超高層住宅工程懸挑腳手架施工方案

1、北京某超高層住宅工程懸挑腳手架施工方案第1章 工程概況 本工程位于北京市區(qū)西區(qū)，北臨路，西靠路，南側為新建住宅樓，東側為住宅小區(qū)，由北京房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資興建、廣東省設計研究院北京分院設計、工程建設監(jiān)理公司監(jiān)理、區(qū)質量監(jiān)督站質量監(jiān)督的高檔住宅工程。本工程結構形式為框架-核心筒結構，結構安全等級為二級，抗震設防烈度八度，防火分類為一類，耐火等級一級。建筑面積106639m2，基礎為筏板基礎，地下四層，地上二十八層，裙樓部分地上六層。標準層層高3.3m,0.00m相當于絕對標高+41.800m，室內(nèi)外高差0.600m。基底標高為-24.61m（核心筒部分），檐高99.95m，建筑物總高度103

2、.65m。裙樓高+26.6。由于現(xiàn)有i18工字鋼材料和腳手管等物資充足,所以本工程主樓七層以上采用型鋼懸挑腳手架，每六層一挑。第2章 腳手架工程設計及搭設參數(shù)腳手架鋼管選用483.5mm；外挑工字鋼采用i18，長度約為4m；固定工字鋼在樓面上用216mm的圓鋼，距板邊0.2m設置一個16mm的鋼筋套環(huán)，距板邊1.7m設置214mm的鋼筋套環(huán),水平錨固長度每邊不少于300mm，套環(huán)與板底部鋼筋鉤綁牢固。立桿縱向間距為1.5m，內(nèi)立桿距離柱0.20m，外立桿距離柱為1.25m；大橫桿間距為1.65m，小橫桿長度為1.2m。懸挑梁在上一層結構板處用單根鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1700mpa，直徑1

3、7.0mm，吊環(huán)直徑不要小于14mm。腳手架與建筑物的連墻拉結在兩步三跨內(nèi)采用與結構柱拉結的方式。懸挑架高19.8m,故按19.8m對懸挑架高度計算荷載及對水平懸挑梁進行強度、剛度、穩(wěn)定性等驗算。第3章 懸挑架的荷載取值及水平懸挑梁設計3.1 懸挑架荷載的取值與組合3.1.1 計算基數(shù) 計算的腳手架為雙排腳手架，搭設高度為19.8m，立桿采用單立管。搭設尺寸為：立桿的縱距1.50m，立桿的橫距1.05m，立桿的步距1.65m。采用的鋼管類型為483.5mm，連墻件采用二步三跨，豎向間距3.3m，水平間距4.50m。 施工均布荷載為3.0kn/m2，同時施工2層，腳手板共鋪設4層。 懸挑水平鋼梁

4、采用18號工字鋼，式中建筑物外懸挑段長度1.70m，建筑物內(nèi)錨固段長度1.50m。 懸挑水平鋼梁采用鋼絲繩與建筑物拉結，最外面支點距離建筑物1.25m。3.1.2小橫桿的計算: 小橫桿按照簡支梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。 按照小橫桿上面的腳手板和活荷載作為均布荷載計算小橫桿的最大彎矩和變形。 1.均布荷載值計算 小橫桿的自重標準值 p1=0.038kn/m 腳手板的荷載標準值 p2=0.3501.500/3=0.175kn/m 活荷載標準值q=3.0001.500/3=1.500kn/m 荷載的計算值q=1.20.038+1.20.175+1.41.500=2.356kn/m

5、小橫桿計算簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為簡支梁均布荷載作用下的彎矩 計算公式如下: m=2.3561.0502/8=0.325kn.m =0.325106/5080.0=63.917n/mm2 小橫桿的計算強度小于205.0n/mm2,滿足要求。 3.撓度計算 最大撓度考慮為簡支梁均布荷載作用下的撓度 計算公式如下: 荷載標準值q=0.038+0.175+1.500=1.713kn/m 簡支梁均布荷載作用下的最大撓度 v=5.01.7131050.04/(3842.06105121900.0)=1.080mm 小橫桿的最大撓度小于1050.0/150與10mm,滿足要求。3.1.3大橫

