骊山新家园工程脚手架施工方案

'西安临潼度假区骊山新家园一期A区17号楼脚手架工程专项施工方案编制：审核：批准：施工单位：中铁二十一局集团第二工程公司编制日期：二○一○年十二月 西安临潼度假区骊山新家园一期A区17号楼脚手架专项施工方案一、施工依据：1、西安市建筑设计研究院设计的施工图2、《西安临潼度假区骊山新家园一期施工组织设计》3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001二、工程概况：本小区工程全部为六层砖混结构，包括14栋住宅楼，总建筑面积49185平方米。建筑高度17.4米。根据工程结构特点以及参考《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，外脚手架采用落地式双排外脚手架，室内梁、板结构支撑体系采用普通扣件式钢管满堂脚手架。三、脚手架设计一）、脚手架材质要求⑴钢管采用外径为Φ48mm，壁厚3.5mm，的焊接钢管。材质符合《普通碳素结构钢技术条件》GB700-88中的A3钢的技术条件，管材符合《直径5-152mm电焊钢管》YB242-63中的甲类软钢管。《低压流体输送用焊接钢管》GB3092-82中普通钢管的规定。对购进的钢管先除锈，内壁擦涂两道防锈漆，外壁涂桔黄色防锈漆。有严重锈蚀、弯曲、压偏损伤、及裂纹者挑出。⑵扣件符合GJ22-85《钢管脚手架》规定，材质符合GB078-67《可锻铸铁分类及技术条件》中的技术条件。选用的扣件为标准的对接扣件、旋转扣件、直角扣件。⑶脚手板采用竹架板作为脚手板，两端使用10-14号镀锌钢丝捆紧。⑷安全网、平网完全采用合格的推荐产品，长6米，宽1.8米。其性能符合国家规定和冲韧试验规定。二）、脚手架构造设计说明：、脚手架设计尺寸为：脚手架立杆的纵距为1.5米，立杆的横距为1.05米，大小横杆的步距为1.8米，内立杆与建筑物0.30米； 、脚手架采用竹架板作为脚手板，其自重标准值为0.35KN/㎡；、本设计采用由钢管、扣件组成的抱（墙）式刚性连墙件，其间距在水平方向不大于7m，每楼层设置，并呈梅花形错开布置；、在转角处或跨越5～7根立杆，间距10米处搭设45度夹角的剪刀撑，从下到上连续设置，剪刀撑与大横杆、立杆的交点交点处都必须用扣件联结牢固，剪刀撑搭接长度应大于1米。、本设计采用Ø48×3.5㎜钢管，其抗拉、抗压、抗弯强度设计值F=205KN/㎜2；弹性模量E=2.06×105N/㎜2；、立面采用安全密目网，自重标准值为5N/㎡；、脚手架外立面在每步架中间设水平钢管栏杆一道。踢脚板采用180㎜宽竹胶板，并刷漆处理。其自重标准值为0.35KN/㎡；、每二层(即二层、四层、六层)进行安全隔离防护，满铺脚手板。、扫地杆离地距离200mm，脚手架基础处理，采用素土夯实垫四米通长木板并加定型钢管底座。木板为4000×50×250mm，定型钢管底座与板接触面不小于二分之一。三）、脚手架设计计算（一）、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为19米，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.5米，立杆的横距为1.05米，大小横杆的步距为1.8米；内排架距离墙长度为0.30米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；取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3.6米，水平间距4.5米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000kN/m2；脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2层；3.风荷载参数本工程地处陕西省西安市，基本风压为0.35kN/m2； 风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为0.65；脚手架计算中考虑风荷载作用4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:10；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.038；5.地基参数地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kpa):160.00；立杆基础底面面积(m2):0.25；地基承载力调整系数:1.00。（二）、大横杆的计算:按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m； 脚手板的自重标准值:P2=0.3×1.05/(2+1)=0.105kN/m；活荷载标准值:Q=3×1.05/(2+1)=1.05kN/m；静荷载的设计值:q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；活荷载的设计值:q2=1.4×1.05=1.47kN/m；2.强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.52+0.10×1.47×1.52=0.362kN.m；支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.426kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=Max(0.362×106,0.426×106)/5080=83.858N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为σ=83.858N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！3.挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下：其中：静荷载标准值:q1=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；活荷载标准值:q2=Q=1.05kN/m；最大挠度计算值为：V=0.677×0.143×15004/(100×2.06×105×121900)+0.990×1.05×15004/(100×2.06×105×121900)=2.291mm；大横杆的最大挠度2.291mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！ （三）、小横杆的计算:根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1=0.038×1.5=0.058kN；脚手板的自重标准值：P2=0.3×1.05×1.5/(2+1)=0.158kN；活荷载标准值：Q=3×1.05×1.5/(2+1)=1.575kN；集中荷载的设计值:P=1.2×(0.058+0.158)+1.4×1.575=2.463kN；小横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=1.2×0.038×1.052/8=0.006kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=2.463×1.05/3=0.862kN.m；最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.868kN.m；最大应力计算值σ=M/W=0.868×106/5080=170.953N/mm2；小横杆的最大弯曲应力σ=170.953N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！