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1、一、编制依据 1、“无锡洛城8#地块(暂估)住宅小区1#楼”结构、建筑施工图纸; 2、建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规范(DGJ132/J 121-2011) 二、工程简况 本工程位于无锡洛社新城,东临洛城大道,北靠雅中路,建筑面积5491.31平方米,建筑高度18.65米。结构型式为异形柱框架剪力墙结构。本工程地下两层,地上6层。 三、脚手架 3.1脚手形式、布置 考虑到工期因素,本工程外脚手架从一层楼面至屋面,从相对标高-0.050+18.650部分采用型钢悬挑脚手架及结构悬挑板上、结构外大角采用钢丝绳两次卸荷脚手架。工况:悬挑式钢管脚手架的悬挑承力架采用工具式结构,并有可靠地承受和传递
2、脚手架传来的荷载。钢管选用48mm钢管、不同规格的钢管严禁混合使用;外挑工字钢采用I16,长度约为4.5-6米m;固定工字钢在楼面上用两道18圆钢U字形压环或预埋两道216的高强螺栓。附图1钢挑脚手工况1详图 3.2脚手架参数 立杆步距为1.8m,纵距为1.5m,横距1.0m,内立杆距结构外边0.4m,外立杆距结构外边为1.4m,小横杆长度为1.2m。脚手架与建筑物的连墙拉结,采用预埋300mm钢管,硬拉接水平间距为3.6m、竖向间距为每楼层1道。选用一根800mm长48的钢管,一端利用双扣件固定在原结构最外围边板的结构预埋钢管上,另一端通过双扣件形式与脚手架拉接。立杆超过屋面1.2m,作为栏
3、杆高度,剪刀撑宽度为7.2m,连续设置,脚手外侧满布绿网。(1) 本工程型钢悬挑脚手架为一次悬挑脚手架。 (2) 悬挑外脚手利用I16工字钢作为支承,在离型钢20cm处设置一道扫地杆与脚手架连接。 (3) 分布:以1.8米高度为1个脚手层高度。 (4) 宽度:脚手宽度定为1.00米,内立杆离墙距离为0.4米。 (5)立杆:立杆间距为1.8米。 (6) 横杆:大横杆竖向间距为1.8米,直接扣接于立杆;小横杆扣接于立杆与大横杆交叉处,水平及竖向间距均为1.8米。 (7) 挡脚板:采用18cm高的七夹板。 (8) 剪刀撑:脚手架外侧每5跨连续设剪刀撑,与地面的夹角应控制在4560度。自上而下连续设置
4、,搭接长度不少于1米。 (9) 安全网:在立杆的内侧设绿色密目安全网,对整个外脚手进行全封闭,小横杆设置位置与安全网进行拉接。安全网外侧、脚手钢管内用铅丝扎设竹笆。 (10) 挑网:原则上每向上20米外挑一圈挑网,挑网材料采用规范专质材料,以防高空坠落。 (11) 附墙拉接:脚手架与建筑物的连墙拉结,采用预埋300mm钢管,硬拉接水平间距为3.6m、竖向间距为每楼层1道。选用一根800mm长48的钢管,一端利用双扣件固定在原结构最外围边板的结构预埋钢管上,另一端通过双扣件形式与脚手架拉接。(12) 钢管与挡脚板均应按公司规定涂刷黑黄相间油漆。 (13) 上人通道采用脚手架内留洞挂梯,规格同一般
5、附着升降脚手架上人通道。 (14) 整个脚手架必须满挂绿网,绿网挂设在外立杆外。绿网必须有生产许可证、出厂检测报告。 3.3 计算书 未尽之处详见计算书,后附。 3.4脚手搭除施工方法 可使用下层落地外脚手作为操作平台,进行悬挑脚手型钢布置、固定、三角挑架焊接等施工,关于脚手搭拆施工顺序严格建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规范执行。 搭设施工流程为:布置预埋件,隐蔽验收-I16a型钢就位-楼板打洞高强螺栓固定(或事先预埋U型压环固定)-架子工搭设(悬挑阳台,结构大角等特殊部位利用两道钢丝绳进行卸荷)-每层进行脚手架搭设-拉接-架子验收-使用 。拆除施工流程:最上一层拉接拆除,脚手拆除-从上往下
