一、编制依据 .................................................................................... 2 二、工程概况 .................................................................................... 2 三、施工准备 .................................................................................... 2 3.1、技术准备 ................................................................................ 2 3。2、材料准备: ............................................................................ 3 3.3、人员准备: ............................................................................ 4 3。4、安全准备 ............................................................................. 4 四、电梯井操作防护架设计 ............................................................ 4 4。1、设计思路 ............................................................................. 4 4。2、施工流程 ............................................................................. 5 4.3、具体做法 ................................................................................ 5 五、架体拆除 .................................................................................... 6 六、注意事项 .................................................................................... 7 七、架体安全性能验算 .................................................................... 7 7.1、型钢梁受力验算 .................................................................... 7 7.2、架体验算 ................................................................................ 8 附图1............................................................................................. 17 附图2............................................................................................. 18
一、编制依据
1、西安·绿地中心A座项目施工图纸; 2、西安·绿地中心A座项目施工组织设计;
3、国家、陕西省和西安市关于建设工程的法律法规和规章制度; 4、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB 50300-2011); 5、《工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)》;
6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)(2011版); 7、《建设施工现场环境与卫生标准》(JGJ 146—2004); 8、《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59-99);
9、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011); 10、《建筑施工手册》(中国建筑出版社.第四版); 11、《中国建筑第八工程局技术标准》(中国建筑出版社).
二、工程概况
西安·绿地中心A座超高层项目位于西安市西高新区,西邻丈八二路,南侧为锦业路,东侧为正大生活馆(在建)。主楼采用带加强钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒体系,裙房采用钢筋混凝土框架结构。建筑总高度270m,混凝土浇筑高度261。2米,总用地面积约17425㎡,地下3层,地上57层.
核心筒墙体使用液压爬模,梁板施工时,电梯井口需要搭设架体进行防护以确保施工安全,且部分电梯在中间楼层封闭,所以该防护架在特定楼层需要用于顶梁板混凝土浇筑,故该架体以下简称电梯井操作防护架。
三、施工准备
3。1、技术准备
1)做好电梯井防护架设计,并给现场组装人员做好技术交底,确保安装人
员按照方案进行组装;
2)做好电梯井防护架使用材料的质量检查工作,确保型钢、钢管、钢筋、焊条质量合格; 3.2、材料准备:
3。2。1、钢管
1、脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号普通钢管,其质量应复合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235—A级钢的规定。
2、脚手架钢管选用A48,壁厚3。5,长度根据需要有1m、1。2m、3.0m、3。5m、4。0m、4.5m、5m、6m。
3、钢管的质量符合下面要求
a。进场钢管表面应平直,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压扁以及深的划道.
b.外径及壁厚的允许偏差为—0.5mm.用游标卡尺检查,进场时验收。 c.如钢管有锈蚀,钢管的表面锈蚀深度应≤0.5mm,用游标卡尺检查,进场时验收。
d.钢管的弯曲变形:立杆3—4m长的应≤12mm,4-6m长的应≤20mm. 水平杆、斜杆应≤30mm。 各种杆件的端部弯曲应≤5mm。 用钢板尺检查,原则上进场时不予验收,应退场。 e.钢管表面涂刷油漆满足要求,不得漏刷。
f.钢管上严禁打孔,严禁外径48与51的钢管混合使用. 3。2.2 扣件
1、扣件式钢管脚手架应采用可锻铸铁制作的扣件,其材质应符合现行国家
标准《钢管脚手架扣件》(GB15831)的规定;采用其它材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定方可使用。
2、脚手架采用的扣件,在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时,不得发生破坏. 3、旧扣件使用前应进行质量检查,有裂缝、变形的 严禁的使用,出现滑丝的螺栓必须更换;新、旧扣件均应进行防锈处理。
3.2.3、脚手板
采用竹脚手板,即毛竹制作的竹串片板,由6根A10的螺杆连接,厚度为5cm,宽度为26cm.每片板的长度为3.0m。
3.2。4、工字钢
16#、20#工字钢尺寸必须为国标尺寸,且不得有损坏、锈蚀. 3.2.4、脚手板。
采用松木脚手板,板厚50mm,板宽为250mm,板长为4米,两端各设直径为4mm的镀锌钢丝箍两道,凡腐朽、扭曲、斜纹、破裂的板材禁止使用。 3。3、人员准备:
组装技术指导人员1名,具有特种作业证的焊工1名,现场安全监察1名及其他普通作业人员; 3.4、安全准备
1)做好安全指导工作,保证安全技术交底到位,组装作业过程中派专职安全人员监督;
2)给组装人员提供检定合格的安全带、安全帽、防滑手套、防滑鞋等安全防护工具。
四、电梯井操作防护架设计
4.1、设计思路
1)鉴于电梯井竖向高度较高,一次搭设到顶不符合规范要求,故结合设计及
规范要求操作防护架搭设每隔4层周转一次,确保安全.
