1钢管脚手架工程安全专项施工方案

钢管脚手架工程安全专项施工方案一、工程概况及外架的基础处理华夏第一街家居广场工程为地下一层、地上四层框架结构。建筑面积43105m2，脚手架须搭设的高度为25.4m，考虑到外架的牢固、稳定、安全，必须对基础分层夯实、平整，再浇C10混凝土垫层10cm厚，铺设114的槽钢或5cm木板（加底座）。根据本工程的实际情况，建筑物的外架基础为：外围的地面土层未受扰动，因此外架基础采取30cm厚3：7灰土夯实后，上做10cm厚的C10素砼层，向外有1：0.05的排水坡度，外围四周设20cm宽的排水沟，沿建筑物四周设置21个集水井，做好有组织排水措施。应搭设落地式钢管脚手架。采用多立杆、多排钢管脚手架。二、材料的选用与材质的要求钢管选用国际《直缝电焊钢管》，（GBT13793）质量符合国家碳素结构钢（GBT700）Q235-A级钢要求。钢管尺寸选用ф48×3.5mm，钢管弯曲变形：a、各种杆件钢管的端部弯曲，L≤1.5m,外表面锈蚀深度允许偏差△≤0.5mm。b、立杆钢管弯曲变形，(1)当3mL4m时，允许偏差△≤12mm。(2)当4mL6.5m时，允许偏差△≤30mm。钢管上严禁钻孔。扣件采用可锻铸铁的制作，其材质符合国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15821）的规定，使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，并应做防锈处理，且有螺栓扭紧力矩65N.m，不得发生破坏。出现滑丝的螺栓应更换，连墙件的材质亦应符合现行标准《碳素结构钢》（GBT700）中Q235-A级钢的规定，竹笆脚手板应用毛竹制作。三、脚手架的各项安全稳定性设计计算设计计算：采用中华人民共和国行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001。脚手架的承载能力按概率极限状态设计法的要求，采用分项系设计表达式进行设计。1、纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的滑承载力计算；2、立杆的稳定性计算；3、连墙件的强度、稳定和连接强度的计算；4、立杆地基承载力计算。（一）横向、纵向水平杆的抗弯强度按下式计算：a=M≤fW式中M-弯矩设计值，按M=1.2MGK+1.4MQK计算，MGK为脚手架自重标准值产生的弯矩，MQK为施工荷载标准值产生的弯矩。W-截面模量，查表φ48×3.5mm钢管W=5.08cm2f-钢材的抗弯强度计算值，f=205N/mm2（1）横向水平杆的抗弯强度计算横向水平杆的内力时按简支梁计算。计算跨度取立杆的横距ι0=800mm，脚手架横向水平杆的构造计算外伸长度a1=300mm，a2=100mm。①永久荷载标准值gk包括每米杆承受的结构自得标准值0.136jN/m(纵距1.5m，步距1.8m)，脚手板自重标准值0.35KN/m2和栏杆与挡板自重标准值0.14kN/m。GK=0.136+0.35×1.2+0.14=0.696KN/m=696N/mmMA=(1/2)gka12=(1/2)×696×0.32=31.32NmMB=(1/2)gka22=(1/2)×696×0.12=3.48Nm|Ma-MB|=|3.48-31.32|=27.84Nm(1/2)gkι02=(1/2)×696×0.82=222.72NmMGK=(gk/2)(ι0/2)-[(MB-MA)/gkι]2-MA=(696/2)×(696/2)-27.842/696×0.8-31.32=11.32Nm②施工均匀活荷标准值qk=3KN/m2×0.75m=2.25KN/m=2250N/m(横向水平杆间距为0.75m)MQK=(1/8)qkι02=(1/8)×2250×0.82=180NmM=1.2MQK+1.4MQK=1.2×11.31+1.4×180=265.57NmA=(M/W)=(265.57×103)/(5.08×103)=52.28N/mm2f=205N/mm2所以横向水平杆的抗弯强度满足安全要求。（2）纵向水平杆的抗弯强度按三跨连续梁计算，计算跨度取纵距La=1500mm，F为纵向水平杆距中及支座出的最大荷载，分别按静载P和活载Q进行计算，作用支座上的F力在弯矩计算时可以不用考虑。①考虑静载情况：P=[gk(t0+a1+a2)(t0+a1+a2)]/2t0=[696×(0.8+0.3+0.1)(0.8+0.3+0.1)]/(2×0.8)=522N按静载布置情况考虑跨中和支座最大弯矩。M1=0.175PlaMB=MC=-0.15Pla②考虑活载情况Q=(1/2)qkι0=(1/2)×2250×0.8=900N按两种活载最不利位置考虑跨中最大弯矩。M1=0.12Qιa按两种活载最不利位置考虑支座最大弯矩。MB=MC=-0.175Pla根据以上情况分析，可知这种静载与活载最不利组合时M1跨中弯矩最大。Mgk=0.175Pla=0.175×522×1.5=137.03NmMQk=0.231Qla=0.213×900×1.5=287.55NmM=1.2MQk+1.4MQk=1.2×137.03+1.4×287.55=576.01Nmσ=(M/W)=[(576.01×103)/(5.08×103)]=111.62N/mm2f=205N/mm22、纵向、横向水平杆的挠度按下式计算：σ≤[ν]式中N-挠度[ν]-容许挠度，按规范表格取1/150（1）横向水平杆的挠度③考虑静载情况K1=(4MA/gkι02)=(4×31.32)/(696×0.82)=0.28K2=(4MB/gkι02)=(4×31.48)/(696×0.82)=0.28查简直结构静力计算手册中梁在均布荷载作用下的最大挠度表，用K1、K2值采用插入法求得系数。υ1=0.1972×(gkι04)/24EI式中E-钢材的弹性模量，E=2.065N/mm2I-φ48×3.5mm钢管的惯性矩，I=12.19cm2②考虑活载情况υ2=5qgkι04/384EI两种情况叠加，得υ=υ1+υ2=0.1972×(GKι04/24EI)+(5qkι04/384EI)=0.1972×(696×10-2×8004)/(24×2.06×105×12.9×104)+(5×2250×8004)/(384×2.06×105×12.9×104)=0.57mmι0/150=800/150=5.33mm所以横向水平杆的挠度满足安全要求（2）纵向水平杆的挠度⑤考虑静载情况υ1=1.146×(Pla3/100EI)⑥考虑活载情况υ2=1.615×(Pla3/100EI)两种情况叠中，得υ=υ1+υ2=1.146×(Qla3/100EI)=（la3/100EI）（1.146P+1.615Q）=15003/[100×2.06×105×12.9×104×(1.146×522+1.615×900)la/150=2.76mm1500/150=10mm所以纵向水平杆的挠度满足安全要求。