某电力花园一期脚手架施工设计及施工方案

'某某花园外墙悬挑脚手架施工方案一、工程概况及编制依据某某花园一期两栋塔楼，1＃楼30层，外墙立面面积约28000平方米，2＃楼18层外墙外立面面积约14060平方米，外架的材料用量非常大，为了使工程能够按期交付使用，加强材料的周转使用，外架采用分段悬挑的搭设方法，（1＃在5层进行第一次悬挑，18层再悬挑一次；2＃楼从2层开始悬挑，悬挑一次）段与段之间完全隔断，独自受力，采用22b号I字钢做支座进行悬挑，每隔5层处用斜拉钢丝绳进行完全卸荷，完成整个悬挑结构的支撑系统。脚手架采用双排，立杆纵距为1.5米，内外立杆间距为0.9米，内立杆距墙边为0.4米，横杆步距为1.8米。编制依据:1、某某花园施工图2、《高层建筑施工手册》3、《建筑荷载规范》4、《钢结构设计规范》5、《混凝土设计规范》二、外脚手架施工方案设计说明1、悬挑钢管脚手架材料的选用及其性能要求①、钢管：选用φ48×3.5钢管；立杆、纵向水平杆（大横杆）的钢管长度一般为4—6m；横向水平杆（小横杆）一般为1.4—1.8m ；钢管应涂防锈漆一遍，再外刷红旦漆一遍。②、扣件：直角扣件、旋转扣件、对接扣件。③、脚手板：封闭层采用竹串片，隔一层封闭一层，非封闭层采用钢笆脚手板。④、钢丝绳（作卸荷用），选用6×19φ15.5和6×19φ12.5光面钢丝绳。旧的钢丝绳股中每一股若断了6根钢丝的禁用，总股数断了10根的禁用。⑤、安全网：密目式安全网（满挂），三层绿色一层黄色。⑥、悬挑构件：I字钢：选用22b号I字钢，重量15.0kg/m1、悬挑外脚手架的构造设计1）、平面布置：脚手架内立杆距墙边为0.4m，小横杆向内悬挑0.1m。立杆横距为0.9m，立杆纵距为1.5m。在每一个悬挑层、卸载层均设有水平支撑，悬挑用I字钢悬挑（详见平面布置图）。封闭层铺九夹板，小横杆在上，非封闭层铺钢笆，小横杆在下，小横杆间距为1/2立杆间距。2）、立面布置：用I字钢作悬挑支座，再用斜拉钢丝绳卸荷。立杆净步距为1.8m。在铺设脚手板的操作层上，要设置护栏和挡脚板，栏杆高度为1.2m，挡脚板高度为200mm，外侧满挂安全网。剪刀撑沿架高连续设置，剪刀撑应连续四根立杆、四步架高，与地面的夹角成45°—60°，每隔4立杆纵距设一道，在脚手架的两端和转角处必须设置剪刀撑。3）、分层卸荷装置 用斜拉钢丝绳拉到上一层的边框梁上进行卸荷，在梁上预埋Φ20钢筋，卸上面荷载，考虑完全卸载，选用6×19φ15.5及6×19φ12.5光面钢丝绳卸载。4）防护棚设置在标高38.67和71.67处分设防护棚5）受料台设置①、受料台应设在窗洞口部位，台面应与楼板取平或搁在楼板上。②、受料台在建筑物的垂直方向应错开设置，以免妨碍吊运物品。③、受料台外侧三面均应设置防护栏杆，将其端部防护栏杆做成格栅门，需要时打开。使用中应加强检查，确保安全。④、受料台应严格限制堆载。⑤、受料台的材料必须及时运走。6）、连墙杆设置每层设置连墙杆，连墙杆横距为3个立杆纵距，成梅花形布置。连墙杆在建筑高度60m以上时要加双扣件。7）抗台风措施①、为防止风涡流上翻浮力将脚手架托起导致破坏，自标高99.0开始在相应支座层设置向下钢丝绳斜拉，并与向上的钢丝绳斜拉相对应。②、为减小风涡流侧向力造成钢管脚手架侧向变形，使脚手架整体失稳，除在脚手架设置全覆盖剪刀撑（建筑物四个垂直面和拐角面各设一排，角度为45°~60° ）外，从标高99.0起，每支座层设置一道水平支撑；在拐角处相应设置水平斜拉的附墙连接件，以抵御脚手架受到的侧向风力。8）防雷避雷措施将每层的斜拉钢丝绳的φ22钢筋吊环与楼板钢筋焊接并与主楼的地极接通，形成防雷避雷系统，竖向地极钢筋电阻应小于10Ω。三、扣件式钢管脚手架的搭设和安全技术要求1、底座安装：按构架设计的立杆纵距和立杆横距进行放线定位、铺设底座悬挑I字钢，I字钢上按立杆间距焊接φ25短钢筋，立杆必须插入短钢筋上，并确保位置准确。2、脚手架搭设顺序如下：放置纵向扫地杆—立杆—横向扫地杆—第一步纵向水平杆—第一步横向水平杆—连墙杆（或加抛撑）—第二步纵向水平杆—第二步横向水平杆……。