广东某高层脚手架施工专项安全方案

第1页共23页一、工程概况工程名称：工程地点：建设单位：监理单位：设计单位：工程范围包括冲（钻）孔桩基础、管桩基础、承台、地下室、防雷工程、电气和给排水工程等内容。本工程是****某项目C1-8c地块房屋（N型）及其总包工程的第D区工程，由2栋32层N型住宅组成。上部为31层住宅，房屋高度为93.56m。本工程双排脚手架，脚手架的步距为h=1.8m，立杆横距为b=0.80m，纵距为al=1.4m，内立杆离外墙皮a=0.20m；横向水平杆间距C=0.70m；连墙点按两层三跨设置。脚手架从三层开始悬挑搭设，脚手架分两段搭设，3层到16层为第一段，17层到31层为第二段，每段28步，高度H=28×1.8m＝50.4m。本工程的脚手架一次性搭设到顶。各段从第一步开始采用钢丝绳斜拉卸荷，每个纵距设吊点两个，设在立杆与水平杆的交点处，每五步架卸荷一次。布置如下图。杆件采用48的钢管，杆件的属性如下：截面积A=489㎜2弹性模量E=2.06×105N/㎜2惯性距I=1.22×105㎜4抗弯截面系数W＝5.08×103㎜3线刚度i=15.8㎜每米重量标准值g＝0.0384kN/m第2页共23页结构施工活荷载为3.0kN/m2,而装修施工的活荷载为4.0kN/m2（两层同时施工）。脚手板采用竹竿，脚手板用约8根（b=0.8m）或16根（b=1.5m）竹竿组成。竹竿每米重量标准值约为0.014kN/m。安全网采用密目式安全网，每平方米重量标准值为0.01kN/㎡。根据《高层建筑施工手册》计算得：一步一纵距钢管及扣件的重力（单排）KGN1=0.442/2=0.221kN一步一纵距附设构件及物品（脚手板、护栏、安全网）的重力（单排）KGN2＝（0.014×8×1.4+0.0384×3×1.4+0.01×1.4×1.8）/2=0.172kN（b=0.8m）KGN2＝（0.014×16×1.4+0.0384×3×1.4+0.01×1.4×1.8）/2=0.25kN（b=1.5m）一立杆纵距的装修施工荷载所产生的轴力KQN1＝0.5（0.8+0.3）×1.4×4=3.08kN（b=0.8m）KQN1＝0.5（1.5+0.3）×1.4×4=5.04kN（b=1.5m）一立杆纵距的结构施工荷载所产生的轴力KQN1＝0.5（0.8+0.3）×1.4×3=2.31kN（b=0.8m）KQN1＝0.5（1.5+0.3）×1.4×3=3.78kN（b=1.5m）立杆的计算长度0l＝h＝1.5×1.8＝2.7m——式中为考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，h为立杆步距。长细比il0＝2.7×103/15.8＝170.9稳定系数＝0.243二、脚手架计算根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》及《高层建筑施工手册》对脚手架进行计算。第3页共23页1、双排立杆脚手架允许搭设高度计算据立杆稳定公式ANkf推导得脚手架允许搭设高度)/(2.14.12hNgNAfkHkGkQks=)8.1/172.01248.0(2.108.34.110205489243.0725.03=50.5m（b=0.8m）)/(2.14.12hNgNAfkHkGkQks=)8.1/25.01248.0(2.104.54.110205489243.0725.03=33.5m（b=1.5m）上式中——k为考虑脚手架工作条件的结构抗力调整系数——kg为每米立杆承受的结构自重标准值因sH26m，按下式调整ssHHH005.01][=50.5/(1+0.005×50.5)=40.3m5×1.8=9m（5步架,b=0.8m）ssHHH005.01][=34.2/(1+0.005×34.2)=29.2m5×1.8=9m（5步架,b=1.5m）满足工程要求。2、脚手架整体稳定验算因结构施工时须等待混凝土达到一定的强度，需向上再搭设3个楼层（合6步脚手架）方可使用悬吊钢丝绳，因此下层悬吊钢丝绳实际支承12步脚手架（合21.6m）。单管钢管搭第4页共23页设部分的最底一步内力最为不利，此时：QkkGkGNNNN4.1)(2.121＝1.2×（0.221+0.172）×12+1.4×3.08＝9.97kN（b=0.8m）AN＝9.97×103/(0.243×489)＝83.9N/㎜2f=205N/㎜2满足要求。QkkGkGNnNNN4.1)(2.121＝1.2×（0.221+0.25）×12+1.4×5.04＝13.84kN（b=1.5m）AN＝13.84×103/(0.243×489)＝116.5N/㎜2f=205N/㎜2满足要求。3、风荷载作用脚手架高度为101m，地面粗糙程度为B类，基本风压为0.7kN/m2，查《建筑结构荷载规范》，得风振系数z＝1.0，风压高度变化系数z＝2.09，挡风系数=1.2wnAA/=1.2×4.18.1)4/048.0(2048.0)24.18.1(2=0.107上式中：nA——脚手架杆件和节点挡风的净投影面积wA——脚手架的轮廓面积封闭的脚手架风载体形系数s＝1.3，考虑本工程采用密目式安全网所以取s＝1.15×0.107＝0.123kw=07.0wszz＝0.7×1×2.09×0.123×0.7×1.1＝0.14kN/m2第5页共23页1、连墙件抗风强度验算：每两步三跨布置连墙件一道，风载产生的对连墙件的轴向力wkwAwN4.1＝1.4×0.14×2×1.8×3×1.4＝2.96kN连墙件轴向力设计值owlNNN＝2.96+5＝7.96kN上式中0N——为连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力连墙杆的计算长度按最不利考虑，0l＝0.8+0.2＝1.0m(b=0.8m)长细比3.638.15100000il，查得=0.804。