6、逐层拆除拉接拆除脚手-拆除至-0.050米处,I16型钢拆除高强螺栓、U型压环用气焊切割,通过塔吊送至地面3.5安全管理措施 1)悬挑外脚手搭设人员必须是经过按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。上岗人员应定期检查体检,合格者方可持证上岗。 2)搭拆前搭拆区域应拉设好警戒线,划分警戒区,非操作人员禁止入员。 3)搭设人员必须戴安全帽、安全带、穿防滑鞋。 4)悬挑外脚手每搭设完成一层,要进行验收。验收通过后再进行结构施工 。5)作业层上的施工荷载应符合设计要求,不得超载。 6)固定型钢的高强螺栓要注意保护,每层的钢管拉接在拆脚手前不得拆除,拆除脚手时
7、,应从上而下拆一层脚手,拆一层拉接,严禁多拆拉接或全部拆除。 7)在悬挑外脚手使用期间,严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆,纵、横向扫地杆。 8)外脚手拆除应遵循“先搭后拆、后搭先拆”的原则,自上而下逐层进行。 9)拆下的钢管应传递下来,不得直接往下抛。 10)严格按方案施工。 四、安全管理: 1、所有悬挑脚手相关的预埋件必须做好隐蔽工程验收。 2、所有悬挑脚手相关的焊接,必须严格按方案施工,严格控制焊缝质量和焊缝厚度,并由技术员、质量员、安全员验收,合格后方可进入下一道工序。 3、悬挑脚手架必须经验收合格并挂合格证后方可使用。 4、脚手架塔设拆除人员必须持证上岗,作业时戴安全帽、系安全带、穿防
8、滑鞋。 5、脚手架不得超载,不得将泵管固定在脚手架上,不得悬挂起重设备。 6、当有六级及以上大风、雾、雨、雪天气时应停止悬挑脚手架塔设和拆除作业。 7、电焊施工时,严禁利用型钢、斜拉钢筋或高强螺栓,引火作业。 8、脚手架上进行电、气作业时,必须有防火措施和专人监护。 9、脚手架必须进行避雷接地。 10、搭设、拆卸脚手架时地面必须设置围栏和警戒标志,并派专人监护。计 算 书一、工程概况 本工程位于无锡洛社新城,东临洛城大道,北靠雅中路,建筑面积5491.31平方米,建筑高度18.65米。结构型式为异形柱框架剪力墙结构。本工程地下两层,地上6层。 二、脚手架工程设计及搭设参数 (第一部分)工况:悬
9、挑脚手架高度19.8米,脚手架钢管选用48钢管;外挑工字钢采用I16,钢梁采用I16,长度约为4.5-6m;固定I16工字钢在楼面上用218圆钢。立杆步距为1.8m,纵距为1.5m,横距1.0m,内立杆距结构外边0.40m,外立杆距结构外边为1.40m,小横杆长度为1.2m。脚手架与建筑物的连墙拉结,采用预埋300mm钢管,硬拉接水平间距为3.6m、竖向间距为每楼层1道。选用一根800mm长48的钢管,一端利用双扣件固定在原结构最外围边板的结构预埋钢管上,另一端通过双扣件形式与脚手架拉接。 悬挑架高按19.8m对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。 三、悬挑架的荷载取
10、值及水平悬挑梁设计 3.1 悬挑架荷载的取值与组合 3.1.1 计算基数: 计算高度H=19.8m,步距h=1.8m,立杆纵距al=1.5m,立杆横距bl=1.0m,外立杆至结构外边dl=1.40m,内立杆至结构外边1l=0.40m。沿纵向截取1.5m长,竖向18.5m高的一段外脚手架为计算单元。 钢管:3.84kg/m,直角扣件13.2N/个,旋转扣件14.6N/个,对接扣件18.4N/个,竹笆片采用新竹笆,尺寸为 9002000mm/张,自重为80N/张,七夹板140 N/m2,绿网5N/m2; 结构脚手架,施工均布活荷载标准值kq=3KN/m2,装饰脚手架,施工均布活荷载标准值kq=2K
