悬挑式脚手架搭拆施工方案

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　悬挑式脚手架搭拆施工方案
一、工程概况
 宇海星城商住小区，该工程东临中华路。建筑面积62000㎡，基础形式为钢筋混凝土筏形基础。设地下一层，地上十七层，局部十八层，建筑总高度为60.5 m，室内外高差为0.45m，抗震设防裂度为8度，耐火等级为二级，地下室耐火等级为一级。屋面防水等级为二级，地下室防水等级为三级。建筑设计使用年限为50年。
二、编制依据及构造要求
 悬挑式脚手架的设计、计算及构造
1 设计依据：
 国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ130-2001）；
 国家行业标准《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
 国家行业标准《钢结构设计规范》（GBJ17-88）
 国家行业标准《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）。
2搭设方式与主要参数
 脚手架用φ48×3.5钢管和扣件搭设成双排架，其横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.5m；从二层顶开始挑出，共挑出两次，每次挑出八层。脚手架立杆下部支撑在用型钢制作的水平悬挑梁上；脚手架搭设高度共16步，计24m高；里立杆离墙面0.4m；每2步设一层毛竹片；施工作业层活荷载为3KN/m2；脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工；剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置；其他搭设要求遵照JGJ130-2001执行。
 3、 荷载取值与组合
 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）
 查（JGJ130-2001）规范（以下简称规范）表A-1得；
 NG1K=18×0.1248=2.246 NK
 3.2 构、配件自重
 3.2.1 外立杆
 （1）毛竹片，按2步一层及共5层，单位荷载按0.10 KN/m2计：
    NG2K-1=（5×1.05×0.10）/2=0.3938KN
 （2）栏杆、挡脚板（挡脚板按三层计）查表4.2.1-2
    NG2K-2=3×0.14×15+2×1.5×0.384+2×2×0.0132=0.9132KN
 （3）安全网
 NG2K-3=18×1.5×0.01=0.27KN
 （4）合计
  NG2K=0.3938=0.9132+0.27=1.57KN
     3.2.2 内立杆
（1）毛竹片
 NG2K-1=5×1.05×1.5×0.10/2+0.3×1.5×2×0.10=0.4838KN
（2）纵向横杆（搁置悬挑部分的毛竹片用）
  NG2K-2=2×2×1.5×0.384+2×2×0.0132=0.2832KN
（3）合计：NG2K0.4838+0.2832=0.757KN
 3.2.3 施工荷载
      外立杆  N2K=2×1.5×1.05×3/2=4.725KN
      里力杆  NQK=4.725+0.3×1.5×2×3=7.425KN
 3.2.4 垂直荷载组合
      外立杆  N1=1.2×（2.2462+1.577）+1.4×4.725=11.203KN
      里力杆  N2=1.2×（2.2462+0.757）+1.4×7.425=14.011 KN
 4、水平悬挑梁计算）
    选用16a槽钢       W=108.3cm3，       自重q=17.23kg/m
 水平挑梁端部增加斜拉杆，故挑梁简化为支梁计算弯距。
   Mmax=N2a2b2/l= N1a2b2/l=1/8（ql2）
       =14×3×1.1/4.1+11×4.05×0.05/4.1+1/8×0.17×4.12
       =11.27+0.54+0.36=12.167KNM
   σ=M/W=12167000/0.938×108300=120N/m2＜205 N/m2（安全）
 5、立杆强度及稳定性计算
 5.1无风载时，立杆最大垂直力为14.011KN
   立杆步距  1.8m
   立杆计算长度，根据第5.3.3条规定
           lo=1.155×1.5×180=312cm
   则细长比    λ=312/1.58=197.5
   查附录C，φ=0.185
   立杆轴向压应力f=14011/（0.185×489）
 =154.88N/mm2＜205 N/mm2（安全）
     5.2 在风载作业下，外立杆稳定性计算
       建筑物最大高度按67.5m计，最后一组挑架假设从67.5-10×1.8=59.5m开始搭设，此情况立杆垂直度最大，相应风载也大。
       基本风载  0.55KN/m2，高度变化系数（B类）1.964
       查表A-3，敞开式脚手架的挡风面积为1.8×1.5×0.089=0.2403m2
       密目网的挡风系数取0.5，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：（1.8×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2
       其综合挡风系数φ=1.047015/（1.8×1.5）=0.5445
       背后开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3φ，则脚手架所承受风载标准值（按4.2.3计算）
       07×0.55×1.964×（1.3×0.5445）=0.5352KN/m
      由风荷载设计值产生的外立杆弯距（据公式5.3.4）
      Mw=0.85×1.4×0.5352×1.5×1.82/10=0.3045KNm
    组合风载后外立杆压弯应力
      F=11203.1/（0.185×489）+0.3095×106/（5.08×103）
       =184.77N/mm2＜205 N/mm2（安全）
 6、连墙件设计
   6.1按照常规的做法连墙件二端分别用一个扣件与立杆和墙体预埋件连接，按照规范（5.4.1）公式进行多次试算。一个扣件所传递轴向力设计值均大于表5.1.7所列一个直角扣件、旋转扣件的抗滑承载力设计值8KN，故决定采用2个扣件进行连接，即连墙杆一侧分别与里外立杆同时连接，另一侧在建筑物内、外墙面各加两只直角扣件扣紧，或者在建筑物上预埋钢板，在预埋钢板上焊上一短钢管，通过两只旋转扣件与连墙件连接；这样，连墙件所能传递的轴向力设计值可达2×8=16KN。
   6.2 脚手架高度在50m以下，采用两只扣件连接时，连接件按2步2跨设置，连墙件的轴向力设计值按公式5.4.1计算为：
 W50=1.4×0.7×0.55×（1.3×0.5445）×1.67×（5.4×3）+5=15.32＜16KN（安全）
   6.3 脚手架高度在50m以下采用两只扣件连接时，连墙件按3步2跨设置，连墙件的轴向设计值为：
