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文檔簡介
1、建廠科技交流2003年第4期-1-保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案北京分公司鐘世原建廠科技交流2003年第4期21工程概況建廠科技交流2003年第4期-3-保利大廈坐落在東四十條路口繁華地帶,中部是大廳和劇院(其屋面是輕型結(jié)構(gòu)),四周由多棟高樓和約20m高的裙房,高低錯落環(huán)繞構(gòu)成。A、BC區(qū)及其對稱的G H J區(qū)為高層建筑 (樓 高分別為84m 54m410),結(jié)構(gòu)形式為框架剪力 墻結(jié)構(gòu),框架部分的外圍為懸挑陽臺。 二層以上 外立面裝修為面磚, 一、 二層為石材,外裝修改 再抹灰做外墻涂料,因此需搭設(shè)施工用外腳手架。 甲方要求在裝修改造施工期間必須考慮寫字 樓正常辦公、劇院演出活動等營業(yè)
2、正常進(jìn)行,此施工期間腳手架要全封閉。賓館及寫字樓內(nèi)側(cè)的保利劇院和大廳處是輕型屋面,外側(cè)需考慮環(huán)大廈行車的安全通道,因而外腳手架內(nèi)、外側(cè)均不能落地,只能考慮在造時須將原有外墻面磚層全部剔鑿掉至結(jié)構(gòu)層, 三層以上搭設(shè)懸挑類的腳手架,三層以下包括裙房部分外側(cè)結(jié)合安全通道搭設(shè)普通雙排外腳手 架即可。A J區(qū)(見上頁圖1)高度自三層起算 超過60m如采用型鋼懸挑,高度太高,而且必 須分段懸挑這樣勢必會占用大樓中間兩層以上 外側(cè)房間,其它用的懸挑架、插口架等也會占用 室內(nèi)房間。由于甲方要求施工時腳手架不能影響 室內(nèi)辦公等使用,為滿足甲方要求及施工需要, 并根據(jù)保利大廈的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了一種新的高 層附墻式外
3、腳手架,主要方案如下:t-一 hFis悍匸劇-H風(fēng) 3編部IIII丄一A區(qū)建廠科技交流2003年第4期42高層腳手架搭設(shè)形式2.1框架結(jié)構(gòu)懸挑陽臺部分二層以上層高均為3.25m,腳手架按兩層為 一段進(jìn)行搭設(shè),各段之間完全斷開,每段內(nèi)分成四步架,一層兩步。架體每根立桿位置處下方支 頂在懸挑出的樓層結(jié)構(gòu)上(窗臺為砌塊,將立桿 位置處剔鑿至結(jié)構(gòu)樓面,見圖2),上方靠穿過樓層懸挑板外沿的梁(750mn高)的14螺栓拉結(jié) (室內(nèi)一側(cè)隱藏在吊頂內(nèi),不影響室內(nèi)使用)。第二步:將焊好角鋼的小橫桿放置在懸挑板外沿梁上,并打孔用014膨脹螺栓將角鋼固定。搭設(shè)立桿大橫桿,及此段架體內(nèi)其它三步內(nèi)的桿 件,最上一步桿件
4、搭設(shè)完畢后,用10#鉛絲將架體與結(jié)構(gòu)臨時拉結(jié)上并頂緊,在下部角鋼上焊接 斜撐并與架體立桿用旋轉(zhuǎn)扣件扣緊。第三步:在懸挑板外沿梁上打孔固定014穿墻螺栓并與架體立桿拉結(jié),螺栓彎勾端頭用短 鋼筋焊接封閉,里側(cè)雙螺母擰緊。在架體第二步處各跨設(shè)置一道剛性連墻件 (16螺栓外側(cè)與小橫桿鋼管焊上, 內(nèi)側(cè)置于吊頂內(nèi))。搭設(shè)步驟:第一步:利用下層架體搭設(shè)附加立桿,剔鑿 出放置角鋼位置。2.2混凝土結(jié)構(gòu)墻處上下均用直徑32mm勺螺栓穿墻固定鋼管,再在其上拉設(shè)受力桿件(見下頁圖3)。其搭設(shè)步 驟基本同框架結(jié)構(gòu)懸挑陽臺部分架體。第四步:拆除附加立桿,在架體第二步處的 懸挑板外沿梁上打孔設(shè)016穿墻螺栓,并與架體第二
5、部上的小橫桿焊接,(此連墻桿件隔跨設(shè)置)。2.3架體搭設(shè)參數(shù)(1)立桿柱距1.5m、排距1.2m、步距按層高均分為兩步,內(nèi)立桿距建筑外皮250mm(2)連墻件:除每根立桿位置處上下各有. ./ /a 呑*11I I-Hi弋A003:/:77- -aC1111VE-r鐘世原:保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案2003年第4期一連結(jié)點外,再在架體中部每隔一跨設(shè)置一剛性 連墻。為使架體能有較好的整體性,每隔六跨及轉(zhuǎn)角處加設(shè)橫向支撐(之字形),間隔8跨布置剪 刀撐,每剪刀撐道跨越6根立桿設(shè)置。所有立桿 必須采用搭接,不得對接。外架使用時必須進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保每段架 體內(nèi)只能有一個作業(yè)層, 同時作業(yè)
