[1]=110.3744kN；R[2]=22.552kN；R[3]=00.138kN。最大彎矩Mmaax=1..527kkN.m；最大應力σ=MM/1.055W+N/AA=1.5527×1006/(11.05××1850000)+111.97×103/30060=11.7772N/mmm2；水平支撐梁的最大大應力計算值值11.7772N//mm2小于水平支支撐梁的抗壓壓強度設計值值215N/mm22,滿足要求?。∈姨袅旱恼w穩(wěn)定性計計算:水平鋼梁采用188號工字鋼,計算公式如如下其中φb--均勻彎曲的的受彎構件整整體穩(wěn)定系數(shù)數(shù)，按照下式式計算：φb=570××10.7××94×2235//(12000×1800×235))=2..65由于φb大于0..6，查《鋼鋼結構設計規(guī)規(guī)范》(GB500017-20003)附表表B，得到φb值為0.9664。經(jīng)過計算得到最大大應力σ=1..527×1106/(00.964××1850000)=8.5644N/mmm2；水平鋼梁的穩(wěn)定性性計算σ=8..564小小于[f]]=2115N/mmm2,滿足要求求!十三、拉繩的受力力計算:水平鋼梁的軸力RRAH和拉鋼繩繩的軸力RUi按照下面面計算其中RUicossθi為鋼繩的拉拉力對水平桿桿產(chǎn)生的軸壓壓力。各支點的支撐力RCi=RUisinθi按照以上公式計算算得到由左至至右各鋼繩拉拉力分別為：：RU1=11.1773kN；；十四、拉繩的強度度計算:鋼絲拉繩(支桿))的內(nèi)力計算算：鋼絲拉繩(斜拉桿桿)的軸力RU均取最大值值進行計算，為為RU=11.173kN選擇6×19鋼絲絲繩,鋼絲繩公稱稱抗拉強度11700MPPa，直徑14mmm。其中[Fg]---鋼絲繩的的容許拉力((kN)；Fg--鋼絲絲繩的鋼絲破破斷拉力總和和(kN)，查表表得Fg＝123KNN；α--鋼絲繩之間間的荷載不均均勻系數(shù)，對對6×19、6×37、6×61鋼絲繩分分別取0.885、0.82和0.8。α＝0.85；K--鋼絲絲繩使用安全全系數(shù)。K＝6。得到：[Fg]==17.4225KN>RRu＝11.1773KN。經(jīng)計算，選此型號號鋼絲繩能夠夠滿足要求。鋼絲拉繩(斜拉桿桿)的拉環(huán)強度度計算鋼絲拉繩(斜拉桿桿)的軸力RU的最大值進進行計算作為為拉環(huán)的拉力力N，為N=RU=11..173kNN鋼絲拉繩(斜拉桿桿)的拉環(huán)的強強度計算公式式為其中[f]為為拉環(huán)受力的的單肢抗剪強強度，取[ff]=550N/mmm2；所需要的鋼絲拉繩繩(斜拉桿)的拉環(huán)最小小直徑D==(111773×4/3.1142×50)1//2=177mm；十五、錨固段與樓樓板連接的計計算:1.水平鋼梁與樓樓板壓點如果果采用鋼筋拉拉環(huán)，拉環(huán)強強度計算如下下：水平鋼梁與樓板壓壓點的拉環(huán)受受力R=00.138kN；水平鋼梁與樓板壓壓點的拉環(huán)強強度計算公式式為:其中[f]為為拉環(huán)鋼筋抗抗拉強度，按按照《混凝土土結構設計規(guī)規(guī)范》條[f]==50N//mm2；所需要的水平鋼梁梁與樓板壓點點的拉環(huán)最小小直徑D==[138..292×4/(3..142×50×2)]1/22=1.3327mmm；水平鋼梁與樓板壓壓點的拉環(huán)一一定要壓在樓樓板下層鋼筋筋下面，并要要保證兩側330cm以上上錨固長度。2.