  W100=104×0.7×0.55×（1.3×0.5445）×2.09×（3.6×3.0）+5
      =13.61KN＜16KN（安全）
 7、大横杆计算
      应力   σ=M/W≤f
      弯距   M=1.2Mck+1.42Mθk
         Mck—脚手板在自身，标准值产生的弯距
         Mθk—施工荷载标准值产生的弯距
    Mck=0.393×1.05×1.5×1.05/8=0.08KNM
    Mθk=3×1.05×1.5×1.05/8=0.62 KNM
    M=1.2 Mck+1.42Mθk 1.2×0.8+1.4+0.62=0.096+0.868=0.964KNM
   σ=M/W=0.964KNM/5.08cm3=964000/5080=189.76＜205K/mm2（安全）
 8、机件抗滑验算
    按公式R≤Rc
      内立杆 N1=14.011KN
      外立杆 N2=11.203KN
 R=14.011/2=7KN＜Rc=8KN（安全）
 9、预埋件卡环抗剪验算
    拉力 N=Ra=10.92KN
      卡环面积F=πR2=3.14×82=200.96mm2      J=130N/mm2
      抗剪力N1=200.96 mm2×130 N/mm2=26.125KN＞10.92（安全）
 10、斜拉杆计算
    在实际施工中，由于挑梁不能按1.5m间距设置，且悬挑长度＞1.45m，故采用在挑梁端部设置斜拉杆。
    10.1斜拉杆计算
      ∑y=0     N1+N2-RDSin600=0
                11.20+14.01-RD×0.866=0
                RD=（11.20+14.01）/0.866=29.11KN
 10.2斜拉杆设计
   选用L50×5角铁   A=480 mm2         自重=3.77kg/m
   抗拉F=Af=480×170=81600N=81.6KN＞29.11KN（安全）
    10.3斜拉杆连接螺栓计算
      螺栓选用M24   净面积F=353mm2
      材料抗拉强度170N/mm2
      材料抗剪强度130 N/mm2
      M24螺栓 J=Ff=353×130=45.89KN＞29.11 KN（安全）
    10.4吊点铁板及孔销计算
      吊点铁板选用   -15×30    δ=15     F=30×15=450 mm2
      抗剪力   J=450×130=58.5KN＞29.11 KN（安全）
      埋入铁板孔销选用φ25     ι=300     F=490.8 mm2
      抗剪力   J=490.8×130=63.8 KN＞29.11 KN（安全）
    10.5悬挑架平面外联系采用[8，挑梁与联系梁连接采用M14。
 三、悬挑脚手架第一步，搭设安全措施
    由于悬挑梁第一步搭设时，埋件砼强度未达到设计值，必须借助挑梁下面落地脚手架承受，第一、二步挑架荷载。
 四、脚手架搭设顺序
 1．按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。
 2．杆件搭设顺序如下：放置纵向扫地杆——立柱——横向扫地杆——第一步横向水平杆——连墙件（或加抛撑）——第二步横向水平杆……。
 五、脚手架搭设注意事项
 1．搭设立柱时，外径不同的钢管严禁混用，相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内，错开距离应符合构造要求。
 2．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。
 3．当搭至有连墙件的构造层时，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。
 4．封闭型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。
 5．当脚手架操作层高出连墙件两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完后方可拆除。
 6．剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵横向水平杆等同步搭设，剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点距离不应大于150mm。
 7．对接扣件的开口应朝上或朝内。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。
 8．铺设脚手板时，应满铺、铺稳，靠墙一侧立墙面距离不应大于150mm。脚手板的端头应采用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支撑杆上，在拐角、斜道平口处的脚手析，应与横向水平杆可靠连接，以放置滑动。
 9．樽和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧，上樽上皮1.2m，中樽居中设置，挡脚板高度不应小于150mm。
 10．脚手架搭设完毕后，必须经有关部门验收后，方可投入使用。
 六、脚下架拆除要点
 1．划出工作区域，禁止行人进入。
 2．严格遵守拆除顺序，由上而下，后绑者先拆除，先绑者后拆除，一般先拆樽脚手板，剪刀撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等。
 3．统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一个人有关的结扣时，应先告知对方以防坠落。
 4．材料工具要用滑轮和绳索运送不得乱扔。
 挑架平台焊缝计算
 1、斜拉杆连接焊缝
 （1）    计算依据：GBJ17-88钢结构设计规范
 （2）    角焊缝抗拉、抗压和看剪：ftw=160N/mm2
 焊条为E350，手工焊
 （3）    斜拉杆最大拉力  N=43KN（见原方案）
 （4）    焊缝连接计算
         当力平行焊缝长度方向：τf=N/×lw≤ftw
         τf——按焊缝有效截面计算沿焊缝长度方向的剪应力
         he——角焊缝有效厚度，对直角焊缝等于0.7 hf，hf为小边尺寸
         ftw ——角焊缝强度设计值
 a、当he=5mm时：
       τf=43KN/5×180=43000N/900=48N＜160N   （安全）
 b、当he=4mm时：
 τf=43KN/4×120=43000N/480=82N＜160N   （安全）
 
 结论：斜拉杆连接焊缝必须lw≥120mm，he≥4时，可以满足安全要求。
 2、挑梁水平推力焊缝计算
 （1）    挑梁最大水平推力计算
 H=Ncos600=43×0.5=21.5KN
 （2）    挑梁水平力焊缝计算
 lw=H/heffw=21500/5×160=26.88mm
 结论：挑梁水平焊缝lw≥27mm安全。