脚手架设计计算和安全技术措施.pdf

专项安全施工组织设计专项安全施工组织设计脚手架设计计算和安全技术措施脚手架设计计算和安全技术措施、脚手架设计计算：、脚手架设计计算：1 1、脚手架搭设高度 H总：外架应高出屋面栏板 1.2m，所以 H总=0.35m+28m+1.2m=29.55m，其中 0.35m 是室内外的高差。2、搭设材料要求：落地竹脚手架使用的毛竹材应为三年生长期，长5m 以上、厚6mm 以上新竹或经搭设连续使用保持韧性，表面为表或黄色的旧竹。凡有腐烂、虫蛀、通裂、刀伤、霉变等不得使用。落地竹脚手架各杆件直径要求如下：、立杆：有效使用段内小头直径为 60mm；、大横杆：有效使用段内小头直径为60mm；、铺榀横杆：有效使用段内小头直径为60mm；、小横杆：小头直径为 60mm；、顶杆：小头直径为 55mm；、剪刀撑杆：有效使用段内小头直径为60mm；、栏杆、挡脚杆：有效使用段内小头直径为45mm。竹榀应使用质地坚实，其表层呈青、黄色、韧性好、无腐烂、虫蛀、断裂，30mm 左右宽的元竹片编织而成，榀经长 1.0-1.2m，纬长同搭设架净宽（立杆之间的净距），经竹片不少于 5 道，四周经纬竹片应钻孔，用铅丝绑扎封闭。绑扎绳系特制聚丙经拉丝制成，其规格通常为 0.5mm 5mm，拉力不小于 0.25KN，根据绑扎需要裁成定长。联墙杆使用材料有：、6 圆钢或 8铅丝作拉结材料；毛竹或 40mm60mm 小方木作压（顶）结材料。法兰螺栓经改制与圆钢（或铅丝）配合的专设拉、压联结式工具。3、搭设与防护的基本要求：、采用双排搭设。、立杆横向间距为 1.2m；纵向间距为 1.5m；里立杆距建筑物距离为 0.20m。立杆搭接长度为 2m，用绑扎绳绑扎三道，立杆的有效长度为 4m。、大横杆：设外架步数为16步，除底皮架高2.0m外，其余15步架均为1.8m。大横杆搭设长度为 1.5m。、小横杆：水平间距与立杆横向间距相同为 1.2m，其长度为 1.7m，内外分别伸出架外 0.2m 及 0.3m。、脚手板铺设：隔层满铺竹榀，竹榀规格为1.2m0.9m（长宽），最底部一步架不铺竹榀脚手板，从第二步架起，满铺竹榀层数为15 层。、剪刀撑：纵向距离每隔 7m 左右设一组连续性的剪刀撑，因为剪刀撑杆件较少，在计算架体自重时忽略这部份杆件重量。、防护：每步架的外侧离大横杆 0.18m 高处设挡脚板一道、1.0m 高处再绑扎栏杆一道；另外，在所有架体外侧均挂安全立网进行全封闭的防护，立网规格 L-1.86.0 每片网重量为 4kg。、架体与建筑物的拉结：拉结点用 8铅丝连接，拉结点处（或其附近）的小横杆应顶住建筑物；拉结点以二步四跨设置一点（即 3.6m6.0m）。、立杆基底处理：在底部内外双排立杆设置处，挖横向长度为1.2m、纵向长度为0.25m、深 0.5m 的基槽；基槽底应先进行夯实后放入垫板，并将内外立杆放在垫板上，回填埋好。、荷载传递方式：用竹榀铺设的条件下，施工荷载通过竹榀传递给大横杆，再由大横杆传递给靠近立杆的小横杆，小横杆传递给立杆，立杆传至基础（与地面接触的垫板）。4、毛竹的强度设计值和弹性模量选择：本地使用的毛竹（又称楠竹、茅竹、江南竹）是竹类中力学性能较好的一种。强度近似水曲柳，考虑新旧、粗细等因素对毛竹影响较大，且影响造成的变化规律差，因此，在确定其强度设计值和弹性模量时，按比水曲柳强度低一等级的桦木（栲木）取值，即设毛竹的强度等级为 TB15。5、大横杆强度、挠度验算：大横杆受力按三跨连续梁计算，荷载最大时中间支座弯矩最大，以此弯矩进行验算。验算公式：MB=KMB支.qL21V=Kf。