鑫信合中心ABC区脚手搭拆施工方案.docx
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鑫信合中心ABC区脚手搭拆施工方案
鑫信合中心(ABC)区3号4号5号楼
外
脚
手
架
搭
拆
方
案
广厦建设集团有限责任公司
鑫信合中合心(ABC)区工程项目部
2013年4月
鑫信合中心(ABC)区工程外脚手架搭拆施工方案
一、设计依据
1、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91);
2、《建筑施工安全检查标准》(GJJ59-99);
3、《钢结构设计规范》(GBJ17-88);
4、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001);
5、鑫信合中心(A、B、C)区施工图。
二、工程概况
该工程位于成都市高新区南部园区石墙片区(金融总部商务区)、名都路。
本工程分为三个区:
A、B、C区29层。
地上建筑面积为145427.5㎡,地下3层,地下建筑面积为68131.5㎡,总高度为119m。
1、2号楼为框架核心筒结构。
3号、4号、5号楼为剪力墙结构群房为框架剪力墙结构,抗震设防烈度为七度、3号、4号、5号楼工程外脚手架搭拆施工方案。
三、外脚手架材料的选择
1、钢管采用外径φ48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管,用于立杆、大横杆、剪刀架和斜杆,钢管长度为4~6m,小横杆长度为1.8~2.2m。
2、直角扣件单位重量=1.32kg/个,对接扣件单位重量=1.84kg/个
3、外挑梁采用[16#工字钢(应有合格证),长度为3.0m,端部工字钢在楼板上的固定为2Φ20的圆钢预埋件,详见下图。
挑出部份距外墙边1.3m,[16#工字钢的特征惯性矩Ix=1273×104㎜4,截面抵抗矩Wx=190×103㎜3,静矩S=8.3×104㎜3,f=205N/㎜2,自重20.2㎏/m,扣件采用普通直角扣件,硬防护封闭层用1.5m×1m为竹制,安全网为密目式阻燃安全网(应有合格证)。
4、脚手板采用松木脚手板,其材质要符合现行国家标准《木结构设计规范》(GBJ5)中II级材质的规定。
四、外墙脚手架的搭设尺寸与方案。
1、根据工程实际情况,地下室顶板~六层为双排落地式脚手架,搭设高度为17.1m,
落地式脚手架搭设工艺流程为:
场地清扫→定位设置通长脚手板→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杠→大横杆→剪刀撑→连墙杆→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网
2、七层以上为外悬挑双排脚手架、搭设高度为18.9m。
悬挑式脚手架搭设工艺流程为:
工字钢安装→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杠→大横杆→剪刀撑→连墙杆→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网
双排脚手架搭设尺寸为:
立杆纵距1.5m,内立杆距外口350mm搭设,内、外立杆间距L1为0.85m,大横杆步距h为1.8m,外排每步于0.9m处加一根水平栏杆。
小横杆长度为1.3m,间距为1.5m,脚手板接头处用双横杆平接间距为0.25m,架体与建筑物的拉结水平距离4.5m,竖直距离3.6m设一点(3跨2步),每层连墙杆用钢管和扣件把内立杆和预埋砼梁内钢筋环紧连在一起。
五、悬挑层及悬挑梁说明
七层~屋面为一个外挑单元,楼层高度为3.15m,外挑脚手架总高度为3.15×6=18.9m,[16#工字钢外挑长度为1.3m。
内承长度为1.7m(见计算图)。
在工字钢的内承长度内通过2~3个Φ20预埋钢筋与结构楼面连接。
六、荷载的计算
落地式脚手架计算式:
1.脚手架参数
搭设尺寸为:
立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为0.85米,立杆的步距为1.80米;脚手架为双排脚手架搭设高度为23.7米,立杆采用单立管;内排架距离墙长度为0.35米;小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为2;采用的钢管类型为Φ48×3.5;横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为0.80;连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件;
2.活荷载参数
施工荷载均布参数(kN/m2):
3.000;脚手架用途:
结构脚手架;
同时施工层数:
2;
3.风荷载参数
四川省成都市地区,基本风压为0.30,风荷载高度变化系数μz为0.84,风荷载体型系数μs为1.20;
考虑风荷载
4.静荷载参数
每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):
0.1248;
脚手板自重标准值(kN/m2):
0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):
0.150;
安全设施与安全网(kN/m2):
0.005;脚手板铺设层数:
4;
脚手板类别:
木脚手板;栏杆挡板类别:
栏杆竹笆片;
5.地基参数
地基土类型:
岩石;地基承载力标准值(kN/m2):
25.00;
基础底面扩展面积(m2):
0.50;基础降低系数:
1.00。
二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038kN/m;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m;
活荷载标准值:
Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m;
荷载的计算值:
q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m;
小横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,
计算公式如下:
最大弯矩Mqmax=2.356×0.8502/8=0.213kN.m;
σ=Mqmax/W=41.887N/mm2;
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算:
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m;
最大挠度V=5.0×1.713×850.04/(384×2.060×105×121900.0)=0.464mm;
小横杆的最大挠度小于850.0/150=5.667与10mm,满足要求!