6、層內(nèi)不得集中 放置荷載,確保作業(yè)層施工荷載不大于200kg/m2(按建筑施工腳手架實用手冊要求的裝修用 荷載取值)IW可,不用進(jìn)行計算。三層以上架體:由于各段(每兩層一段)之 間豎向斷開(不傳力),故計算只按段考慮,下 面就一跨架體進(jìn)行分析(見圖4):3.1荷載(1)永久荷載主要是腳手架的結(jié)構(gòu)自重,它包括組成腳手架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件:立桿、縱橫向水平桿、支撐安全技術(shù)規(guī)范(以下簡稱扣件規(guī)范),可知 一個柱距范圍的每米高腳手架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的軸力標(biāo)準(zhǔn)值為0.135kN/m,因此一跨架體的結(jié)構(gòu) 自重應(yīng)為:0.1356.52=1.755 kN(按實際材料的用量計算更小, 因為 建筑施工腳手架 實用手冊表中考
7、慮的是各種支撐均全部加上的 情況)(2)活荷載主要包括腳手架上的附件、施工荷載和風(fēng)荷 載。桿件及連接它們的扣件。架體結(jié)構(gòu)自重,按建筑施工腳手架實用手 腳手板(5cm厚的木板)自重:按0.35kN/m2矍冷雜用恥一幻011: n:克皈戒贈哆隹 8/ 1-* 二:丹尹,a a2 2 A A:-*n-;-r,同時不得使用小車進(jìn)行運輸。3計算三層以下的架體僅12m左右,按構(gòu)造搭設(shè)即冊P95表4-38或建筑施工扣件式鋼管腳手架腳手架上的附件鐘世原:保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案2003年第4期-6-19.5=1.0kN,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 16螺栓和其與鋼管焊 縫的承載力。計,因此一跨為0.351.51.
8、2=0.63kN防護(hù)材料自重:按建筑施工腳手架實用手冊P96表4-40可查每根立桿為0.228kN因此每外,中部每隔一跨還設(shè)置了用16螺栓與小橫桿焊接的剛性連墻點 (每個剛性連墻件覆蓋的范 圍為6.53.0=19.5m2),因此由風(fēng)荷載產(chǎn)生的連墻件的軸力設(shè)計值為:1.40.038施工荷載工荷載2.01.21.5=3.6 kN(按裝修施2200kg/m計)風(fēng)荷載3.2架體受力計算(1)懸挑樓板結(jié)構(gòu)部分的架體按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值,北京地區(qū)基 本風(fēng)壓:3o=0.35kN/m,風(fēng)振系數(shù)取1.0,并 對基本風(fēng)壓3o乘以0.7的修正系數(shù)(扣件規(guī)范 第62頁)。風(fēng)荷載體型系數(shù)現(xiàn)視計算架體為剛性體(由于架體
9、較低, 架體搭設(shè)完,并設(shè)置好橫向支撐和剪刀撐后,整體性較好,在其受力破壞前基本可看作剛性整 體),見圖4。經(jīng)計算可得:T=8.67(0.6+0.3)6.5=1.2kN卩s=1.0e=1.0 0.095=0.095(扣件規(guī)范第12頁表4.2.4)風(fēng)壓高度變化系數(shù)卩z=1.64(考慮80m高處,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值)因此風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為N=T=1.20 kNN2=8.67 kN3k=0.70.350.0951.64=0.0382kN/m4卡-1(3)各荷載總值豎向各荷載標(biāo)準(zhǔn)值共計:6.511 kN以上各荷載設(shè)計值共計:1.7551.2+(0.63+0.456+3.6)1.4=8.67 kN垂直與腳