2)本工程电梯井口尺寸较小(2700*2700mm),故电梯井操作防护架可居中设置两排立杆,即立杆间距控制在900mm,与周围架体连接形成整体满堂架,兼顾操作与安全防护。
3)核心筒内直通到顶的电梯只有消防电梯,其他电梯均在中间楼层进行转换,为确保施工安全,防护架可采用16#型钢梁做基础,操作架在电梯封顶楼层下面一层用20#型钢梁做基础。 4。2、施工流程
预留梁窝、预埋环→型钢梁固定→立杆固定→架体搭设→架体搭设验收合格后投入使用→3层周转一次. 4。3、具体做法
1)预留梁窝.在剪力墙上预留梁窝,其预留底标高与该层楼板顶一致,其尺寸设置为250×150×250mm,示意图如下所示:
2)预留环.预埋环预埋在梁窝对应的梁顶部,为确保安全预埋两道,间距150mm,预埋环选择直径16的一级圆钢制作,具体尺寸如下图所示:
3)型钢梁固定。混凝土浇筑完成后,剔凿出梁窝,放置型钢梁,具体位置详见附图1所示,具体要求如下:
A、梁窝剔凿。其底面必须平整、型钢梁放上去之后不晃动。
B、型钢梁加工,型钢梁长度根据电梯井口长度确定,保证梁窝处顶到头,另一端过梁边,且在立杆位置焊接直径16高100mm的钢筋头,对立杆进行固定。
C、型钢梁加固。混凝土浇筑完成后强度达到75%后将钢梁吊装并进行加固,在梁窝、预埋环处用木楔子对型钢梁进行加固,防止移动.
4)架体搭设,在型钢梁固定到位后,开始架体搭设,首先固定立杆到预焊的钢筋头上,然后按满堂脚手架搭设要求进行搭设,搭设示意图如附图2所示,具体要求如下:
A、满堂架搭设要求为:连接处均使用双扣件,立杆纵横向间距为900mm,步距控制在1300mm~16000mm(可根据层高调整),顶部自由端高度不大于600mm,扫地杆距地200mm,电梯井里架体增加两道剪刀撑,确保架体安全.
B、周转计划,为了确保安全,该架体搭设高度不宜超过3层,即每隔3层周转一次,故主楼材料按照3层周转一次进行备料,遇电梯井封顶楼层,需要增加一层的量。
五、架体拆除
1)架体拆除必须严格遵循先支后拆、先拆不受力构件、再拆受力构件的要求进行,且必须在专业安全员的监督下方可进行.
2)电梯井口处防护架体拆除,必须待上一层架体搭设完成后方可拆除,且不能早于楼层满堂架拆除时间。
3)电梯井处操作架拆除必须等其上部梁板混凝土强度达到75%以上,否则不允许拆除.