3.挠度验算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:Vqmax=5×0.038×10504/(384×2.06×105×121900)=0.024mm；大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.575=1.79kN；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:Vpmax=1790.1×1050×(3×10502-4×10502/9)/(72×2.06×105×121900)=2.929mm；最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.929=2.953mm；小横杆的最大挠度为2.953mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7与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；大横杆的自重标准值:P1=0.038×1.5×2/2=0.058kN；小横杆的自重标准值:P2=0.038×1.05/2=0.02kN；脚手板的自重标准值:P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；活荷载标准值:Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；荷载的设计值:R=1.2×(0.058+0.02+0.236)+1.4×2.362=3.684kN；R<6.40kN，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(kN)，为0.1248 NG1=[0.1248+(1.50×2/2)×0.038/1.80]×19.00=2.979；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3NG2=0.3×10×1.5×(1.05+0.3)/2=3.038kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15NG3=0.15×10×1.5/2=1.125kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005NG4=0.005×1.5×19=0.142kN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.284kN；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=3×1.05×1.5×2/2=4.725kN；风荷载标准值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=0.35kN/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=1；Us--风荷载体型系数：取值为0.645；经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.35×1×0.645=0.158kN/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=1.2×7.284+1.4×4.725=15.356kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.284+0.85×1.4×4.725=14.364kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为 Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.158×1.5×1.82/10=0.091kN.m；(六)、立杆的稳定性计算: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=14.364kN；计算立杆的截面回转半径：i=1.58cm；计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：k=1.155；计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：μ=1.5；计算长度,由公式l0=kuh确定：l0=3.118m；长细比:L0/i=197；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]=205N/mm2；σ=14363.79/(0.186×489)+91392.178/5080=175.914N/mm2；立杆稳定性计算σ=175.914N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！(七)、最大搭设高度的计算:按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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=4.305kN；活荷载标准值：NQ=4.725kN；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)=0.091/(1.4×0.85)=0.077kN.m；Hs=(0.186×4.89×10-4×205×103-(1.2×4.305+0.85×1.4×(4.725+0.186× 4.89×100×0.077/5.08)))/(1.2×0.125)=41.536m；按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：[H]=41.536/(1+0.001×41.536)=39.88m；[H]=39.88和50比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=39.88m。脚手架单立杆搭设高度为19m，小于[H]，满足要求！(八)、连墙件的计算:连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl=Nlw+N0风荷载标准值Wk=0.158kN/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；按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),N0=5.000kN；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=3.584kN；连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=8.584kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=φ·A·[f]其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l0/i=300/15.8的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；又：A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.89×10-4×205×103=95.133kN；Nl=8.584