1中联创·橄榄城脚手架施工方案一、工程概况中联创·橄榄城工程,位于郑州市二七区,南三环以北,冯庄路以东,由河南中联创房地产有限公司投资兴建,机械第六设计院设计。工程包括1-1#、1-2#、2-1#、2-2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#楼十栋楼,为群体单元式小高层住宅建筑,总建筑面积为91653.18平方米,基础采用筏板基础。二、脚手架工程设计及搭设参数1#、2#、3#楼外脚手架经综合考虑计划采用全封闭脚手架,计划采用落地双排脚手架,但由于搭设脚手架时基坑尚未回填,故计划2~5层临时采用悬挑脚手架,5层以上基坑回填后即可将架子落地,形成落地脚手架。具体脚手架搭设方案如下:步距按h=1.8米,立杆纵距la=1.5米,立杆横距lb=0.9米,内立杆距外墙0.3m,外立杆距外墙面为1.3米,大横杆长度不小于4.5m,每跨大横杆上设置两根小横杆,小横杆长度为1.0m,连墙件为2步3跨设置,采用预埋吊环与架体通过钢管拉接,脚手板为竹串片脚手板,栏杆挡板采用栏杆竹串片,同时满铺设4步,作业层数n1=2,防护栏杆设在每步1.0m处,采用φ48×3.5钢管。悬挑架体的搭设为从二层顶板、梁浇筑时开始延周边设置预埋件(2φ12闭合箍),悬挑钢管选用φ48*3.5,外挑1.3,尾段锚入楼层长度为1.5m,尾端穿入与闭合钢筋箍中,并设置纵向扫地杆用扣件连接或用方木与钢管楔紧,防止悬挑杆被轴心拉力拉脱。脚手架搭设高度按32.4米(18步),再上女儿墙约1.5米,总2计:32.4+1.5=34.8米,故按35m(共19步)米对脚手架高度计算荷载及并对架体大小横杆、立杆进行强度、刚度、稳定性等验算。脚手架钢管选用φ48×3.5钢管,截面面积A=489mm2,截面模量W=5.08×103mm3,回转半径i=15.8mm,抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2,郑州市基本风压值ω0=0.45kN/m2,计算时忽略雪荷载等。三、荷载标准值每米立杆机构自重标准值:gk1=0.1297kN/m竹脚手片自重标准值:gk2=0.35kN/m2施工均布活荷载:qk=3kN/m2安全网自重:0.005kN/m2(1)风荷载标准值:ωk=0.7μzμsω0式中μz——风压高度变化系数,查《建筑结构荷载规范》并用插入法得35米为1.13μs——脚手架风荷载体型系数,全封闭式为1.2ω0——基本风压值,郑州市为0.45kN/m2则ωk=0.7×1.13×1.2×0.45=0.427kN/m2四、结构计算4.1小横杆的计算:小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。(1).均布荷载值计算小横杆的自重标准值:P1=0.038kN/m;脚手板的荷载标准值:P2=0.350×1.500/3=0.175kN/m;3活荷载标准值:Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m;荷载的计算值:q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m;小横杆计算简图(2).强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩,计算公式如下:最大弯矩Mqmax=2.356×0.9002/8=0.239kN.m;σ=Mqmax/W=46.959N/mm2;小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!(3).挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m;最大挠度V=5.0×1.713×900.04/(384×2.060×105×121900.0)=0.583mm;小横杆的最大挠度小于900.0/150=6.000小于10mm,满足要求!4.2大横杆的计算:4大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的上面。(1).荷载值计算小横杆的自重标准值:P1=0.038×0.900=0.035kN;脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.900×1.500/3=0.158kN;活荷载标准值:Q=3.000×0.900×1.500/3=1.350kN;荷载的计算值:P=(1.2×0.035+1.2×0.158+1.4×1.350)/2=1.060kN;大横杆计算简图(2).强度计算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010kN.m;集中荷载最大弯矩计算公式如下:集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×1.060×1.500=0.425kN.m;M=M1max+M2max=0.010+0.425=0.435kN.m抗弯强度:σ=0.435×106/5080.0=85.628N/mm2;大横杆的抗弯强度σ=85.628小于[f]=205.0N/mm2;满足要求。5(3).挠度计算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和,单位:mm均布荷载最大挠度计算公式如下:大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:Vmax=0.677×0.038×1500.04/(100×2.060×105×121900.0)=0.052mm;集中荷载最大挠度计算公式如下:集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:P=(0.035+0.158+1.350)/2=0.771kNV=1.883×0.771×1500.03/(100×2.060×105×121900.0)=1.951mm;最大挠度和:V=Vmax+Vpmax=0.052+1.951=2.004mm;大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者10mm,满足要求!4.3扣件抗滑力的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):R≤Rc其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;6R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;横杆的自重标准值:P1=0.038×1.500=0.058kN;脚手板的荷载标准值:P2=0.350×0.900×1.500/2=0.236kN;活荷载标准值:Q=3.000×0.900×1.500/2=2.025kN;荷载的计算值:R=1.2×(0.058+0.236)+1.4×2.025=3.188kN;R8kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!4.4立杆计算(1)荷载计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:a.