6、桿的計算:大橫桿按照三跨連續(xù)梁進行強度和撓度計算，小橫桿在大橫桿的上面。 用小橫桿支座的最大反力計算值，在最不利荷載布置下計算大橫桿的最大彎矩和變形。 1.荷載值計算 小橫桿的自重標準值p1=0.0381.050=0.040kn 腳手板的荷載標準值p2=0.3501.0501.500/3=0.184kn 活荷載標準值q=3.0001.0501.500/3=1.575kn 荷載的計算值p=(1.20.040+1.20.184+1.41.575)/2=1.237kn 大橫桿計算簡圖 2.抗彎強度計算 最大彎矩考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值按最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計算公式如下 集

7、中荷載最大彎矩計算公式如下 m=0.08(1.20.038)1.5002+0.2671.2371.500=0.504kn.m =0.504106/5080.0=99.152n/mm2 大橫桿的計算強度小于205.0n/mm2,滿足要求。 3.撓度計算 最大撓度考慮為大橫桿自重均布荷載與荷載的計算值按最不利分配的撓度和均布荷載最大撓度計算公式如下 集中荷載最大撓度計算公式如下 大橫桿自重均布荷載引起的最大撓度 v1=0.6770.0381500.004/(1002.060105121900.000)=0.05mm 集中荷載標準值p=0.040+0.184+1.575=1.799kn 集中荷載標準

8、值最不利分配引起的最大撓度 v1=1.8831799.0701500.003/(1002.060105121900.000)=4.55mm 最大撓度和 v=v1+v2=4.605mm 大橫桿的最大撓度小于1500.0/150與10mm,滿足要求。3.1.4扣件抗滑力的計算: 縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算 r rc 式中 rc扣件抗滑承載力設計值,取8.0kn； r縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設計值。 1.荷載值計算 橫桿的自重標準值p1=0.0381.500=0.058kn 腳手板的荷載標準值p2=0.3501.0501.500/2=0.276kn 活荷載

9、標準值 q=3.0001.0501.500/2=2.362kn 荷載的計算值 r=1.20.058+1.20.276+1.42.362=3.707kn 單扣件抗滑承載力的設計計算滿足要求。 當直角扣件的擰緊力矩達4065nm時,試驗表明:單扣件在12kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取8.0kn；雙扣件在20kn的荷載下會滑動,其抗滑承載力可取12.0kn。3.1.5腳手架荷載標準值:作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。 靜荷載標準值包括以下內(nèi)容： (1)每米立桿承受的結構自重標準值(kn/m)；本例為0.1248 ng1=0.12519.800=2.471kn (2)腳手板的自重標

10、準值(kn/m2)；本例采用木腳手板，標準值為0.35 ng2=0.35041.500(1.050+0.200)/2=1.312kn (3)欄桿與擋腳手板自重標準值(kn/m)；本例采用欄桿、木腳手板標擋板，標準值為0.14 ng3=0.1401.5004/2=0.420kn (4)吊掛的安全設施荷載，包括安全網(wǎng)(kn/m2)，取0.005 ng4=0.0051.50019.800=0.148kn 經(jīng)計算得到，靜荷載標準值ng=ng1+ng2+ng3+ng4=4.352kn。 活荷載為施工荷載標準值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按1縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。 經(jīng)計算得到，活荷載標準值nq=

