XX外腳手架施工方案

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。腳手架(一）、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）;x,y----截面塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)于工字形截面，x=1。05，y=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》GB50017-2003f-—--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--——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)；-———集中荷載增大系數(shù)，此處=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)算公式為：式中σ、、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。1--——-——-—--1=1。1(σ、σc同號(hào)或有一為零時(shí)）1=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)；b-———-—-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《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。（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=5.08×103mm3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=1.409×105mm3彈性模量E=2.06×105N/mm2回轉(zhuǎn)半徑ix=65。7mmiy=18。9mm半截面面積矩Sx=8.08×104mm3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。45kN/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=3kN/m2（查JGJ130—2001得到）（4）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:ωk=0.7μz·μs·ω0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。40μs—-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)=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=1.0=0。648（JGJ130-2001規(guī)范公式)則ωk=0.7×1。40×0.648×0。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》.現(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＝2.47KNNG2k-——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：0.35×1.5×1.3×4/2=1。365kN(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。15KN（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＝2.66KNΣNQk———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=1ΣNQk=n1·qk·la·lb/2=1×3.0×1.05×1。5/2=2.363KN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。363＝9。463KN2）鋼梁自重3)內(nèi)力計(jì)算Qmax＝9。463*2+0.246＊1.4＝19。27KNMmax＝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+5hy=30+5×17.9=119。5mm,查規(guī)范得ψ=1，則: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———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。074A=2611mm2h=160mmt=9。9mmηb=0fy=235N/mm2代入上式，得b=2.93則整體穩(wěn)定驗(yàn)算5）撓度懸臂梁的撓度可以從有關(guān)靜力計(jì)算手冊(cè)中查到.集中力作用下?lián)隙?均布荷載作用下?lián)隙龋核詽M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，根數(shù)要計(jì)算確定?？辜裟芰Φ挠?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(chǎng)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(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220N/m2。木板400N/m2,施工荷載2000N/m2。，槽鋼[20260N/m，欄桿及密目網(wǎng)150N/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=489mm2。λ=575/15.9=36.16，=0.913，б=1885/[0。913×489］=4.3N/mm2<215N/mm2符合要求。拉桿GH=2.205×1065=2157N，б=2157/314=6。87N/mm2<215N/mm2符合要求。拉桿AF=1.68×1065=1789N，б=1789/314=5.70N/mm2〈215N/mm2符合要求.壓桿FB=1。68×1065=1789N，λ=381/5=76。2，=0。808〈215N/mm2符合要求。б=1789/［314×0。808]=7。04N/mm2〈215N/mm2符合要求.2)主梁計(jì)算：主梁均布荷載q=[620+2000]×10/8+260+150=3685N/m.M=1/8×3。658×33502=5169364N·mm。W=1/［6×200］×［73×2003—（73—7)×1853］=137873.6mm3。?=5169364/137873。6=37。5N/mm2〈215N/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′=12082NK=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=12082N；μ=1；fsv=310/0。7;ar=1K1Vj≤μ·(As1＋As2）fsv·ar1.55×12082≤1×(491+491）×310/0。7×118727≤213094k=213094