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高層外腳手架設計計算及施工方案

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一、        工程概況
本工程總建筑面積20520m2,為地下一層、地上十八層的框剪結構。本工程首層4.5m,標準層高為3.6m,建筑總高度72.9m。
高層為框剪結構,多層為框架結構,高層抗震等級為二級,多層抗震等級為三級,抗震設防烈度為7度。
基礎:高層為人工挖孔灌注樁基礎,多層為獨立柱基。
樁基砼強度等級:灌注樁為C30,灌注樁護壁為C30;
基礎砼強度等級:墊層C15,地下室為C40、S8,柱基為C25;
上部結構砼強度等級:
多層:  基礎頂面至屋面梁、板、柱均為C30,構造柱、過梁為C20;
高層:27.30m以下剪力墻、柱為C40,梁板為C35;27.30m~48.90m剪力墻、柱、梁板為C35,48.90m以上剪力墻、柱梁板為C30。
磚砌體:外墻及樓梯間、電梯間、設備用房等采用240mm(180mm)厚非承重粘土空心磚,±0.00以下用M5水泥砂漿 ,其余為M5混合砂漿砌筑,辦公室及走道隔墻為GRC輕質隔墻。
樓地面:辦公室為地磚地面,門廳為花崗巖地面。
墻  面:外墻為外墻涂料、玻璃幕墻、花崗巖幕墻、鋁板幕墻、內墻衛生間為瓷磚飾面,門廳、大廳、走道為花崗巖飾面,其余乳白色內墻涂料。
屋  面:為SBS防水卷材保溫隔熱上人屋面。
頂  棚:輕鋼龍骨板吊頂、內墻乳膠漆。
二、外架計算
外架采用雙排扣件式鋼管腳手架,根據施工要求搭設高度為75m,外側立面采用密目式綠色安全網封閉,架體里外立桿間距1.05m,立桿縱距1.2m,橫桿步距1.8m,連墻件2步3跨設置,腳手板為竹木腳手板,作業層為一層.
根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JG

www.tljciu.liveJ130—2001規定進行計算。
1、荷載計算
①恒載計算
查表知:每米立桿承受的結構自重標準值為0.1248kN/m
腳手板自重標準值為0.35kN/m2
欄桿、木腳手板擋板為0.14kN/m
    則  NK=Nδ1k + Nδ2K
          =75×(0.1248 + 0.14/2)+ 1.2×0.35×1.05/2
          =14.85KN
②        活載計算
施工均布活荷載標準值為3KN/M2
施工活載:則QK=1.2×1.05×3=3.78KN
風載:WK=0.7μZ  μs Wo 
其中:μZ=0.8    μs=1.0ψ
Wo=0.35KN/m2
Ψ=1.2AN/Aw=1.2×1.5×1.8/1.5×1.8=1.2
則 :WK=0.7×0.8×0.96×0.35
        =0.188KN/m2 
2、立桿計算
立桿的穩定性按組合風荷載驗算
N/ψA   +   M/W  ≤f 
    其中   N=1.2(Nδ1k+Nδ2k)+0.85×1.4NQ
    

www.tljciu.live;                    =1.2×14.85 + 0.85×1.4×3.78/2
      =20.07KN
lo=kμh=1.155×1.2×1.8=2.49
長細比λ=lo/2=2.49/0.0158=158
查表得φ= 0.281其中A立桿截面面積為4.89cm2
W截面模量為5.08cm3
MW =0.85×1.4MWK
=0.85×1.4WKloh2/10
=0.85×1.4×0.188×1.2×1.82/10
=0.09kNm
則:N/A+MW/W=20.07×103/0.281×489+0.09×103/5.08
=164N/mm2
<f=205N/mm2  所以滿足要求
搭設高度HS計算
HS=ψAf-{1.2Nσ2K+0.85×1.4(∑NQK+MWKψA/W)}/1.2gk
=0.281×489×0.205-{1.2×0.22+2.25+0.09×1.186×489/5.08}/1.2×0.1248
  =25.51/1.2×0.1288=170 m
則腳手架搭設高度限值[H]=HS/(1+0.001HS)=170/(1=0.001×170) =145m
所以腳手架滿足穩定性要求
3、縱向水平桿,橫向水平桿計算
①        強度驗算
M縱=1.2MσK+1.4∑MQK
=1.2×0.08×0.35×1.05÷2×1.2