11、3.00021.5001.050/2=4.725kn 風荷載標準值應按照以下公式計算 式中 w0基本風壓(kn/m2)，按照建筑結構荷載規(guī)范(gb 50009-2001)的規(guī)定采用：w0=0.450； uz風荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結構荷載規(guī)范(gb 50009-2001)的規(guī)定采用：uz=1.420； us風荷載體型系數(shù)：us=1.690。 經(jīng)計算得到，風荷載標準值wk=0.70.4501.4201.690=0.756kn/m2。 考慮風荷載時,立桿的軸向壓力設計值計算公式 n=1.2ng+0.851.4nq 風荷載設計值產(chǎn)生的立桿段彎矩mw計算公式 mw=0.851.4wklah2/10

12、 式中 wk風荷載基本風壓標準值(kn/m2)； la立桿的縱距(m)； h立桿的步距(m)。3.1.6立桿的穩(wěn)定性計算: 卸荷吊點按照構造考慮，不進行計算。 1.不考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 式中n 立桿的軸心壓力設計值，n=11.84kn； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的結果查表得到0.17； i 計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度(m),由公式確定，l0=3.24m； k計算長度附加系數(shù)，取1.155； u計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定，u=1.70； a立桿凈截面面積，a=4.89cm2； w立桿凈截面模量(抵抗矩),w=5.08cm3； 鋼管

13、立桿受壓強度計算值(n/mm2)；經(jīng)計算得到= 140.56； f鋼管立桿抗壓強度設計值，f=205.00n/mm2。 不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算f,滿足要求。 2.考慮風荷載時,立桿的穩(wěn)定性計算 式中n 立桿的軸心壓力設計值，n=10.85kn； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細比l0/i的結果查表得到0.17； i計算立桿的截面回轉半徑，i=1.58cm； l0 計算長度(m),由公式l0=kuh確定，l0=3.24m； k計算長度附加系數(shù)，取1.155； u計算長度系數(shù)，由腳手架的高度確定；u=1.70 a立桿凈截面面積，a=4.89cm2； w立桿凈截面模量(抵抗矩)，w=5.08

14、cm3； mw計算立桿段由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩，mw= 0.367knm； 鋼管立桿受壓強度計算值 (n/mm2)；經(jīng)計算得到=201.09； f鋼管立桿抗壓強度設計值，f=205.00n/mm2； 考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算nl，連墻件的設計計算滿足要求。 連墻件采用扣件與墻體連接。 經(jīng)過計算得到nl=28.574kn大于扣件的抗滑力8.0kn，不滿足要求?？刹捎秒p扣件與框架柱抱緊的措施解決。3.1.8懸挑梁的受力計算:懸挑腳手架的水平鋼梁按照帶懸臂的連續(xù)梁計算。 懸臂部分腳手架荷載n的作用，里端b為與樓板的錨固點，a為墻支點。本工程中，腳手架排距為1050mm，內(nèi)側腳手架距離墻體20

15、0mm，支鋼絲繩的支點距離墻體為1250mm；水平支撐梁的截面慣性矩i=1660.00cm4，截面抵抗矩w=185.00cm3，截面積a=30.60cm2。受腳手架集中荷載p=11.84kn 水平鋼梁自重荷載q=1.230.600.00017.8510=0.29kn/m 懸挑腳手架示意圖 懸挑腳手架計算簡圖 經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到： 懸挑腳手架支撐梁剪力圖(kn) 懸挑腳手架支撐梁彎矩圖(kn.m) 懸挑腳手架支撐梁變形圖(mm) 各支座對支撐梁的支撐反力由左至右分別為 r1=13.349kn,r2=11.629kn,r3=-0.380kn 最大彎矩 mmax=1.263kn.m 抗彎計算強度f

16、=m/1.05w+n/a=1.263106/(1.05185000.0)+5.0561000/3060.0=8.153n/mm2 水平支撐梁的抗彎計算強度小于215.0n/mm2,滿足要求。3.1.9懸挑梁的整體穩(wěn)定性計算: 水平鋼梁采用18號工字鋼,計算公式如下 式中 b 均勻彎曲的受彎構件整體穩(wěn)定系數(shù)，查表鋼結構設計規(guī)范(gb 50017-2003)附錄b得到b=2.00；由于b大于0.6，按照鋼結構設計規(guī)范(gb 50017-2003)附錄b，其值用b查表得到其值為0.929。 經(jīng)過計算得到強度=1.26106/(0.929185000.00)=7.35n/mm2 水平鋼梁的穩(wěn)定性計算f