11、N/m2。 3.1.2 受力分析 型钢所受力为内外2根立杆传送下来的脚手架结构自重、构配件自重及上部施工均布活荷载。 如前图所示,可将圆钢拉接的A点及埋件焊接的B点简化为绞支座,把型钢看作单跨伸臂梁,见下图。 垂直荷载组合3.1.3 计算: 3.1.3.1 脚手架结构自重(包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件): 外立杆:19.83.849.8=745.11N 内立杆:18.53.849.8=696.19N 对接扣件:按6m、3.6m长钢管搭设,418.4=73.6N 小横杆:采用1.2m长钢管: 小横杆(外立杆):110.63.849.8=284.37N 小横杆(内立杆):110.
12、63.849.8=284.37N 小横杆内外每个立杆使用15个直角扣件:1113.2=145.2N 格栅:用3.6m、2.6m钢管对接 格栅(外立杆):111.53.849.8=620.93N 格栅(内立杆):111.53.849.8=620.93N格栅用直角扣件,每2跨扣一只,上下层错开:513.2=105.6N 格栅用对接扣件:318.4=55.2N 大横杆:用3.6m、6m、2.6m钢管对接 大横杆(外立杆):111.53.849.8=620.93N大横杆(内立杆):111.53.849.8=620.93N大横杆用直角扣件,每跨扣接:1113.2=145.2N 大横杆用对接扣件:318.
13、4=55.2N 栏杆:用3.6m、6m、2.6m钢管对接 栏杆:111.523.849.8=1241.85N 栏杆用直角扣件:11213.2=290.4N 栏杆用对接扣件:618.4=110.4N 四步一隔离:用3.6m、6m、2.6m钢管对接 横杆:321.53.849.8=338.69N 横杆用直角扣件:3213.2=79.2N 横杆用对接扣件:320.518.4=55.4N 拉接:40.83.849.8=120.42N 拉接与内立杆直角扣件(双扣件):4213.2=105.6N 剪刀撑:按每隔5跨四步连续设置剪刀撑,由图可知角度为45,满足规范要求, 统计得26m长、1.5m宽计算架体上
14、52.5453.849.8=478.87N,其他略。 3.1.3.2 构配件自重: 外立杆 竹笆片脚手板(按11层满铺考虑) (竹笆)内立杆(包括5层4步一隔离的400mm宽竹笆,由于本悬挑脚手搭设层次为6层,除最上一层外,其他5层都采用竹笆隔离): 60.42801.8+110.580=825.8N (竹笆)外立杆:110.580=440N 防护栏杆、挡脚板(按四层考虑) 1.80.184140=181.44N 安全网 18.51.55=138.75N 3.1.3.3 静荷载合计 外立杆:p 1=5180.58Np 2=4353.93N3.1.3.4施工均布活荷载(按装饰阶段3层同时施工、结
15、构阶段2层施工考虑): 外立杆q1=30001.50.52=4500N,内立杆:q2=4500N 3.1.2.5垂直荷载组合(不考虑风载): 外立杆: P1=1.25180.58+1.44500=12516.7N 内立杆: P2=1.24353.93+1.44500=11525N 3.2 水平悬挑梁设计: 本工程水平悬挑型钢梁采用I16a,长4.5m,在-0.050m楼面上预埋218钢筋压环、结构边预埋118压环与型钢进行焊接限位。 根据钢结构设计规范(GB50017-2002)规定进行下列计算与验算,计算模型:按照悬挑梁进行计算。 I16截面特性 Wx=141103mm3, I=113010