qL2100EIV2=MB/vFm 3条件 1:查得 KMB 支=-0.117、Kf=0.99。条件 2:q为外侧大横杆线荷载（所以外侧大横杆受力最差）。本外架的外墙装修及防护状况：设施工荷载为q施=2KN/m2；竹榀自重（以现场使用新竹榀为准）q榀=60N/m2；大横杆共四根，四跨长度时立杆的纵向间距（即 L纵=1.5m）；架体净宽为 1.09m（B净=1.2-0.11=1.09m）。q内=6.667N/m(所以外架防护由立网张挂在外侧大横杆内全封闭防护，三跨二步的立网重量为：41.8+31.51.0=47.22kg，两立杆间的大横杆长度为 1.5m，立网重量作用在外侧大横杆的线荷载为：1.2101.8=6.667N/m)。q=1.4q施.B净/4+1.2(q榀.B净/4+q网)=1.421.094+1.2（0.061.094+0.0067）=0.7907KN/m。条件 3：L每跨长度 L=1.5m。条件 4：E弹性模量，参照桦木（TB15）查得E=10000N/mm2=1000010-3KN/m2条件 5：I毛竹截面惯性矩，以毛竹平均直径计算。I=（d外4-d10-8m4内4）/64=3.14(114-104)10-864=227.8条件 6：WN毛竹杆件净截面抵抗矩（以平均直径计算）。WN=（d外4-d内4）/32d外=3.14（114-104）10-8321110-2=1.4210-6m3。把条件 1-6 分别代入公式1、2、3M=KMqL2=0.1170.79071.52=0.2082KN.mV=KfqL4100EI=0.990.79071.5410010000103227.810-8m=7.1210-4m=M/Wn=0.2082100041.4210-8=5.0265106N/mm2参照查得：抗弯强度设计值为：fM=15N/mm2受弯构件允许挠度控制值为：V=L/200=1.5200=7.510-3m因为m=5.0265N/mm2v=7.1210-4v=7.510-3m所以大横杆强度、挠度满足要求。6、小横杆强度、挠度验算：小横杆受力按简支梁计算：M=qL4/84=qL4/384EI5m=M/wnfm6条件 1：L小横杆的跨度（即架宽）L=B=1.2m条件 2：q小横杆所承载的线荷载（设架体外侧张挂的立网及大横杆的自重和由大横杆传至小横杆均转变为平均荷载）。q小=1.2KN/m2q大=77.78KN/m2q均=201.21.5=5.56N/m2每跨间大横杆的延长为 1.54=6.0m由资料查得每根长度为 6m 的毛竹重为 14kg，因此每跨间大横杆自重为：146.06=14 kg。q大=14101.21.5=77.78N/m2因为q=1.4q施1.2+1.2（q榀+q网+q大）1.2=1.4 2 1.2+1.2 （0.06+0.0056+0.07788）1.2=3.567KN/m条件 3：E弹性模量，查得 E=10000N/mm2条件 4：I毛竹杆件毛截面惯性矩，同大横杆计算I=227.810-8m4条件 5：Wn毛竹杆件净截面抵抗矩，同大横杆计算 Wn=41.4210-6m3把条件 1-5 分别代入公式4、5、6M=qL2/8=3.5671.228=0.6KN.mV=5qL4/384EI=53.5671.2438410000103227.8103=0.00423m=M/Wn=0.6100041.4210-6=14.48106N/m2=14.48N/mm2参照查得，抗弯强度设计值 Fm=15N/mm2受弯构件允许挠度控制值V=L/200=1.2200=0.006m因为，m=14.48N/mm2fm=15N/mm2V=0.00423mV=0.006m所以小横杆强度、挠度满足要求。