3、搭设注意事项：1）在搭设作业前，外架工程负责人及质安人员必须对架子工进行安全交底，高度重视高处施工作业的安全问题，不可疏忽大意。2）外径48mm与51mm的钢管与扣件严禁混用。3）立杆上的对接扣件应交错布置，两个相邻立杆接头不得设在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。3）开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。4）当搭至连墙杆的构造层时，搭设完该处的立柱、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。5）立柱搭接长度不应小于1m，立柱顶端高出建筑物檐口上皮高度 1.5m。6）为保证高空安全作业，在上升搭设脚手架时，必须先升内立杆及内侧大横杆，把安全带扣在内侧大横杆或立杆上，然后再升外侧立杆及外侧大横杆。4、搭设纵、横向水平杆的注意事项：1）搭设纵向水平杆的注意事项：①对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm，并应避免设在纵向水平杆的跨中。②搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置3个旋转扣件固定，端部扣件边缘至杆端的距离不应小于100mm。③纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨，并不小于6m。2）脚手架的同一步纵向水平杆必须四周交圈，用直角扣件与内、外角柱固定。3）脚手架的横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm。5、搭设连墙杆、剪刀撑、横向支撑等注意事项：1）连墙件应均匀布置，形式宜优先采用梅花形布置。应靠近主节点，偏离主节点的距离不得大于300mm。建筑高度大于70m时，连墙件的扣件必须采用双扣件。连墙件必须从底步第一根纵向水平杆开始设置，当脚手架操作层高出连墙件第二步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完后方可拆除。2）剪刀撑、横向水平撑应随立柱、纵向水平杆等同步搭设。3）每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5— 7根之间。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°-60°之间。两端及转角必须设置剪刀撑。4）剪刀撑必须沿架高连续设置。6、扣件安装的注意事项：1）扣件规格必须与钢管外径相同。2）扣件螺栓拧紧力矩不应小于40N.m，并不大于65N.m。3）主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）、剪刀撑、横向剪刀撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。4）对接扣件的开口朝上或朝内。5）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。6）斜拉钢丝绳卸荷吊点处及连墙件处要加双扣件。7、铺设脚手板的注意事项：1）应铺满、铺稳，靠墙一侧离墙面距离不应大于150mm。2）脚手板的探头应采用10号镀锌铁丝固定在支承杆上。3）在拐角、斜道平台处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，以防止滑动。8、搭设栏杆、挡脚板的注意事项：1）操作层必须设栏杆和挡脚板。2）栏杆和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧。3）上栏杆上皮高度1.2m，中栏杆居中设置。4）挡脚板高度不得小于180mm。