16、4mm4,P2P124001000100AB50010000q自重q=200.1N/m,弹性模量E=206103N/mm2,fy=215N/mm2,截面面积A=2610mm2,翼缘宽度b1=88mm,翼缘平均厚度t1=9.9mm,高度h=160mm,上臂缘对Y轴的回旋半径iy=18.9mm,悬臂长度L=1600mm。 弯距、剪力计算 q=200.9N/M10002400100AB50010000P2=11525NP1=12516.7NRB=32161RA=731920.112536127372426224362200.977997118 剪力 弯距AB1213124297100.5强度验算 x
17、Wx=Mmaxx-截面发展系数,对I形截面,查表得:x=1.05; Wx-对x 轴的净截面抵抗矩,查表得:Wx=141103mm3; f-型钢的抗弯强度设计值,Q235 钢,取f=215N/mm2。 Mmax-由弯距图可知Mmax=30760N =23725103/(1.05141103)=160.26N/mm2f=215N/mm2,安全。 整体稳定验算 根据钢结构设计的规范(GB50017)的规定,轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。整体稳定系数按以下公式计算:fyb2352)(Yt14320bb = +44h1+Y l1 t1b -系数,当= =160011.4/(100200)=0.9
18、121.24,所以b取b1h0.21+0.67=0.21+0.670.912=0.821 =1775/21.1=84.12l1 Y= iyb -截面的不对称系数。16a工字钢属于双轴对称截面,b =0计算得b =2.0950.6,必须查表用b.代替b,当b =2.2时,b=0.932,当b =2.0时,b=0.913,由内插法得b=0.922; 则悬挑梁弯曲应力为: xWxMmax=23725103/(0.922141103)=182.5N/mm2f=215N/mm2,安全。 刚度验算 分析,对工字型钢梁造成挠度的外力有3个, P1、P2、型钢自重; 根据钢结构设计规范(GB50017-200
19、3)规定,悬臂构件挠度取值时,其计算跨度按实际悬臂长度 2倍取用,取计算l=3.2m;同时受弯构件容许挠度按主梁取计算l/400。 Ql46EI(3ld-ld)+2P1ld6EI(3ld-l1)+6EI2p2l1=1587010-31.5210-30.52(31.5-1.5)62061062.36910-5(31.5-0.5)+62061062.36910-5= +0.2791.6462061062.36910-5=0.524.160.05=4.16mm计算l/400=8.875mm 满足要求。 I16a后部锚固钢筋设计 锚固钢筋的承载力验算 锚固选用218 HPB235圆钢吊环(严禁使用冷加
20、工钢筋)预埋在梁、结构板中,锚固长度30d,绑扎在梁主筋上,吊环承受的拉力为: P3=RA=7319N 根据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)压环中第10.9.8条,在构件的自重标准值作用下,每个吊环按2个截面计算的吊环应该不应大于50N/mm2; 压环承受的拉应力为: =P3/2A18=7319/(23.90)=12.94/mm250N/mm2, 满足要求。 由上述计算可知,都是按结构板带共同受力来验算楼板的承载力,从实际情况来说是可行的,但是从理论上来说,还不是很有说服力,究竟板带共同作用的区域有多大,是不是楼板会上拱,很难说清楚,同时也没有相应的规范明确指明,因此考虑从结构安