www.tljciu.live2+1.4×3×1.05÷2×1.22×0.08=0.422KN/m
M橫=ql2/8=(0.35×1.2×1.2+3×1.2×1.4)1.052/8=0.764Knm
MMAX/W=0.764×103/5.08=150N/mm2<f=205N/mm2滿足抗彎強度要求
②        撓度驗算:
V縱=0.677ql4/100EI
=0.677(1.2×0.35×1.05÷2+1.4×3×1.05/2)×1.24×103/100×2.06×105 ×12.19=1.3mm
V橫=qal3(-1+4a2/l2+3a3/l3)24EI
=6.93×0.03×1.053 ×(-1+4×0.32÷1.052+3×0.33÷1.053)/24×2.06×105×12.19=2mm
則Vmax=2mm<[V]=10mm 滿足撓度要求
a).縱、橫向水平桿與立桿連接時,其扣件的抗滑承載力驗算
R橫=ql(1+a/l)2/2
=(1.2×0.35×1.2+1.4×3×1.2)×1.05×(1+0.3/1.05)2/2
=3.4KN
R縱=0.6ql
=0.6(1.2×0.35×1.05/2+1.4×3×1.05/2)×1.2
=1.8KN
R=3.4KN<8.00KN
滿足扣件抗滑承載力要求
故可按設計要求搭設外架。
三、外架搭設方案
中級人民法院審判大樓工程,框剪結構十九層,主樓長為40m,寬為18m,高度為73m,采用落地式鋼管腳手架,
(一)搭設方案:
1、        嚴格遵守《建筑施工扣件式

www.tljciu.live鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130—2001規定及有關要求。
2、        立桿必須墊木板,考慮里排立桿著力在邊坡上,故按立桿縱距架設斜撐,搭接部位在一步架外排立桿接點上。且掃地桿相互拉通。
3、        立桿縱向間距1.2m,橫向間距為1.2m里桿距墻0.3m搭設時拉線對齊。
4、        大橫桿間距(步高)一般為1.8m,第一步架高不得大于 2.0m,且大橫桿垂直偏差不得大于 5cm。
5、        小橫桿里端離墻面距離不大于10cm,外端伸出大橫桿外長度大于25cm,且間距0.75m,外端對齊。
6、        剪刀撐必須沿腳手架縱向兩端和轉角處起。每道剪刀撐最鑫跨越7根立柱,每隔6m左右設一組剪刀撐,并沿全高度布置,每片架子不少于三道,斜撐搭設長度不小于0.4m且不少兩只扣件緊固。
7、        立桿按搭設高度計算,垂直度偏差不得大于3cm,小橫桿須貼近立桿布置。
8、        剪刀撐搭設時,須將一根扣在小橫桿伸出部分。斜桿兩端扣件與立桿節點距離不得大于15cm,最下面的斜桿與立桿連接點離地面不宜大于50cm。
9、       

www.tljciu.live; 腳手架各桿件相交出的端頭均應大于10cm,以防桿件滑落。
10、        由于搭設高度較大,每五層在四周梁上每隔3m預埋直徑為25的圓鋼,用于穿直徑為16的鋼絲繩拉接外架,對外架進行卸載,以保證外架的使用的安全。每三層外架與外邊柱用鋼管進行拉接,以保證外架的穩定性。
11、        操作層上必須滿鋪、鋪穩腳手板,離開墻面120-150mm,用鐵絲固定,并必須設置擋腳板。并在外側設防護欄桿(上欄桿)1200mm高。以保證安全。
12、        相鄰兩根立桿的接長接頭上下錯開50cm以上,并要新接長接頭不在同一步距內。同一步的里外兩根大橫桿其接長接頭的位置應互相錯開,不應在同一跨內,同一跨內的上下兩根大橫桿的接長接頭應錯開50cm。
13、        做好外架排水措施,即外架四周砌一條排水溝,把積水、雨水及時排走。
(二)安全措施:
1、        遵守國家有關腳手架施工的若干規定和現行規范要求;
2、        搭設材料選用必須符合技術規范的要求,嚴禁使用有裂縫、不合格鋼管和扣件搭投。
3、        立桿接桿,扶手接長應用對接扣件,不宜采用旋轉扣件,剪刀撐的縱向接長應用旋轉扣件,不宜采用對接扣件。
4、

www.tljciu.live        安裝扣件時,所有扣件開口必須向外,這樣可以防止閉口縫的螺栓鉤掛操作者的衣褲,影響操作和造成傷亡事故。
5、        立桿須墊木板,不得在起伏不平和軟硬不一的地面上搭設腳手架,避免架子整體或局部沉降。

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