悬挑式钢管外脚手架施工技术.docx

悬挑钢管外脚手架施工措施）方案选择 本工程从第九层开始采用悬挑外架，支架层设在第九层，悬 挑外架采用工字钢、钢管、扣件、安全网、钢丝绳等材料进 行搭设。（二）施工工序：悬挑层施工预埋一穿插工字钢一焊接底部定位钢筋一搭设 架体一加斜拉钢丝绳一铺钢筋网、安全网。（三）搭设方式：搭设方式如下图所示，搭设范围见架空层悬挑外架布置图。（四）技术细节1、在架空层板筋绑扎之前，按架空层悬挑外架布置图埋设 悬挑外架用钢筋，其包括板面穿插工字钢用钢筋、外架转角 处支撑钢筋。2、须待悬挑层碎到达设计强度时方可穿插工字钢搭设上部 外架。3、悬挑架立杆间距分别为：纵向间距见架空层悬挑外架布 置图，横向1050,横杆步距1800。4、为了保证外架立杆间距均匀，架身美观整洁。外架起步 架子制作成简易桁架，以便调整立杆间距并保证立杆荷载传=130,68 + 0.0633 = 130.74N/mm2< KAKH 6 = 0.781 x0.85x205 = 136.13N/mm2符合规定。b.单杆局部稳定验算：双排脚手架单杆局部稳定需满足如下公式规定：N1+ 6 M W KAKH 6 W1A1N其中，N1单根立杆的轴心压力，取N1 =15.46KNo2W1立杆稳定系数，由入1=h/l = 180/15 = 120,查高 层建筑施工手册表447得中1 = 0.452o6M 操作层处水平杆对立杆偏心传力产生的附加应力。当施荷载取3000N/m2时，取6 M = 55 N/mm2N1 15.46x103+ 6 M = + 55=124.95 N/mm2 < KAKH 6 = 135.92 N/mm2符合规定。连墙点抗风强度验算：风荷载对每个连墙点产生的拉力或压力Nt = 1.4H1L1U)= 1.4 x 2.8 x 6.0 x 0.161 = 3.79 KN单个扣件连结日勺抗压或抗拉设计承载力为6KN/个，符合规 定。高度验算：由悬挑工字钢上的每段脚手架最大搭设高度，按高层建筑施 工手册公式4411计算：HHMAX < 1+ H100KAAf-1.30(1.2NGK2+1.4NQK)其中，H二h1.2NGK185+1.4x12.60)=1.8 = 39.911.2 X 0.442中Af由高层建筑施工手册表4410查得为中Af =48.491 oH 39.91则：最大容许搭设高度HMAX =28.50 m >28 m1+ H 1+39.91100 100符合规定。分段卸荷措施：分段卸载措施采用斜拉钢丝绳的措施，起步架卸载一次，每 隔五层卸载一次，卸载高度为2.8X5=14.0m,符合搭设高 度规定。下面验算钢丝绳的强度规定。a.所卸荷载，应考虑架子的所有荷载由卸载点承受，本工程 时每个纵距,共有4个斜拉点，每个吊点所承受荷载P1为: N 30.93P1=X KX= X 1.5 = 11.60 KN44式中KX为荷载不均匀系数，取为1.5。b.计算简图确定，钢丝绳内力计算。计算简图如下图所示2.82+ 1.352贝U： TAO= P1 X = 1.11P1 = 12.88 KN2.81.35TAB = -P1 X =-0.48P1 =-5.57 KN2.82.82+ 0.32TBO= P1 X = 1.006P1 = 11.67 KN2.80.30TBC = - (P1 X +TAB ) =-6.81 KN2.8c.验算钢丝绳抗拉强度：由上计算可知，钢丝绳的计算拉力取为：PX = 12.88 KN 考虑钢丝绳受力不均匀日勺钢丝破断拉力换算系数，从高层 建筑施工手册表4413查得，为a = 0.85。取钢丝绳使用的安全系数，查高层建筑施工手册表44一24得K= 8o采用6义19,绳芯1钢丝绳。