9、脚手架搭设的质量要求1）立杆垂直偏差 纵向偏差不大于H/400，且不大于100mm；横向偏差不大于H/600，且不大于50mm。2）纵向水平杆水平偏差不大于总长度的1/300，且不大于20mm，横向水平杆水平偏差不大于10mm。1）脚手架的步距、立杆横距偏差不大于20mm；立杆纵距偏差不大于50mm。2）扣件紧固力矩宜在45—55N.m范围内，不得低于45N.m或高于60N.m。3）连墙件的数量、位置要准确，连接牢固，无松动现象。四、扣件式钢管脚架拆除的技术要求1、拆除前必须完成以下准备工作：1）全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系是否符合安全要求。2）根据检查结果，补充完善施工组织设计中的拆除顺序，经技术部主管批准方可实施。3）拆除安全技术措施应与外架工程负责人及质安部门逐级进行技术交底。4）清除脚手架上杂物及地面障碍物。2、拆除应符合以下要求：1）拆除顺序应逐层由上而下进行，严禁上下同时作业。2）所有连墙件应随脚手架逐层，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。 3）当脚手架拆至下部最后一根长钢管的长度（约6.5m）时，应先在适当位置搭临时抛撑加固，后拆连墙件。4）当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应先设置连墙件和横向支撑加固。1、卸料应符合以下要求：1）各构配件必须及时分段集中运至地面，严禁抛扔。2）运至地面的构配件应按规范的要求及时检查整修与保养，并按品种、规格堆码整齐存放，置于干燥通风处，防止锈蚀。3）拆除脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。五、脚手架的使用规定1）作业层每1m2架面上实用的施工荷载（人员、材料和机具重量）不得超过以下的规定值；施工荷载（作业层上人员、器具、材料的重量）的标准值，结构用脚手架不得超过300公斤/m2；装修脚手架不得超过200公斤/m2。2）在架板上堆放的标准砖不得多于单排立码3层，砂浆和容器总重不得大于150公斤；施工设备单重不得大于100公斤，使用人力在架上搬运和安装的构件的自重不得大于250公斤。3）在架面上设置的材料应码放整齐稳固，不影响施工操作和人员通行。严禁上架人员在架面上奔跑、退行或倒退拉车。4）作业人员在架上的最大作业高度应以可进行正常操作为度，禁止在架板上加垫器物或单块脚手板以增加操作高度。 5）在作业中，禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作要求需要临时拆除时，必须经主管人员同意，采取相应弥补措施，并在作业完毕后，及时予以恢复。6）工人在架上作业中，应注意自我保护和他人的安全，避免发生碰撞、闪失和落物。严禁在架上戏闹和坐在栏杆上等不安全处休息。7）人员上下脚手架作业时，应先行检查有无影响安全作业的问题存在，在排除和解决后方可开始作业，在作业中发现有不安全的情况和迹象时，应立即停止作业进行检查，解决以后才能恢复正常作业；发现有异常和危险情况时，应立即通知架体上所有人员撤离。8）人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通（梯）道，严禁攀援脚手架上下。9）在每步脚手架的作业完成之后，必须将架体上剩余材料物品移至上（下）步架或室内；每日收工前应清理架面，将架面上的材料物品堆放整齐，垃圾清运出去，在作业期间，应及时清理落入安全网内的材料和物品。在任何情况下，严禁自架上向下抛掷材料物品和倾倒垃圾。脚手架的设计计算书设脚手架的立杆纵距L=1.5m，立杆横距b=1.0m，内立杆距建筑物梁边距离为0.4m（向内挑横杆0.1m，距建筑物板边0.3m ；脚手架步距h=1.8m，铺设脚手板层数为4层，同时进行施工2层。