7、立杆强度验算：立杆强度验算应对受力最不利情况的杆件进行验算，即对第一步架的外侧立杆强度进行验算。验算公式：C=N/Anfc条件 1：N底部立杆外侧所承受轴压力 N=1.2NGK+1.4NQKNGK一个纵距内脚手架自重产生的轴力NQK一个纵距内施工荷载求 NGKq榀一个纵距内竹榀自重产生的轴力q榀=8（1.51.260）=864Nq立一个纵距内立杆自重产生的轴力因为立杆长度为 6m，重约 14kg，搭设长度为 2m，有效长度 4m，所以一个纵距内 16 步架以下（高度为 29.55m），需用 28 根立杆。q立=281410=2240Nq大小一个纵距内大、小横杆的延长长度为L大小=1.54+1.2+1.2+0.2+0.3=7.7m16 步架以下有 15 步 L1=157.7=115.5mq 大小=14106L1=14106115.5=2695Nq栏一个纵距内防护栏杆，在外侧立杆所产生轴力q栏=1410（151.5）6=525Nq网一个纵距内立网在外侧立杆所产生的轴力q网=4101.81.5186=150N所以，NGK=（q榀+q立+q大小）/2+q栏+q网=（864+2240+2695）/2+525+150=3574.5N求 NQK：设有三层同时施工，分布在 10 步以下，10 步与 12 步之间，12步以下的架上:q施=2000N/m2一个纵距内施工荷载为：NQK=20001.21.51.2=4320NN=1.2 NGK+1.4 NQK=1.23574.5+1.44320=10337.4N=10.34KN条件 2：An受压杆件净截面面积（以平均直径计算）An=（d2外-d2内）/4=3.14(112-102)10-44=16.510-4m2把条件 1-2 分别代入公式：C=N/An=10.34（16.510-4）=6.27N/m.m2参照查得抗压强度设计值 Fc=14N/m.m2因为，C=6.27N/m.m2Fc=14N/m.m2所以立杆强度满足要求。8、立杆稳定性验算：验算公式：N/AoFcNGK=q榀+q立+q大小+q栏+q网 =864+2240+2695+525+150=6474NNQK=20001.21.51.2=4320NN=1.2NGK+1.4NQK=1.26474+1.44320=13816.8N=13.82KNAo=2An=216.510-4=3310-4m2求-纵向弯曲系数=Lo/i=1800（1104）=65.45（i=d/4）因为=65.4591所以=1/1+(65)2=1/1+(65.4565)2=0.4966N/A0=13.820.4966(3310-4)=8.433N/m.m2查得抗压强度设计值 Fc=14N/m.m2因为：N/A0=8.433N/m.m2Fc=14N/m.m2所以立杆稳定性满足要求。9、验算连接点的抗风强度：风压标准值计算公式：W=0.75在本地区域 W0=0.5KN/m2查表得 Bz=1（风压数）Mz=1.835（风压高度系数）Mszu=us（Hn）n=2 双排查表得：挡风系数 =0.114Wod2均=0.51.111.11=6.0510-3Ws=1.4/1.0=1.4所以 Ustw=0.1141.420.93=0.308W=0.7511.3850.3080.5=0.16KN/m2验算连结点抗风强度：Na=1.4HL1W=1.43.64.80.16=3.87KW因为w=300500A=212.57=25.14m.m2=N大/A=3.8610725.14=1539N/m.m2W所以连结点抗风强度满足要求。