KPx 8x12.88Pg=121.22 KNa 0.85选用中 15.5, Pg = 125.0 KN > 121.22 KNO选择与钢丝绳配套使用日勺卡环，号码为2.7号，安全荷重为27 KN > 12.88 KN ,符合规定。d.计算工程构造上的预埋吊环：根据碎构造设计规范规定，吊环采用一级钢制作，吊环 埋入深度不应不不小于30d,并应焊接或绑扎钩住构造主筋, 每个吊环可按两个截面计算。则：吊环钢筋截面积2PX 12.88x2Ag= = X 1000 = 61.33 mm22X210420选用 3中8, Ag = 151 mm2 > 61.33 mm2o符合规定。e.验算吊点处扣件抗滑承载能力：吊点处水平方向分力最大值TBC = 6.81 KN,垂直方向分力 最值为11.60KN,都只需两个扣件即可满足规定，搭设的外 架在吊点处已经有两个扣件，符合规定。5、脚手架承重构造计算：由于本工程为剪力墙构造，构造上不容许将工字钢穿设在 构造暗柱上，导致工字钢间距不均匀，为了便于调整立杆间 距保持外架美观，则采用制作简易钢管桁架落在工字钢上的 措施。(详见方案)由此，需验算钢管桁架日勺承受能力。考虑最不利状况，计算简图如下：F=15.46KNo由此计算而得的杆件内力及工字钢反力如下图所示： 由此，需计算压杆的稳定设计荷载。考虑由于施工原因，对杆件会形成初偏心30mm,形成压弯 受力杆，钢管受力按压弯失稳计算。其设计荷载应满足下列 规定：N pmMX+W 6 mNWA WX (1-0.8)NEX1 1两端钱支，10=1= X 0.92+0.752 = 0.59 m ,22I0 590=37.34 ,贝”=i 15.8查钢构造设计规范得：中=0.948。等效弯矩系数取：8 mx =1.0。截面塑性发展系数数：rx = 1.15o欧拉临界力：NEX = ji2EA/X2=-= 713.60KNo37.342则有：N 1.0x30xN205 oN0.929x4.89x102 1.15X5.08X103 (1-0.8X713060解得荷载设计值为：N = 28.11 KN符合规定。承重工字钢验算：计算模型不考虑工字钢日勺自重荷载，仅考虑外架传递荷载，简化模型如上图：仅考虑工字钢日勺自重荷载，简化模型如下图：荷载计算由以上计算可知:F1 = F2= 15.46KN 工字钢自重荷载q = = 0.284 KN/m1000b.内力计算：A点是弯矩、剪力最不运用点。不考虑工字钢自重荷载，考虑外加传递荷载。1/1人架=F1 X L1 + F2 x L2 = 15.46x1.36 + =25.51 KNMQA 架=F1 + F2 = 15.46 + 15.46 = 30.92 KW仅考虑工字钢自重荷载。1 1MA I = ql2 = X 0.284X1.42 = 0.278 KNm 22QAI =ql = 0.284 X 1,4 = 0.40 KNMA = MA 架 + MA 工=25.51 +0.278 = 25.79 KNmQ = QA 架 + QA 工=30.92+0.4 = 31.32 KN强度验算。MA 25.79x1026 =139.09 N/mm2 < 6 m = 215N/mm2WX 185.4x103QASX 31.32x 103 x 106.5x 103t = 30.75 N/mm2 <6 V = 125 N/mm2IXtw 1669x104x6.5满足规定。d.锚固抗拔筋验算：由以上计算可知，F1 =F2=15.46KN, q = 0.284 KN/m,则锚固点的抗拔力为：1.42 1.52F1 X (1.05+0.3) + F2 X 0.3 + qX-q X 22FB=16.88 KN1.5同步，此抗拔筋按锚固拉环考虑，拉应力不应不小于50N/mm2,则抗拔筋截面积为：FB 16.98x103Ag= = = 169.80 mm2，符合规定。