脚手架与建筑物主体结构连接点的布置，其竖向间距H1=2h=2×1.8=3.6m，水平距离L1=3L=3×1.5=4.5m，钢管为φ48×3.5；根据规定均布荷载Qk=3.0kn/m2，脚手架分段搭设，用I字钢悬挑，斜拉钢丝绳卸荷，每5层卸载一次。1、验算架子结构的整体稳定与单杆稳定（1）荷载计算①恒载的标准值GkGk=Hi（gk1+gk3）+n1Lagk2gk1=[0.413(La+h)+0.188Lb+0.372]/10h=[0.413×（1.4+1.8）+0.188×1.2+0.372]/10×1.8=0.107gk3=0.0703gk2=0.4637高度34米Gk=34×(0.107+0.0703)+2×1.4×0.4637=7.31kn②活载Qk=n1Laqk=2×1.4×1.2×2=6.72KNN=1.2×7.60+1.4×6.72=18.53KN③防护棚荷载九夹板荷载2×6×0.02×2=0.48kn/m20.48×1.4=0.672KN/m 钢管37.67N/m，0.151KN/m防护棚荷载为0.823KN/m（1）整体稳定N/φA≤KaKhfN=18.53×2=37.06KN（2）计算φ值b=1.0mH1=3.6mλx=2H/b=3.6×2/1.0=7.2由b=1.0mH1=2h查表4-4-9得μ=25λox=μλx=25×7.2=180由λox=180查表4-4-7得φ=0.220（3）验算整体稳定立杆采用单钢管Ka=0.85Kh=1/(1+H/100)=1/(1+34/100)=0.746N/φA=37.06×1000/(0.220×4.893×100×2)=71.98KNKaKhf=0.85×0.746×205=130N/mm2＞71.98N/mm2整体稳定安全。（4）验算单根钢管立杆的局部稳定单根钢管最不利为内立杆按公式N1/（￠1A1）+σm≤KaKhfN1=N×1.1/1.6=20.0KN由Λi=h/i=1700/5.78查表4-4-7得φ=0.532Qk=2.0kn/m2σm=35N/mm2A1=489mm2 Ka=0.85Kh=0.746N1/（φ1A1）+σm=20×1000/(0.532×489)+35=111.50N/mm2KaKhf=0.85×0.746×205=130N/mm2所以单杆稳定安全1、脚手架与主体结构连接点抗风强度验算及风荷载作用的架子整体稳定验算。基本风压w0=0.77kn计算标高从99.25~126.50此段外架的风荷载作用的架子整体稳定。W=0.75βzμzμstww0根据钢管脚手架计算有关规定βz=1μz=2.30μstw=φμs×(1-ηn)/(1-η)n=2μstw=φμs×(1+η)φ挡风系数h=1.70mL=1.40m查表得φ=0.109w0d2=0.77×0.0482=0.00177＜0.002得μs=1.2由φ=0.109立杆纵距/立杆横距=1.50/0.90=1.667GBJ9-87得η=1μstw=0.109×1.2×(1+1)=0.262w=0.75βzμzμstww0=0.75×1×2.30×0.262×0.77=0.348kn/m2(2)验算连墙点抗风强度 风荷载对每个连墙件产生的抗力压力Nt=1.4HALAW=1.4×3.4×4.2×0.348=6.95KN一个扣件的抗滑能力设计值为6.0KN所以连墙处加双扣件w≤6.0/(1.4×3.5×4.2)=0.29时，用单扣件0.75βzμzμstww0≤0.29即μz≤0.29/(0.75×1×0.2544×0.77)μz≤1.98时即外架高度在80m以下时用单扣件。（3）验算架子整体稳定N/（φA）+M/bA1≤KAKHfq=1.4Lw=1.4×1.4×0.348=0.682KN/mM=qH12/8=0.682×3.42/8=0.986kn.mM/bA1=0.986×106/1000×489×2=1.008N/mm2N/（φA）=71.98N/mm2N/（φA）+M/bA1=71.98+1.166=73.15N/mm2KAKHf=0.85×0.746×205=130＞73.15安全1、悬挑I字钢验算选用16号I字钢，单纯I字钢悬挑，求I字钢所能承受的最大荷载。