4)电梯井操作防护架拆除后,在16#工字钢梁上紧密铺设50跳板作为硬
防护。
5)架体拆除必须严格管理流程,在项目部授权后方可进行,严禁私自拆除。
六、注意事项
1、在剪力墙安装木盒子时尽量避免打断墙柱纵筋;
2、16#工字钢插入孔洞后必须用木方夹紧,防止16#工字钢移动; 3、电梯井防护设置要求:层层设置硬防护,每层操作台下设置安全网软防护;
4、硬防护上的垃圾要及时清理;
5、在拆卸倒运钢梁时电梯井内不许逗留施工人员。 6、电梯井操作防护平台严禁堆载超过2KN/㎡。
7、为美观着想,搭设架体所使用到的钢管、扣件必须全部刷漆,刷成统一的黄色。
七、架体安全性能验算
7。1、型钢梁受力验算
电梯井操作平台主要为施工人员绑扎核心筒剪力墙钢筋,支设模板提供施工空间,脚手架搭设三层后倒运16#工字钢梁.
操作平台人员重量:20*70=1400kg=14KN 操作平台堆载: 20KN
操作平台自重: 20.5*3。1+1000=1063。55kg=10.6KN
每根钢梁承受荷载:(1400+2000+2000)/8*2+20.5*3.1=1413.55kg=14135。
5N
跨中最大弯矩: 14135.6/2*1.4=9895。2N.M
按每根型钢受力相同,则σ=M/W=9895.2/140.9=70.2N/mm2〈205 N/mm2,
满足要求. 7。2、架体验算
1。基本参数
立柱横向间距或排距la(m):0。90,脚手架步距h(m):1。50; 立杆纵向间距lb(m):0.90,脚手架搭设高度H(m):15.00;
立杆上端伸出至模板支撑点的长度a(m):0。30,平台底钢管间距离(mm):300。00;
钢管类型(mm):Φ48×3。0,扣件连接方式:双扣件,取扣件抗滑承载力系数:0。80;
2。荷载参数
脚手板自重(kN/m2):0。300; 栏杆自重(kN/m2):0.300;
材料堆放最大荷载(kN/m2):3.000; 施工均布荷载标准值(kN/m2):2。000; 二、纵向支撑钢管计算:
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面几何参数为 截面抵抗矩 W = 4。49 cm3; 截面惯性矩 I = 10.78cm4;
纵向钢管计算简图 1。荷载的计算:
(1)脚手板与栏杆自重(kN/m):
q11 = 0.300 + 0。300×0.300 = 0。390 kN/m; (2)堆放材料的自重线荷载(kN/m): q12 = 3。000×0.300 = 0.900 kN/m; (3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m): p1 = 2。000×0.300 = 0。600 kN/m 2。强度验算:
依照《规范》5.2.4规定,纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和; 最大弯矩计算公式如下:
最大支座力计算公式如下:
均布恒载:q1 = 1.2 × q11+ 1。2 × q12 = 1.2×0.390+ 1。2×0.900 = 1.548 kN/m;
均布活载:q2 = 1。4×0.600 = 0。840 kN/m;
最大弯距 Mmax = 0。1×1。548×0.9002 + 0。117 ×0.840×0。9002 = 0.205 kN.m ;
最大支座力 N = 1.1×1.548×0。900 + 1.2×0.840×0。900 = 2。440 kN; 最大应力 σ = Mmax / W = 0.205×106 / (4490。0) = 45。656 N/mm2; 纵向钢管的抗压强度设计值 [f]=205.000 N/mm2;
纵向钢管的计算应力 45.656 N/mm2 小于 纵向钢管的抗压设计强度 205.000 N/mm2,满足要求!
3.挠度验算:
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度; 计算公式如下:
均布恒载:
q = q11 + q12 = 1.290 kN/m; 均布活载:
p = 0.600 kN/m;
V = (0。677 ×1。290+0。990×0。600)×900。04/(100×2。060×105×107800。0)=0。434 mm;
纵向钢管的最大挠度为 0。434 mm 小于 纵向钢管的最大容许挠度 900。000/150与10 mm,满足要求!