每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);本例为0.1248NG1=0.130×35.000=4.540kN;b.脚手板的自重标准值(kN/m2);本例采用串竹片脚手板,标准值为0.35NG2=0.350×4×1.500×(0.900+0.3)/2=1.260kN;c.栏杆与挡脚板自重标准值(kN/m);本例采用钢管栏杆(每层设)、竹片挡板,标准值为0.11NG3=0.140×4×1.500/2+0.038×1.5×16=1.332kN;d.吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.005NG4=0.005×1.500×35.000=0.263kN;经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.394kN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工7荷载总和的1/2取值。经计算得到,活荷载标准值NQ=3.000×0.900×1.500×2/2=4.050kN;风荷载标准值应按照以下公式计算其中Wo--基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:Wo=0.450kN/m2;Uz--风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用:Uz=1.130;Us--风荷载体型系数:Us=1.200;经计算得到,风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.130×1.200=0.427kN/m2;不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.394+1.4×4.050=14.54kN;考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.394+0.85×1.4×4.050=13.693kN;风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.427×1.500×1.7002/10=0.220kN.m;8(2)立杆的稳定性计算:本工程考虑组合风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:立杆的轴心压力设计值:N=13.693kN;计算立杆的截面回转半径:i=1.58cm;计算长度附加系数:K=1.155;计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得:U=1.500计算长度,由公式lo=kuh确定:lo=3.119m;Lo/i=197.000;轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到:φ=0.186立杆净截面面积:A=4.89cm2;立杆净截面模量(抵抗矩):W=5.08cm3;钢管立杆抗压强度设计值:[f]=205.000N/mm2;σ=13693.100/(0.186×489.000)+22000.517/5080.000=154.87N/mm2;立杆稳定性计算σ=154.87小于[f]=205.000N/mm2满足要求!4.5连墙件计算(按两步三跨设置)连墙件的轴向力计算值应按照下式计算:Nl=Nlw+No风荷载基本风压值Wk=0.318kN/m2;每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.200m2;9连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN),No=5.000kN;风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN),应按照下式计算:NLw=1.4×Wk×Aw=7.201kN;连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=12.201kN;其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,由长细比l/i=300.000/15.800的结果查表得到0.949;A=4.89cm2;[f]=205.00N/mm2;连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN;Nl=12.201Nf=95.133,连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用双扣件与墙体连接。经过计算得到Nl=12.201小于双扣件的抗滑力16.0kN,满足要求!4.6、立杆地基承载力计算立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求p≤fg地基承载力设计值:fg=fgk×Kc=68.000kN/m2;其中,地基承载力标准值:fgk=170.000kN/m2;脚手架地基承载力调整系数:kc=0.400;立杆基础底面的平均压力,p=N/A=58.16kN/m2;其中,上部结构传至基础顶面的轴向力设计值:N=14.54kN;10基础底面面积(m2):A=0.250m2。p=58.16≤fg=68.000kN/m2本工程中地基为2:8灰土回填,要求其承载力标准值不小于170kN/m2,则其相应压实系数小于0.95,则地基承载力的计算就满足要求!4.7、悬挑架计算本工程计划自地上二层起开始搭设脚手架,由于地下室回填土未完成,故先采用钢管悬挑脚手架,悬挑件选用φ48*3.5钢管。步距h=1.8米,立杆纵距la=1.5米,立杆横距lb=0.9米,每个悬挑结构上搭设五步(高9m)。连墙件为2步3跨设置,脚手板为毛竹片。具体搭设方法为:从一层顶板、梁浇筑时开始延周边设置预埋件(2φ12闭合箍),悬挑钢管选用φ48*3.5,外挑1.3,尾段穿入与闭合钢筋箍中,并设置纵向扫地杆用扣件连接或用方木与钢管楔紧,防止悬挑杆被轴心拉力拉脱。为确保架体安全,在底层大横杆下设斜向支撑,斜向杆支撑于下层梁板上或外墙对拉螺栓上,用扣件与大横杆连接。4.7.1荷载计算:(1)构架自重:Gk1=0.5×La×H×gk1=0.5×1.5×1.8×9×0.166=