17、,滿足要求。3.1.10拉桿的受力計算:水平鋼梁的軸力rah和拉鋼繩的軸力rui按照下面計算 式中ruicosi鋼絲繩的拉力對水平桿產(chǎn)生的軸壓力。 各支點的支撐力 rci=ruisini 按照以上公式計算得到由左至右各鋼繩拉力分別為 ru1=14.274kn3.1.11拉桿的強度計算: 拉繩或拉桿的軸力ru均取最大值進行計算，為ru=14.274kn拉桿的強度計算。 拉繩的強度計算：如果上面采用鋼絲繩，鋼絲繩的容許拉力按照下式計算： 式中fg 鋼絲繩的容許拉力(kn)； fg 鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和(kn)； 鋼絲繩之間的荷載不均勻系數(shù)，對619、637、661鋼絲繩分別取0.85、0.82

18、和0.8； k 鋼絲繩使用安全系數(shù)，取8.0。 選擇拉鋼絲繩的破斷拉力要大于8.00014.2740/0.850=134.34kn。 選擇619+1鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1700mpa，直徑17.0mm。 鋼絲拉繩的吊環(huán)強度計算： 鋼絲拉繩的軸力ru可均取最大值進行計算作為吊環(huán)的拉力n，為n=ru=14.274kn 鋼絲拉繩的吊環(huán)強度計算公式為 式中 f吊環(huán)抗拉強度，取f= 50n/mm2，每個吊環(huán)按照兩個截面計算。 所需要的鋼絲拉繩的吊環(huán)最小直徑 d=142744/(3.1416502)1/2=14mm3.1.12錨固段與樓板連接的計算: 1.水平鋼梁與樓板壓點如果采用鋼筋拉環(huán)，拉環(huán)強度

19、計算如下： 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)受力r=11.629kn 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)強度計算公式為 式中f 拉環(huán)鋼筋抗拉強度，每個拉環(huán)按照兩個截面計算，按照混凝土結構設計規(guī)范（gb 50018-2002）， f=50n/mm2。 所需要的水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)最小直徑d=116294/(3.1416502)1/2=13mm 水平鋼梁與樓板壓點的拉環(huán)一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上的搭接長度。 2.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，螺栓錨固強度計算如下： 錨固深度計算公式 式中 n錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，n=11.63kn； d樓板螺栓的直徑，d=20mm； f

20、b樓板螺栓與混凝土的容許粘接強度，計算中取1.5n/mm2； h樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度，經(jīng)過計算得到h要大于11628.85/(3.1416201.5)=123.4mm。 3.水平鋼梁與樓板壓點如果采用螺栓，混凝土局部承壓計算如下： 混凝土局部承壓的螺栓拉力要滿足公式 式中 n錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力，n=11.63kn； d樓板螺栓的直徑，d=20mm； b樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長，b=5d=100mm； fcc 混凝土的局部擠壓強度設計值，計算中取0.95fc=13.59n/mm2； 經(jīng)過計算得到公式右邊等于131.6kn 樓板混凝土局部承壓計算滿足要求。第4章 注意事項1

21、.型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架涉及的所有材料必須合格。2.型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架施工前，必須編制詳細的施工方案，并進行安全技術交底。3.型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架扎設過程中要進行跟蹤檢查，扎設完畢后要進行綜合驗收。4.型鋼不允許隨意打眼、鉆孔。5.加強對型鋼懸挑扣件式鋼管腳手架的維護工作，在腳手架上掛設標語時要經(jīng)設計人員驗算確定。6.局部懸挑樓板下在架設工字鋼的下一樓層,采用鋼管搭設斜撐,斜撐間距1.5m，傳力至樓層框架梁，確保外架安全。第5章 安全防護1.欄桿腳手架外側設置雙欄桿，兩道欄桿的高度分別為1.2m和0.6m。2.安全網(wǎng)腳手架外圍必須用密目安全網(wǎng)全屏蔽，安全網(wǎng)之間的接縫必須用鋼絲捆扎牢