21、全出发,又不违反规范要求,决定采用钢筋斜拉卸荷载方法作为额外的安全系数保证。 六、立杆稳定性计算 6.1 无风荷载时,立杆稳定性计算: AP f P计算立杆最大垂直力设计值,取P=P1=12516kN; 轴心受压构件的稳定系数,根据长细比查(JGJ1302001)附录C 表,C 取值,根据第5.3.3 条规定:立杆计算长度l0 =kh=1.1551.51800=3118.5mm,长细比= l0/i(钢管回转半径)= 3118.5/15.8=197.373,查附录C,=0.185,A立杆的截面面积,查本规范附录B表B采用:A=489mm2。 立杆稳定性计算: P/A=12516/0.189489
22、=135.42205N/mm2,安全。 6.2 在风荷载作用下,立杆稳定性计算: P/A+MW/Wf MW由风荷载设计值产生的弯矩,按本规范(5.3.4)式计算; W 钢管立杆的截面模量,查附录B 表B:W=5.08cm3; 由风荷载产生的弯矩计算 水平风荷载标准值 k =0.7zs0 z风压高度变化系数,查建筑结构荷载规范(GBJ9):D类地区,脚手架最高处20表得:z=1.78; s脚手架风荷载体型系数,按本规范4.2.4 规定采用,查附录A,表A-3得:敞开式脚手架的挡风面积为1.81.50.089=0.24m2,密目网的挡风系数根据建设部编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定取0.5
23、,则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后,脚手架综合挡风面积为: (1.81.5-0.24)0.5+0.689=1.92m2 其综合挡风系数为=1.92/(1.81.5)=0.71根据规范查表4.2.4,背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3.,即:s=1.30.71=0.92; 0基本风压。根据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录D.4,按50年一遇的风压采用:0=0.9。 k=0.71.780.920.9=1.03KN/m2 由风荷载产生的弯矩计算 Mw=0.851.4MWk=0.851.41.031.51.82/10=0.596kNm 立杆稳定性计算 P/A+MW/W=
24、175.4+0.60106/5.08103=187.2N/mm2,f=205 N/mm2,安全。 七、连墙件计算 连墙构造对外脚手架的安全至关重要,必须引起高度重视,确保架体稳固。采用预埋1001008钢板,钢板上设4根150mm长12锚脚, 硬拉接水平间距为3.6m、竖向间距为每楼层1道。 选用一根800mm长48的钢管,一端焊接在原结构最外围边板的结构预埋板上,另一端通过双扣件形式与脚手架内外立杆拉接。 由风荷载产生的连墙件轴向力设计值: N1=1.4wkA w=1.40.483.64.65=11.25kN 连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0,对双排脚手架取4.0KN,连墙件轴向
25、力计算值Nl=N1w+N0=11.25+5=15.251kN 连墙件48钢管的轴向承载力设计值Nf: 轴心受压钢管的稳定系数=l连墙件/i=800/15.8=50.63,根据长细比查(JGJ1302001)附录C 表C 取值, =0.850 Nf=A f =0.850489205=85.208KNlN=15.25kN,所以连墙件拉筋用一根800mm长48的钢管满足要求。 连墙件通过连墙件采用焊接方式与墙体连接,角焊缝强度计算公式如下 f=Nl/lwt lw为连墙件的周长(焊缝长度),取3.1448.0-10=140.80mm; t为连墙件的壁厚(焊缝有效厚度),t=3.50mm; f= 15.