2x50 2x50采用中25钢筋，Ag = 490.9 mm2 >169.80 mm2符合规 定。递到工字钢上。5、工字钢上每根立杆下双钢管并排，每一立杆均落在并排 双钢管上，套在与钢管焊接的钢筋支座上。详细做法详见下 图。6、每层设连墙杆，连墙杆连接方式详见下图，连墙杆每隔 6000左右设置一道。7、转角处外架由于无法挑工字钢，则采用钢筋支撑，每隔 二层卸载的方式搭设，如下左图所示。需用此种措施处理日勺 外架位置见架空层处架布置图：大横杆距工字钢面200mm开始搭设。相邻步架的大横杆应 错开布置在立杆的里锄和外侧。立杆和大横杆必须用十字扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。10、小横杆贴近立杆设置，搭于大横杆上。在立杆之间可根 据需要加设小横杆，但在任何状况下均不得拆除贴近立杆的 小横杆。11、剪刀撑沿架高持续布置，斜杆与地面夹角为45。60。， 每6根立杆开始加设，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与外 架相连外，在其中间应增设24个扣结点。12、每一悬挑段铺钢筋网板层数不得超过8层，作业层为两 层。13、立杆、大横杆日勺接头位置如上右图所示，架设时应注意 挑选钢管长度。14、水平斜拉杆，设置在有连墙杆的步架平面，以加强外架 的横向刚度。15、悬挑架外围满挂安全网。（五）安全防护 应在安全人员和技术人员的监督下由纯熟工人负责搭设；脚 手架日勺检查分验收检查、定期检查和尤其检查；使用中要严 格控制架子上日勺荷载，尽量使之均匀分布，以免局部超载或 整体超载；使用时还尤其注意保持架子原有的构造和状态， 严禁任意拆卸构造杆件和连墙拉结及防护设施。挑外架防坠棚：在每次悬挑架开始层搭设，采用挑檐日勺形式, 用于防止重物直接坠落。（六）注意事项1、按照规定日勺构造方案和尺寸进行搭设。2、及时与构造拉结或采用临时支撑，以保证搭设过程安全。3、拧紧紧围绕件。4、有变形的杆件和不合格扣件（有裂纹、尺寸不合适、扣 接不稳等）不能使用。5、搭设工人必须配挂安全带。随时校正杆件垂直和水平偏 差，防止偏差过大。6、没有完毕的外架，在每日收工时， 一定要保证架子稳定，以免发生意外。7、外架的防雷措施，采用常用的镀锌管接地方案。在雷雨 天施工时，一般状况下不容许工人在架子上施工操作。（七）悬挑外架计算：1、重要材料及力学参数：18厚工字钢：容重24.13kg/m,截面抵御矩WX=185.4cm3, SX=106.5cm3,抗弯容许应力6 m=215 N/mm2, 6 v=205 N/mm2。O 48 X 3.5mm 钢管：容重3.82kg/m ,截面抵御矩 WX=5.08cm3,回转半径 i=1.5cm,截面积 A=4.89cm2,抗弯 容许应力6 m=205 N/mm2。2、重要技术参数：悬挑外架高度为：28.0m。立杆纵距a=1.5m,立杆横距b=1.05m,步距h=1.80m,内 立杆距墙b=0.3m。外架与建筑主体构造连接点日勺布置，竖 向间距H1=2.8m,水平距离H2=4L=6.0m。斜拉钢丝绳每隔五层卸载，间距L2=a=1.5m。脚手架钢脚手板铺设层数为六层。方案设计中，脚手架上铺 设钢筋网板共八层，经验算八层钢筋网板荷载远不不小于六层钢脚手板荷载，因此，计算取值以六层钢脚手板为准，便 于查表计算。3、荷载计算：(1)垂直荷载的传递路线：施工荷载一钢脚手板一小横杆一大横杆一通过扣件抗剪一 立杆简易桁架一悬挑工字钢。