10、基础验算：N/ARN=13.82KNA=1.20.25=0.3m2(内外立杆基底的接触面积)N/A=13.820.3=46.07KN/m2素土承载力R=85KN/m2，现场基础采用 C15 的素混凝土。由于 N/A=46.07KN/m2R=85KN/m2，所以立杆基础设置满足要求。、脚手架搭拆安全技术措施：、脚手架搭拆安全技术措施：1、竹脚手架，从安全角度考虑应逐步淘汰，如若使用竹脚手架应进行特殊计算。2、搭设高度20m 以上竹杆脚手架，选材必须严格按国家建筑安装工人安全技术操作规程的要求进行。3、搭设高度20m 以下竹杆脚手架，选材必须严格按福建省地方标准的规定进行。4、搭设砌筑外手脚，立杆根部必须埋入土中 300mm 以上。因地面层坚硬无法埋入者，在距离地面高度 400mm 处绑扎水平扫地杆保护。5、脚手架的底部应考虑排水措施，防止积水后脚手架步层的不均匀沉陷。6、所有砌筑或装修脚手架都必须采用顶撑保护。7、砌筑脚手架，其主要杆件连接处，应采用广篾（或 18 号铁丝）绑扎，每三个月检查保养一次。小青篾（本篾）只能用于非主要非主要杆件的连接中。8、为了保证脚手架的整体稳固，同一立面的小横杆应按立杆总数对等交错设置，同一副里、外立杆的小横杆应上下对直，不应扭曲。9、立杆、大横杆，斜拉杆的接长，应视梢部有效直径接足 1800mm以上。每 300-400 封绑一道。接杆中不宜三杆同时绑扎。10、竹杆脚手架的拉结，应严格按10-12号钢丝双股并联的要求，与墙体牢固连接，并设支头抵住墙体，形成一拉一支，保持脚手架的垂直稳固。11、凡不符合高处作业的人员，禁止登高作业。并严禁酒后高处作业。12、严格正确使用劳动保护用品。遵守高处作业规定，工具必须入袋，物件严禁高处抛掷。13、强风区、雪天区、雨天区的环境，不准时行拆除作业。14、夜间拆除，必须布置良好的照明设备。15、拆除区或须设置警戒范围，设立明显的警示标记，非操作人员或地面施工人员，均不得通行或施工，安全员应配合现场监护。16、高层脚手架的拆除，应配备通讯装置。17、拆除物件，应有垂直运输机械安全输送至地面，吊机不允许设在脚手架内。18、施工前应仔细检查各结点、攀桩、传动、索具等是否可靠，杆件必须二点捆扎吊运。19、拆除时，建筑内应及时关闭窗户，严禁向窗外伸挑任何物件。20、高层脚手架拆除，应沿建筑四周一步一步递减。不允许二步同时拆除，或一前一后踏步式拆除，也不宜分立面拆除。如遇特殊情况，应有企业有关部门预先制定技术方案，经加固措施后，方可分立面拆除。21、作业人员进入岗位后，应先进行检查，如遇薄弱环节时，应先加固后拆除。对表面存留的物件，垃圾应先清理。22、按下列顺序进行拆除工作：安全网挡笆垫铺笆防护栏杆挡脚杆搁栅斜拉杆连墙杆横杆顶撑立杆。23、立杆、斜拉杆的接长杆拆除，应二人以上配合进行，不宜单独作业，否则易引起事故。24、连墙杆、斜拉杆、登高设施的拆除，应随脚手架整体拆除同步施工，不允许先行拆除。25、在拆除绑扎户时，操作者应保持安全意识，站立位置、用力均需得当，防止原杆在搭设校正时，其弯势的回弹。26、翻掀垫铺笆应注意站立位置，并应自外向里翻起竖立，防止外翻将笆内未清除的残留物从高处坠落伤人。27、当天离岗时，应及时加固未拆除部位，防止存留隐患造成复岗时的人为事故。28、悬空口的拆除，预先应进行加固或设落地支撑措施后，方可进行拆除工作。29、输送至地面的杆件，应及时按类堆放，整理保养。