26、25103/140.83.5=30.9N/mm2=160N/mm2,安全。 实际施工中,每条焊缝有效长度为焊接长度-10mm,不必全部焊接,两边各焊40mm; 则wl=(40-10)2=60mm f = 15.25103/603.5=72.6N/mm2=160N/mm2,安全。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! 根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范可知,一个直角扣件抗滑设计值为8.0KN。而连墙件轴向力计算值Nl =15.25kN,由此可见,在两步三跨内必须采用800mm长483.5 钢管作为连墙件用直角扣件固定在内立杆上。即每个连墙件需要两个直角扣件同时工作(也就是总抗滑力满足16
27、.0kN)才能满足抗滑。 八、注意事项 (1)型钢悬挑扣件式钢管脚手架涉及的所有材料必须合格; (2)型钢悬挑扣件式钢管脚手架施工前,必须编制详细的施工方案,并进行安全技术交底; (3)型钢悬挑扣件式钢管脚手架扎设过程中,要进行跟踪检查,扎设完毕后,要进行综合验收; (4)型钢不允许随意的打眼、钻孔; (5)考虑到结构施工时,排架自重及排架传递结构荷载的因素,决定除悬挑板部位外,其他部分排架(阳台间)必须等阳台部位拆除后方可拆除,悬挑板处排架(阳台处)必须保留至悬挑脚手拆除后才能拆除; (6)卸荷,在上层分别进行一次(局部两次)钢丝绳卸荷,卸荷点在楼板底安装16圆钢。工况2 本计算书为工况2计
28、算书,现场为阳台之间采用工字钢I16,长度L约为6000mm;在板上设置埋件,尺寸详见图3,脚手架其他说明同工况1。 3.1.2 受力分析 型钢所受力为内外4根立杆(局部3根按四根进行计算)传送下来的脚手架结构自重、构配件自重及上部施工均布活荷载,利用483.5 钢管在悬挑中间部位作不小于45度的斜角支撑,详见附图(工况2)。3.2 水平悬挑梁设计: 根据钢结构设计规范(GB50017-2002)规定进行下列计算与验算,计算模型:按照简支伸臂梁进行计算。 I16截面特性 P2=11525同工况1,做法详见图3, fy=215N/mm2,截面面积A=2611mm2,翼缘宽度b1=88mm,翼缘平
29、均厚度t1=9.9mm,高度h=160mm,上臂缘对Y轴的回旋半径iy=18.9mm,总长度L=6000mm,悬臂l=3400mm。 PP1P1q=200.9N2002300190010000CBA50010023128强度验算 xWx=Mmaxx-截面发展系数,对I形截面,查表得:x=1.05; Wx-对x 轴的净截面抵抗矩,查表得:Wx=141103mm3; f-型钢的抗弯强度设计值,Q235 钢,取f=215N/mm2。 Mmax-经计算得Mmax=23128N=23128103/(1.05141103)=156.2N/mm2f=215N/mm2,安全。 整体稳定验算 根据钢结构设计的规
30、范(GB50017)的规定,轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。整体稳定系数按以下公式计算:fyb2352)(Yt14320bb = +44h1+Y l1 t1b -系数,当= =16009.9/(88160)=0.9121.125,所以b取b1h0.21+0.67=0.21+0.671.125 =0.964 =1600/18.9=75.83l1 Y= iyb -截面的不对称系数。16#工字钢属于双轴对称截面,b =0计算得b =1.9810.6,必须查表用b.代替b,当b =1.8时,b=0.894,当b =2.0时,b=0.913,由内插法得b=0.911; 则悬挑梁弯曲应力为: xWx
31、Mmax=23128103/(0.911141103)=180.5N/mm2f=215N/mm2,安全。 埋件与结构钢筋焊接,该埋件起的作用是限制型钢左右移动,下面为焊缝验算: 整改RB-作用于埋件的轴心拉力设计值,RB=62917N; lw-角焊缝的计算长度,取lw=2(150-10)=280mm; -焊缝的计算厚度,取6mm。 =62917/2806=37.45N/mm2=160N/mm2,焊缝不会破坏,满足要求。 综上所述,当挑梁采用I16工字钢,其强度、挠度、稳定性均符合要求。 由上述计算可知,都是按结构板带共同受力来验算楼板的承载力,从实际情况来说是可行的,但是从理论上来说,还不是很有说服力,究竟板带共同作用的区域有多大,是不是楼板会上拱,很难说清楚,同时也没有相应的规范明确指明,因此考虑从结构安全出发,又不违反规范要求,决定采用钢丝绳斜拉卸荷载方法作为额外的安全系数保证。 目 录一、编制依据.1 二、工程简况. . .1 三、脚手架.1 3.1脚手形式、布置. .1 3.2 型钢悬挑脚手架参数.2 3.4脚手搭除施工方法.3 3.5安全管理措施.4 四、安全管理:.5 五、计算书 .