3、纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力应符合下式规定：R≤Re式中R-纵向水平杆传给立杆的竖杆作用力设计值Re-扣件抗滑承载力设计值，按规范表取Re=800KN纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的垂直作用力包括贴立杆的横向水平杆荷载G和M1在扣件处引起的与F同向的最大剪力V之和。F=1.2P+1.4Q=1.2×522+1.4×900=1886.4NV=1.2×0.65P+1.4×0.575Q=1.2×0.65×522+1.4×0.575×900-1131.66NR=F+V=1886.4+1131.66=3018.06N所以纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑载力满足安全要求。υ=1.146×(la3/100EI)二、立杆其它计算参数：立杆截面积A=489mm2，立杆的截面抗拒矩W=5.08×103mm立杆的回转半径I=15.8mm，钢材强度设计值fc=0.205KN/mm2轴心受压杆件的稳定系数ф=0.186λ=L0=Kuh/i=1.155×1.5×1.8×102/=1.58=197.37i查表得：ψ=0.186常规部分的计算：Nck=16×0.1337+0.35×5×0.85×1.5/2+3.5×5×10/6×1.5×10-3+3×18.4+13×14.6×10-3=3.50KNNQK=0.5×0.85×1.8×2×3=4.6KNN=1.2(NGIK+NG2K)+0.85×1.4∑NQKN=1.2×3.50+0.85×1.4×4.6=9.672KNN/ΨA+Mk/W=9.627×103/0.186×489+0.128×103/5.08×103=105.82/mm2[fc]=205/mm2N/ΨA105.82/mm2[fc]=205/mm2(三)连墙件连墙件的强度、稳定性和连接强度应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）、《钢结构设计规范》（GBJ17）、《混凝土结构设计规范》（GBJ10）的规定计算。1、NL=NLW+N0=1.4W2KAW+NO=1.4×0.7×0.85×1.5×0.35×3.6×5.4+511.8KN2RC=2×8=16KN强度、抗滑承载力均符合要求2、(四)地基承载力地基承载力计算按下式计算：Fg=KC×Fgk,KC取0.4，Fgk根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ-89)的规定取500KP。A=0.2×1.8=0.36m2N=10.14KNP=N/A=10.14/0.36=28.17KPFg=0.4×500=200KpaP=28.17kpafg=200KP.地基承载力满足安全要求。四、构造要求和搭设方法1、立杆横距0.85m、纵距1.65m、步距1.8m、架体距墙λ=L0=3.12/1.58=197.37,查表得ψ=0.186iN=11.8×103/0.186×489=129.73N/mm3/0.85[f]=0.85×205=174.25N/mm2稳定性符合要求ψA间隙为0.3m，墙体的连墙件布置为二步三跨，外架搭设高度的20.9m。立杆下用3.6×5cm厚木板通长铺设。2、纵向水平杆在立杆内侧，其长度不小于3跨。接头采用对接构件连接，两根相邻纵向水平杆的接头不应设置在同步、同跨内，不同步、不同跨两个相邻接头在水平方向应错开500mm，各接头中心至最近节点的距离不大于400mm，纵向水平杆采用直角扣件固定在横向水平杆上，上铺设竹笆脚手架上，250mm等间距设置填芯杆。横向水平两端应用直角扣件固定在立杆上。主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件接且严禁拆除。架体铺设时竹笆脚手板的主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，四个角用14#的镀锌铁丝固定在纵向水平杆上，并按三步一设进行铺设，铺设层应铺满竹笆。3、脚手架设置纵横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件规定在距底座上部不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠连接，连墙体布置间距为竖向间距3.6m，水平间距根据立杆的设置档距为4.5～5.4m。立杆各层各部接头必须采用对接扣件连接，接头交替布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆两个相邻接头在高度方向错开的距离大于500mm，连接头中心至主节点的距离不小于600mm。立杆顶端高出女儿墙上部1m，高出檐高1.5m。4、连墙体布置靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，连墙件与建筑物采用钢性连接（采用8#铅丝双股）。脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。每搭定一步脚手架后，应按规定要求校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。若当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑，抛撑采用通长杆与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45°～60°之间。连接中心点至主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。5、双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连接设置剪刀撑与横向斜撑，每道剪刀撑跨越立杆的根数所成夹角为60°，立杆不少于5根，45°时立杆不少于7根。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜为45°～60°之间，剪撑杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不小于2个旋转扣件固定。6、架子搭好检查合格后再