22、固，不得有間隙。安全網(wǎng)采用合格的密目安全網(wǎng)，設置在腳手架外立桿的內(nèi)側，且必須與腳手架縱向水平管扎牢。3.腳手架離墻間距為200mm，由于建筑物結構與腳手架本身結構的特殊需要，局部不能滿足該要求。如懸挑距離不超過500mm，則直接采用鋼管從腳手架內(nèi)伸出并鋪設擱柵的方法；如懸挑距離超過500mm，除采用伸出鋼管加設擱柵的方法外，還要對懸挑部分進行補強。補強方法有兩種：一種是采用增加斜拉桿，用于懸挑位置超過10m以上的部分；一種是增加立桿，用于懸挑位置在10m以下的部分。擱柵管上如有鋪設腳手板，間距為300mm一道；如未鋪設腳手板而采取捆扎木枋，間距為250mm一道；如未鋪設腳手板，則間距為200m

23、m一道。4.在腳手架提升上去以后，每隔4層架設1道寬6m的大眼安全網(wǎng)，鋼管與框架柱包緊，懸挑拉結。第6章 腳手架驗收6.1 腳手架的搭設6.1.1 腳手架每搭設至10m高度進行過程驗收。6.1.2 過程驗收包含鋼管、扣件的檢查，腳手架搭設是否符合規(guī)范，檢查安全設施的承掛情況。6.1.3 腳手架經(jīng)過階段驗收后，已驗收部分可以投入使用。6.1.4 腳手架的荷載控制1.結構施工用時腳手架的荷載控制結構施工用時的腳手架施工荷載必須嚴格控制，同時作業(yè)的施工步數(shù)不得超過兩層，每層作業(yè)荷載不得大于3kn/m2。2.卸料平臺的荷載控制卸料平臺的施工荷載必須嚴格控制，每個卸料平臺的施工荷載不得超過8kn/m2，

24、總荷載不超過1.5t,堆放高度不得超過1.2m。6.2 腳手架的拆除6.2.1 拆除前的準備工作1.全面檢查腳手架扣件連接、連墻件、支撐體系是否符合安全要求。2.編寫拆除腳手架安全技術措施、方案并對作業(yè)人員進行技術交底。3.清除腳手架上的雜物。6.2.2 懸挑腳手架的拆除1.必須采用氣割的手段拆除懸挑梁，氣割作業(yè)人員在拆除懸挑梁時不得破壞懸挑梁的自身結構。2.除最后一道懸挑梁時，應設置可靠的保護措施防止人員墜落與物體掉落。3.懸挑腳手架的拆除必須編寫專項施工方案并對作業(yè)人員進行技術交底。6.3 架料退場1.各構（配）件必須及時分段集中運送至地面，嚴禁拋扔。2.架料應及時保養(yǎng)，防止鋼管、扣件銹蝕。第7章 安全技術措施7.1 技術保障措施1.腳手架搭設完畢，用合格密目安全網(wǎng)鋪于腳手架的外圍及底部。2.本腳手架屬于結構用腳手架，其活載不得大于3kn/m2。3.鋼管與扣件進場前應經(jīng)過檢查挑選，所用扣件在使用前應清理加油一次，扣件一定要擰緊不得松動。每個螺栓的預緊力矩在4065 nm之間。4.腳手架搭設到10m高度時由腳手架搭設單位進行自檢；腳手架搭設完畢后由搭設方會同使用單位對整個腳手架進行驗收檢查，驗收合格后方可投入使用。5.該腳手架作為建筑物裝飾作業(yè)時，嚴禁將模板支架、攬風繩、泵送混