三、横向支撑钢管计算:
支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算; 集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力,P =2。440 kN;
支撑钢管计算简图
支撑钢管计算弯矩图(kN。m)
支撑钢管计算变形图(kN。m)
支撑钢管计算剪力图(kN) 最大弯矩 Mmax = 0.586 kN。m ; 最大变形 Vmax = 1。532 mm ; 最大支座力 Qmax = 7.970 kN ; 最大应力 σ= 130.441 N/mm2 ;
横向钢管的计算应力 130。441 N/mm2 小于 横向钢管的抗压强度设计值 205。000 N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度为 1。532 mm 小于 支撑钢管的最大容许挠度 900.000/150与10 mm,满足要求!
四、扣件抗滑移的计算:
按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编,P96页,双扣件承载力设计值取16.00kN,按照扣件抗滑承载力系数0。80,该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN .
R ≤Rc
其中 Rc -— 扣件抗滑承载力设计值,取12。80 kN;
纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值 R= 7。970 kN; R 〈 12。80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、模板支架立杆荷载标准值(轴力)计算: 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容: (1)脚手架的自重(kN): NG1 = 0.129×15.000 = 1.937 kN; (2)栏杆的自重(kN):
NG2 = 0.300×0.900 = 0.270 kN; (3)脚手板自重(kN):
NG3 = 0。300×0。900×0。900 = 0.243 kN; (4)堆放荷载(kN):
NG4 = 3.000×0。900×0。900 = 2。430 kN;
经计算得到,静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4。880 kN; 2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值 NQ = 2。000×0.900×0。900 = 1.620 kN; 3.因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N = 1.2NG + 1。4NQ = 1.2×4。880+ 1。4×1.620 = 8。123 kN; 六、立杆的稳定性验算: 立杆的稳定性计算公式:
其中 N —--- 立杆的轴心压力设计值(kN) :N = 8。123 kN; φ —--—-—- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到;
i -—-- 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.59 cm; A --—— 立杆净截面面积(cm2):A = 4。24 cm2; W -—-— 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3):W=4.49 cm3; σ -———-—— 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2); [f] ———— 钢管立杆抗压强度设计值 :[f] =205.00 N/mm2; L0 ——-— 计算长度 (m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式(1)或(2)计算
l0 = k1μh (1) l0 = h+2a (2) k1—-—— 计算长度附加系数,取值为1。167;
μ -——- 计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;μ= 1.700; a —-—— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;a = 0.300 m;
公式(1)的计算结果:
立杆计算长度 L0 = k1μh = 1.167×1.700×1.500 = 2。976 m; L0/i = 2975。850 / 15。900 = 187。000 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0。205 ; 钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8123.400 /( 0.205×424。000 )= 93。458 N/mm2;
钢管立杆稳定性验算 σ = 93.458 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205。000 N/mm2,满足要求!
公式(2)的计算结果:
L0/i = 2100.000 / 15。900 = 132。000 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0。386 ;
钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8123.400 /( 0。386×424。000 )= 49。635 N/mm2;
钢管立杆稳定性验算 σ = 49。635 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205。000 N/mm2,满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算 l0 = k1k2(h+2a) (3)
k2 -- 计算长度附加系数,按照表2取值1.031 ; 公式(3)的计算结果:
L0/i = 2526.672 / 15。900 = 159。000 ;
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.277 ; 钢管立杆受压应力计算值 ; σ =8123.400 /( 0.277×424.000 )= 69。166 N/mm2;
钢管立杆稳定性验算 σ = 69。166 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2,满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件,否则容易存在安全隐患.
以上表参照 杜荣军: 《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》 电梯井操作平台主要为施工人员绑扎核心筒剪力墙钢筋,支设模板提供施工空间,脚手架搭设两层后倒运16#工字钢梁.
操作平台人员重量:20*70=1400kg 操作平台堆载: 2000kg
操作平台自重: 20.5*3。1+1000=1063。55kg
每根钢梁承受荷载:(1400+2000+2000)/8*2+20。5*3。1=1413。55kg 跨中最大弯矩: 14135。6/2*1.4=9895。2N.M
按每根型钢受力相同,则σ=M/W=9895.2/140。9=70.2N/mm2〈205 N/mm2 因此此电梯井操作平台能满足施工要求
附图1
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附图附图
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