连墙杆按压杆稳定验算ANl＝489804.01096.73＝20.2N/mm2kf=0.725×205=148.625N/㎜2符合要求。连墙杆的计算长度按最不利考虑，0l＝1.5+0.2＝1.7m(b=1.5m)长细比6.1078.15170000il，查得=0.533。连墙杆按压杆稳定验算ANl＝489533.01096.73＝30.5N/mm2kf=0.725×205=148.625N/㎜2符合要求。2、用1个扣件与连墙杆相连接，1个扣件的抗滑能力为N＝8.0kNlN＝7.96kN。3、脚手架的整体稳定①当b=0.8m时，考虑风荷载时，立杆的轴向力设计值为QkkGkGNNNN4.185.0)(2.121＝1.2×（0.221+0.172）×10+0.85×1.4×3.08＝8.38kN作用在立杆上的风线荷载标准值为第6页共23页)(hldwqakwk＝0.14×（0.048+1.4/1.8）＝0.116kN/m风载引起的弯矩104.12hqMwkW＝1.4×0.116×1.82/10＝0.06mkNAN+WMW＝489243.01038.83[phone]＝70.52N/㎜2f=180N/㎜2满足要求。②当b=1.5m时，考虑风荷载时，立杆的轴向力设计值为QkkGkGNNNN4.185.0)(2.121＝1.2×（0.221+0.25）×10+0.85×1.4×5.04＝11.65kNAN+WMW＝489243.01065.113[phone]＝99.2N/㎜2f=205N/㎜2满足要求。4、水平杆强度与变形验算1）横向水平杆计算作用在杆上的均布力当b=0.8m时CQKgCGqkQkK4.1)(2.1＝1.2×（0.172×0.7+0.0384）+1.4×1.2×3.0×0.7＝3.72kN/m当b=1.5m时CQKgCGqkQkK4.1)(2.1＝1.2×（0.25×0.7+0.0384）+1.4×1.2×3.0×0.7＝3.78kN/m最不利荷载组合计算简图b=800qa=200恒q活第7页共23页——式中KG为脚手板自重，QK为施工活荷载不均匀分布系数当b=0.8m，最大弯距2max81qbM=3.72×0.82/8=0.298kN.m最大应力WMmax=0.298×106/5080=58.7N/㎜2f=205N/㎜2满足要求。变形EIqbbv38453=5×3.72×0.83×109/(384×206000×121900)=0.099%1/150满足要求。当b=1.5m，最大弯距2max81qbM=3.78×1.52/8=1.06kN.m最大应力WMmax=1.06×106/5080=208.7N/㎜2f=205N/㎜2%5%8.1%1002052057.208满足要求。变形EIqbbv38453=5×3.72×1.53×109/(384×206000×121900)=0.65%1/150满足要求。2）纵向水平杆计算横向水平杆的荷载以集中力的形式作用在跨中：当b=0.8m时aqbqF2＝72.32.0272.38.0纵向水平杆计算简图FFF=1400700l700=1400700ll=1400700700700aaa最不利荷载组合计算简图b=1500a=200q恒活q第8页共23页＝2.232kN因为活荷载占的比例达90％，近似全按活荷载考虑。最大弯距aFlM213.0max＝0.213×2.232×1.4＝0.666kN.m最大应力WMmax＝0.666×106/5080＝131.1N/㎜2f=205N/㎜2变形计算EIFLbv100615.12＝1.615×2.232×1.42/(100×2.06×108×1.22×10-7)＝0.28％1/150满足要求。当b=1.5m时aqbqF2＝78.32.0278.35.1＝3.591kN因为活荷载占的比例达90％，近似全按活荷载考虑。最大弯距aFlM213.0max＝0.213×3.591×1.4＝1.071kN.m最大应力WMmax＝1.071×106/5080＝210.8N/㎜2f=205N/㎜2%5%83.2%1002052058.210满足要求。变形计算EIFLbv100615.12＝1.615×3.591×1.42/(100×2.06×108×1.22×10-7)第9页共23页＝0.45％1/150满足要求。三、悬挑梁计算3层和17层处悬挑梁与斜拉钢丝绳共同作用，将脚手架悬挂起来。钢材选用Q235，强度f＝215N/mm2，弹性模量E=2.1×105N/mm。当b=0.8m时，悬挑梁采用普通热轧14槽钢高度h＝140mm，宽度b＝58mm，厚度t＝9.5mm，惯性矩xI＝563.7cm4，yI＝53.2cm4，回转半径xi＝5.52cm，yi＝1.71cm，面积A＝18.51㎝2，截面抵抗矩xW＝80.5cm3，yW＝13.01cm3。当b=1.5m时，悬挑梁采用普通热轧16工字钢高度h＝160mm，宽度b＝88mm，厚度t＝9.9mm，惯性矩xI＝1127cm4，yI＝93.1cm4，回转半径xi＝6.57cm，yi＝1.89cm，面积A＝26.11㎝2，截面抵抗矩xW＝140.9cm3，yW＝21.1cm3。1、悬挑梁验算每根悬挑梁支承两根立杆，在上部楼层混凝土达到一定强度之前，不能进行钢丝绳斜拉卸荷。因此，悬挑梁实际支承共10步脚手架（合18m），当b=0.8m时总荷载为QkkGkGNnNNN4.1)(2.121＝1.2×（0.221+0.172）×10+1.4×3.08＝9.03kN当b=0.8m时，12.6当b=1.5m时，计算简图如下，最大弯矩发生在O点处。第10页共23页mkNMO03.98.02.003.9）＋（弯矩弯曲应力＝nxbxWM＝36105.8091.01003.9