在最大刚度平面内受弯构件整体稳定性 Mx/φbwx≤f抗剪强度τ=vs/Itw≤fv计算φbφb=βb×4320×Ah×{[1+(λyt1/4.4h)2]1/2+ηb}×235/λy2wxfvλy=L1/iy=1600/17=94.11ξ=L1t/bh=1600×7.8/82×160=0.963βb=0.21+0.67ξ=0.21+0.67×0.963=0.855φb=0.815×4320×20.2×100×160×[1+(94.11×7.8/4.4×160)2]1/2×235/(215×94.112×109×1000×215)=1.40φb’=1.1-0.4646/￠b+0.1269(￠b3/2)=0.845Mx/φb’wx＜f=215Mx＜215×0.845×109×103=19.80KN.mτ=vs/Itw≤fv=v×62.3×1000/(873×104×7.8)≤215v≤136.6KNP≤68.3KNI字钢验算，计算简图如下： λ=m/L=1.6/3.6=0.44λ1=m1/L=0.6/3.6=0.167q=0.15q1=3.16N=12.63RA=N(2+λ+λ1)+ql(1+λ2)/2+q1m(2+λ)/2RA=46.63KNRB=-N(λ+λ1)+ql(1－λ2)/2－q1m/2LRB=-10.25KNMA=-N(m+m1)-m2(q+q1)/2=-29.62KN>19.80KN不合要求卸荷载只能考虑卸去总重的1/3， 所以在支座及隔5层处增加斜拉钢丝绳卸荷卸荷后的计算简图如下：按力矩分配法算得Mmax=12KN.m可以满足要求。所以在标高32.00及99.500用I16悬挑并搭防护棚在标高66.25及126.50处用I12悬挑。经验算可以满足要求。1、斜拉钢丝绳卸荷设计与计算每五层卸一次，考虑全部荷载均由斜拉钢丝绳承受一步一纵距由2个吊点(1)钢丝绳设计（仍按总荷进行考虑，但有两次卸荷）p钢丝绳=30.78×1.5/4=11.54KNTAO=11.54×3.75/3.4=12.72KNTBO=11.54×3.45/3.4=11.71KNTAC=-11.54×1.6/3.4=-5.43KNTBC=-(TAC+11.54×0.6/3.4)=-7.47KN，吊点处要有两个扣件与立杆卡紧。若采用6×19，绳芯1钢丝绳px≤αpg/kpg≥kpx/α=8×12.72/0.85=119.7KN选用φ15.5安全系数选用6时，pg≥kpx/α=6×12.72/0.85=89.80KN 选用φ12.5为了有效利用已有的钢丝绳，支座处选用φ15.5，卸荷层选用φ12.5。(2)选择与钢丝绳配套使用的卡环φ15.5的卡环选用2.7#，φ12.5的卡环选用1.4#（3）设计吊环根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）第7.9.8条规定，吊环采用I级钢筋，严禁使用冷加工钢筋，吊环埋入深度不小于30d，并应焊接或绑扎于结构主筋，每个吊环可按两个截面计算，吊环拉应力不大于50N/mm2吊环面积Ag=Px/（2×50）=(12.72+11.71+3.539)/100=279mm2选φ20钢筋则Ag=314mm2（1）验算吊点处扣件抗滑能力水平扣件受剪N=27/3.4×0.9=7.04KN＞6KN故吊点处水平扣件采用双扣件吊点处垂直分力为30.78KN，所需扣件为30.78/6=6个采取防滑措施，防止大横杆被钢丝绳兜起沿立杆向上滑移。如图所示： 1、结构验算假设垂直分力的1/2传到建筑结构上，对结构主梁的受力简图如下：脚手架传来荷载N=15.39KN传来边框梁自重N=3.99KN板荷8KN/m板挠度验算wA=FL3/3EI+ql4/8EI C35EC=3.15×104N/mm2I=bh3/12=1000×803/12=4.3×107wA=34.65mm[f]=L/200=18mm不合要求，故在此处增加顶撑。'