10、手架表面的風(fēng)荷載0.038KN/m2即3.8kg的荷載值非常小,按1.5m的步距和立桿間距計算,作用在立桿和水平橫桿上的線荷載才3.8 1.5=5.7kg,對其強度或變形基本沒有影響。對所計算的一跨架體來說,除了上有拉點品8 才g9 9sinIj跨為0.2282=0.456kN(兩根立桿)鐘世原:保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案2003年第4期鐘世原:保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案2003年第4期-8-鋼管與角鋼滿焊,因此焊縫長度至少為3.144.8=15cm(鋼管直徑4.8cm,壁厚3.5mm),其角焊縫高度至少為3mm由建筑施工腳手架注:N、N2靠角鋼(10#)支撐在結(jié)構(gòu)梁上
11、, 實用手冊第86頁表4-27可知,其承載力至少 為2.515=37.5kN遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NiJ2值。T靠14穿墻螺栓受力,14螺栓的抗拉和抗剪承載力都 在14kN左右,考慮其它不利因素其承載力也在10kN以上,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于T的值。一個直角扣件或旋轉(zhuǎn)扣件的承載力設(shè)計值均為8.5kN,N、N2值均有三個以上的扣件分擔(dān), 在扣減的受力均小于其承載力設(shè)計值的情況下, 對桿件只要其長細(xì)比不超過扣件規(guī)范第14頁表5.1.9的容許長細(xì)比即可。計算段的長度X計算長度系數(shù)入=-注:N1、Na、T1、T2均靠旋轉(zhuǎn)扣件受力于穿墻的32螺栓。N T的合力均為224.34 =6.1kN而一個扣件的承載力設(shè)計值為8.5kN6.
12、1kN,以下的分析基本與懸挑樓板結(jié)構(gòu) 部分的架體相同。3.3附著點結(jié)構(gòu)受力一跨架體豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.511 kN,每跨間距為1.5m,經(jīng)對照原結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計使用荷載, 并根據(jù)其配筋進(jìn)行驗算結(jié)構(gòu)受力是安全的。經(jīng)計算立桿的長細(xì)比為:1.5150/1.58=142.4立桿容許長細(xì)比:2104使用效果該腳手架方案由甲方請清華大學(xué)設(shè)計院的對斜桿:1.5 1501.4/1.58=199斜桿 容許長細(xì)比:250由于各桿件和扣件的受力均在允許范圍之 專家審核過后,并經(jīng)各方審批認(rèn)可后,于年2月開始實施搭設(shè),于2003年8月拆除,歷 時6個多月,經(jīng)受了春季大風(fēng)和雨季的考驗,在不影響保利劇院及大廈寫字樓正常營業(yè)的情
13、況下,以最少的投入圓滿完成了外裝修改造施工任 務(wù),受到了甲方的好評。(2)混凝土墻結(jié)構(gòu)部分(上接第9頁)T2=N2=0.58.67=4.34 kNTi=N=1.21kN桿件的回轉(zhuǎn)半徑2003內(nèi),因此將架體視為剛性整體是可以的。鐘世原:保利大廈外裝修改造工程外腳手架設(shè)計方案2003年第4期9合各方面的因素,防止超大長結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)裂縫,采用摻加各種不同外加劑來加以控制。 由于框架梁無后澆帶又受到框架柱的約束,摻加杜拉纖維以增加砼的抗裂、抗收縮性能并摻加膨脹劑以補償早期混凝土的收縮率,由于砼后期裂縫可由因施加的預(yù)應(yīng)力來控制,所以重點是保證混凝土早期不出現(xiàn)裂縫。根據(jù)國內(nèi)外眾多工程實例以及專家們的試驗論證,采用每立方米混凝土中摻0.7kg杜拉纖維,ZY膨脹劑為水泥用量的8%簡支梁由于縱向簡支于框 架梁用板式橡膠作為支座, 橫向設(shè)置后澆帶與框架梁斷開可自由伸縮,故而砼中無需摻加膨脹劑,只摻加杜拉纖維。在工程第一次澆筑砼之前,對摻加不同摻加劑的混凝土由專業(yè)試驗 室做試驗研究并可取得可行性結(jié)果。由于梁、 柱鋼筋間距小, 要求砼石
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