三、大横杆的计算:
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值:
P1=0.038×0.850=0.033kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×0.850×1.500/3=0.149kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×0.850×1.500/3=1.275kN;
荷载的计算值:
P=(1.2×0.033+1.2×0.149+1.4×1.275)/2=1.001kN;
大横杆计算简图
2.强度计算
最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。
均布荷载最大弯矩计算:
M1max=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算:
M2max=0.267×1.001×1.500=0.401kN.m;
M=M1max+M2max=0.010+0.401=0.411kN.m
抗弯强度:
σ=0.411×106/5080.0=80.985N/mm2;
大横杆的抗弯强度σ=80.985小于[f]=205.0N/mm2;
3.挠度计算
最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算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:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:
Vmax=0.677×0.038×1500.04/(100×2.060×105×121900.0)=0.052mm;
集中荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
P=(0.033+0.149+1.275)/2=0.728kN
V=1.883×0.728×1500.03/(100×2.060×105×121900.0)=1.843mm;
最大挠度和:
V=Vmax+Vpmax=0.052+1.843=1.895mm;
大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者10mm,满足要求!
四、扣件抗滑力的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0.80,
该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
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(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN;
R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
横杆的自重标准值:
P1=0.038×1.500=0.058kN;
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×0.850×1.500/2=0.223kN;
活荷载标准值:
Q=3.000×0.850×1.500/2=1.913kN;
荷载的计算值:
R=1.2×(0.058+0.223)+1.4×1.913=3.014kN;
R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
五、脚手架荷载标准值:
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(kN/m);本例为0.1248
NG1=0.125×23.650=2.952kN;
(2)脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用木脚手板,标准值为0.35
NG2=0.350×4×1.500×(0.850+0.3)/2=1.208kN;
(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m);本例采用栏杆竹笆片,标准值为0.15
NG3=0.150×4×1.500/2=0.450kN;
(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005
NG4=0.005×1.500×23.650=0.177kN;
经计算得到,静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.786kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外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=3.000×0.850×1.500×2/2=3.825kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Wo=0.300kN/m2;
Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:
Uz=0.840;
Us--风荷载体型系数:
Us=1.200;
经计算得到,风荷载标准值
Wk=0.7×0.300×0.840×1.200=0.212kN/m2;
不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.786+1.4×3.825=11.099kN;
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.786+0.85×1.4×3.825=10.295kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.212×1.500×
1.8002/10=0.122kN.m;
六、立杆的稳定性计算:
不组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
立杆的轴心压力设计值:
N=11.099kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
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=0.186;
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=11099.000/(0.186×489.000)=122.025N/mm2;
立杆稳定性计算σ=122.025小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
立杆的轴心压力设计值:
N=10.295kN;
计算立杆的截面回转半径:
i=1.58cm;
计算长度附加系数:
K=1.155;
计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:
U=1.500
计算长度,由公式lo=kuh确定:
lo=3.119m;
Lo/i=197.000;
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=0.186
立杆净截面面积:
A=4.89cm2;
立杆净截面模量(抵抗矩):
W=5.08cm3;
钢管立杆抗压强度设计值:
[f]=205.000N/mm2;
σ=10295.424/(0.186×489.000)+122423.011/5080.000=137.293N/mm2;
立杆稳定性计算σ=137.293小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
七、最大搭设高度的计算:
不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.835kN;
活荷载标准值:
NQ=3.825kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.835
+1.4×3.825)]/(1.2×0.125)=74.043m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=74.043/(1+0.001×74.043)=68.939m;
[H]=68.939和50比较取较小值。
得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算:
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(kN)计算公式为:
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.835kN;
活荷载标准值:
NQ=3.825kN;
每米立杆承受的结构自重标准值:
Gk=0.125kN/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩:
Mwk=Mw/(1.4×0.85)=0.122/(1.4×0.85)=0.103kN.m;
Hs=(0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.835+0.85×1.4×(3.825+0.186×4.890×0.103/5.080)))/(1.2×0.125)=64.771m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米,按照下式调整且不超过50米:
[H]=64.771/(1+0.001×64.771)=60.831m;
[H]=60.831和50比较取较小值。
经计算得到,脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。
八、连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:
Nl=Nlw+No
风荷载基本风压值Wk=0.212kN/m2;
每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.200m2;
连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;
风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:
NLw=1.4×Wk×Aw=4.801kN;
连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=9.801kN;
其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,
由长细比l/i=350.000/15.800的结果查表得到0.941;
A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;
连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.941×4.890×10-4×205.000×103=94.331kN;
Nl=9.801 连墙件采用双扣件与墙体连接。 经过计算得到Nl=9.801小于双扣件的抗滑力16.0kN,满足要求! 连墙件扣件连接示意图 九、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p≤fg 地基承载力设计值: fg=fgk×Kc=25.000kN/m2; 其中,地基承载力标准值: fgk=25.000kN/m2; 脚手架地基承载力调整系数: kc=1.000; 立杆基础底面的平均压力,p=N/A=20.591kN/m2; 其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值: N=10.295kN; 基础底面面积(m2): A=0.500m2。 p=20.591≤fg=25.000kN/m2。 地基承载力的计算满足要求! 悬挑式脚手架计算式: 一、参数信息: 1.脚手架参数 搭设尺寸为: 立杆的纵距为1.50米,立杆的横距为0.85米,立杆的步距为1.80米,计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为24.6米,立杆采用单立管;内排架距离墙长度为0.35米;小横杆在上,搭接在大横杆上的小横杆根数为2;采用的钢管类型为Φ48×3.5;横杆与立杆连接方式为单扣件;扣件抗滑承载力系数为0.80;连墙件采用两步三跨,竖向间距3.60米,水平间距4.50米,采用扣件连接;连墙件连接方式为双扣件; 2.活荷载参数 施工荷载均布参数(kN/m2): 3.000;脚手架用途: 结构脚手架; 同时施工层数: 2; 3.风荷载参数 四川省成都市地区,基本风压为0.300,风荷载高度变化系数μz为0.740,风荷载体型系数μs为1.200; 考虑风荷载; 4.静荷载参数 每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2): 0.1248; 脚手板自重标准值(kN/m2): 0.350;栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2): 0.150; 安全设施与安全网(kN/m2): 0.005;脚手板铺设层数: 4; 脚手板类别: 木脚手板;栏杆挡板类别: 栏杆竹笆片; 4.水平悬挑支撑梁 悬挑水平钢梁采用[16号工字钢],其中建筑物外悬挑段长度1.30米,建筑物内锚固段长度1.70米。 与楼板连接的螺栓直径(mm): 20.00; 楼板混凝土标号: C30; 5.拉绳与支杆参数 支撑数量为: 1; 悬挑水平钢梁上面采用钢丝绳、下面采用支杆与建筑物拉结。 钢丝绳安全系数为: 10.000; 钢丝绳与墙距离为(m): 1.200; 支杆与墙距离为(m): 1.500; 最里面支点距离建筑物1.20m,支杆采用5.6号角钢56×3×6.0mm钢管。 二、小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。 按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 小横杆的自重标准值: P1=0.038kN/m; 脚手板的荷载标准值: P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m; 活荷载标准值: Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m; 荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m; 小横杆计算简图 2.强度计算 最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩, 计算公式如下: 最大弯矩Mqmax=2.356×0.8502/8=0.213kN.m; σ=Mqmax/W=41.887N/mm2; 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算: 最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度 荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m; 最大挠度V=5.0×1.713×850.04/(384×2.060×105×121900.0)=0.464mm; 小横杆的最大挠度小于850.0/150=5.667与10mm,满足要求! 三、大横杆的计算: 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。 1.荷载值计算 小横杆的自重标准值: P1=0.038×0.850=0.033kN; 脚手板的荷载标准值: P2=0.350×0.850×1.500/3=0.149kN; 活荷载标准值: Q=3.000×0.850×1.500/3=1.275kN; 荷载的计算值: P=(1.2×0.033+1.2×0.149+1.4×1.275)/2=1.001kN; 大横杆计算简图 2.强度计算 最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。 均布荷载最大弯矩计算: M1max=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010kN.m; 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算: M2max=0.267×1.001×1.500=0.401kN.m; M=M1max+M2max=0.010+0.401=0.411kN.m 抗弯强度: σ=0.411×106/5080.0=80.985N/mm2; 大横杆的抗弯强度σ=80.985小于[f]=205.0N/mm2; 3.挠度计算 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算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: 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度: Vmax=0.677×0.038×1500.04/(100×2.060×105×121900.0)=0.052mm; 集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度: P=(0.033+0.149+1.275)/2=0.728kN V=1.883×0.728×1500.03/(100×2.060×105×121900.0)=1.843mm; 最大挠度和: V=Vmax+Vpmax=0.052+1.843=1.895m
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