水平鋼梁與樓樓板壓點如果果采用螺栓，螺螺栓粘結力錨錨固強度計算算如下：錨固深度計算公式式:其中N--錨固力，即即作用于樓板板螺栓的軸向向拉力，N=0.1138kN；；d---樓板螺螺栓的直徑，d=20mm；[fbb]--樓板螺栓與與混凝土的容容許粘接強度度，計算中取取1.57NN/mm2；[f]]--鋼材材強度設計值值,取215N//mm2；h---樓板螺螺栓在混凝土土樓板內(nèi)的錨錨固深度，經(jīng)經(jīng)過計算得到到h要大于于138.2292/(33.142××20×1.57))=1.4002mm。螺栓所能承受的最最大拉力FF=1/4××3.14×202×215×10-3=67..51kN螺栓的軸向拉力NN=0.1338kN小小于螺栓所能能承受的最大大拉力F==67.511kN，滿足足要求！3.水平鋼梁與樓樓板壓點如果果采用螺栓，混混凝土局部承承壓計算如下下：混凝土局部承壓的的螺栓拉力要要滿足公式::其中N--錨固力，即即作用于樓板板螺栓的軸向向壓力，N=2.5552kN；；d---樓板螺螺栓的直徑，d=20mm；b---樓板內(nèi)內(nèi)的螺栓錨板板邊長，b==5×d=1000mm；fccc--混凝凝土的局部擠擠壓強度設計計值，計算中中取0.955fc=16.77N/mm22；經(jīng)過計算得到公式式右邊等于1161.755kN，大大于錨固力N=2.555kN，樓板混凝凝土局部承壓壓計算滿足要要求!十六：安全防護馬道隨結構升高搭搭設到距女兒兒墻頂12000mm。1材料選用同外墻腳手架。2馬道構造馬道寬為1.2mm,坡度采用1：3,休息平臺寬1.2米。腳手板板支承桿長1.5m,間距為1m，斜道面上上每隔300mm設置厚30mm，寬50mm的木條防防滑條。腳手手板采用順鋪鋪，接頭采用用對接，腳手手板下端與橫橫桿用鉛絲綁綁扎固定，下下方腳手板的的頂板頭壓在在上方腳手板板的底板頭，起起始腳手板的的底端可靠牢牢固，以免下下滑，斜道兩兩側和休息平平臺外圍均設設置不低于180mm擋腳板和1200mmm欄桿。馬道道外圍立桿間間距1200mmm。馬道兩側掛掛密目網(wǎng)。2護頭棚的搭設4馬道入口護頭棚搭搭設長3000mm，寬寬2400mmm，高2500mmm，雙層設置置。外圍立桿桿間距1200mmm，兩側用密密目立網(wǎng)封閉閉。十六：安全防護腳腳手架的拆除除1、全面檢查腳手架的的扣件連接、連連墻桿、支撐撐體系是否符符合安全要求求，發(fā)現(xiàn)問題題必須及時改改正。2、拆除作業(yè)之前必須須有安全技術術措施交底，并并且要落實到到班組操作人人員。3、拆除腳手架之前要要清除腳手架架上雜物及地地面障礙物，檢檢查窗封閉，暫暫不要撕下外外窗保護膜，同同時清理墻面面及窗臺。在在地面設圍擋擋，設警戒標標志，并有專專人指揮，嚴嚴禁非操作人人員入內(nèi)。外架拆除順序為先先搭的后拆，后后搭的先拆。拆除順序:逐層由由上而下進行行，嚴禁上下下同時作業(yè)，拆拆除外架面不不得進行外墻墻施工及其它它作業(yè)，架子子拆除時由專專人配合將因因連墻點而影影響外墻施工工處補上。所有連墻桿件隨腳腳手架逐層拆拆除，嚴禁先先將連墻桿件件整層或數(shù)層層拆除后再拆拆除腳手架；；分段拆除架架子高差不得得大于2步架，若因因施工需要高高差大于2步架，則必必須加設連墻墻桿加固。當腳手架拆至最后后一步拉墻件件時，必須先先在適當位置置搭臨時拋撐撐加固后，再再拆連墻桿。8、根據(jù)工程實際情況況，如腳手架架采取分段式式分立面拆除除時，不拆除除的腳手架兩兩端先設連墻墻桿及斜向橫橫撐。9、腳手架拆除時注意意成品保護，不不得損壞已施施工完的外墻墻面及外窗玻玻璃。10、各種構件必須及時時分類放置，扣扣件裝袋傳入入樓層內(nèi)運出出，嚴禁拋仍仍，鋼管由人人工傳至地面面，不得在外外架上集中堆堆放并嚴禁拋拋扔，運至架架料堆放區(qū)后后