(2)荷载取值：构造施工用脚手架施工活荷载原则值取为：qk=3.0KN/m2o作用于外架的风荷载原则值：(见高层建筑施工手册公式4-4-1 )co = 0.75p2pzpstww0其中，wO基本风压值，取0.50KN/m2B2风振系数，取1.0。uz风压高度变化系数，取1.72。u stw风压体型系数，查表得02496。=0.75X1 X 1.72X0.2496X0.5 = 0.161(KN/m2)恒载钢脚手板自重245 N/ m2钢管自重3.82 kg/m扣件自重9.8 N/个(3)荷载分项系数日勺选择： 永久荷载的分项系数，采用1.20。 可变荷载的分项系数，采用1.40。 脚手架验算。小横杆验算：小横杆受力按简支梁计算，其上承受施工荷载，钢脚手板荷 载，小横杆自重。同步，由悬挑架设计可知小横杆间距500。 则荷载组合值为：q = 1.2x(3.82x9.8x10-3+0.245x0.5)+1.4x3.0x0.5 = 2.36 KN/m 1 1跨中弯矩为：M = ql2 = X2.36X 1.052 = 0.33KNm 88M 0.33x106小横杆受弯应力为：6 = =64.96 N/mm2<6=205N/mm2W 5.08x103符合规定。其支座反力为：N = ql = X2.36X1.2 = 1.42KN22大横杆验算：大横杆受力按三跨持续梁考虑，其上承受小横杆传来压力及 自重。且大横杆间距为1.5m。由小横杆传来压力产生的最大弯矩为：M1 = 0.311xNx1.5 = 0.311x1.42x1.5 = 0.662KNm由大横杆自重产生的最大弯矩为：M2 = 0.117ql2 = 0.117x3.82x10-3 x 1.502 = 0.001 KNmM1+ M2 (0.662+0001) X106则：6 = = = 130.52 N/mm2<6=205N/mm2W 5.08X103符合规定。立杆验算：立杆设计由稳定计算控制，脚手架的稳定计算必须计算其构造的整体稳定及单杆的局部稳定。计算脚手架日勺整体稳定及单杆局部稳定期，其强度设计值应乘以对应的调整系数KHKA,其中KH为与脚手架日勺高度有关的调整系数，取1 1KH = = = 0.781 ；1+ H 1+28100 100KA为与立杆截面有关的调整系数，当脚手架内、外排立杆 均采用单根钢管时，取KA = 0.85。a.整体稳定验算：脚手架的整体稳定按轴心受力格构成压杆计算，当考虑风荷 载时，需满足如下公式日勺规定：N M=W KAKH 6 中AbA其中，N格构式压杆日勺轴心压力。由立杆纵距1.5m；外 架步距1.8m,查高层建筑施工手册表444得脚手 架自重产生日勺轴力NGK1=0.442KNo由立杆横距1.02m； 立杆纵距1.5m；脚手架铺设层数六层，查高层建筑施工 手册表4-4-5得脚手架附件及物品重产生的轴力 NGK2=4.185KNo由立杆横距1.02m；立杆纵距1.5m；均 布施工荷载3.0KN/m2,查高层建筑施工手册表44 6得一种纵距内的脚手架施工、荷载原则值产生的轴力 NQK=6.30X2=12.60KNo则：N=1.2(n1NGK1+ NGK2)+ 1.4NQK28=1.2 X X 0.442 + 4.185 )+ 1.4x12.60 = 30.93KN 1.8M风荷载作用对格构成压杆产生的弯矩，为：M = = = 0.065KNm88中一一格构压杆的整体稳定系数，由换算长细比入CX=U Xx=25X 10.28=257,查高层建筑施工手册表447 得U=0.242。N M 30.93x103 0.065x106贝 U： +=+02 1050x4.89x2x102