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1、杭州第二人民醫院醫療綜合樓屋頂鋼結構施工腳手架方案編 制:審 核:批 準:浙江中南建設集團有限公司市二醫院醫療綜合樓工程項目部二00七年五月腳手架專項方案目錄一、 編制說明二、 工程概況三、 編制依據四、 腳手架形式五、 腳手架組成的基本參數六、 懸挑腳手架結構驗算七、 垂直編 制:審 核:批 準:浙江中南建設集團有限公司市二醫院醫療綜合樓工程項目部二00七年五月一、 編制說明杭州市第二人民醫院醫療綜合樓屋面的鋼架結構工程由我中南建設集團有限公司承包施工,由于屋面鋼構架設計與主體結構設計不是同一家設計單位,而且屋面鋼構架施工圖到2007年4月底才出臺,因此,施工總承包單位在主體施工腳手架設計時
2、,無法事先在無施工圖的情況下給予滿足屋面鋼結構架施工的考慮,故而總承包單位的主體施工腳手架不能用作屋面鋼架結構施工時的腳手架,我們必須針對屋面鋼架結構施工的具體情況,在確保安全的前提下,本著經濟、實用、安全、可靠的原則,遵照屋面鋼結構架施工圖的要求,重新設計,服務并能滿足于屋面鋼架結構施工安裝的施工腳手架。本方案就是出于上述原因和要求編制的。本方案所采用的建筑腳手架可靠度的校核方法,均按極限狀態設計計算的結果進行驗算。二、 工程概況杭州市第二人民醫院醫療綜合樓工程主概況詳見總承包單位的施工組織設計。本方案所述的工程概況,主要簡述屋面鋼結構架的基本情況。根據主體結構施工圖的設計,本工程在79.8
3、00米標高的屋面處,在2軸9軸、(1-P)軸(1-G)軸/(2-G)軸(2-P)軸、(1-2)軸(1-4)軸/(2-1)軸(2-3)軸位置設置鋼結構架。鋼結構架由西安飛機工業裝飾裝修公司設計,鋼結構架(后面簡稱“鋼架”)主體高度13.61米,完成高度為標高96.960米。鋼結構采用:150*5、150*100*5矩形方鋼,89*3.5、63*3.5無縫鋼管制作成三角形鋼結構網架,每榀三角形鋼架的間隔距離4米左右,鋼結構周邊采用背栓式石材幕墻裝飾,凈空部位采用與石材面板相同顏色的2.5純鋁板和鋁合金百葉片裝飾。南立面和東西立面鋼結構中部采用醫院廣告招牌裝飾。本工程采用的結構簡潔、合理的鋼結構造型
4、,與整體外墻裝飾相呼應,充分體現整體的美觀、新穎、別致。三、 編制依據1、西安飛機工業裝飾裝修公司設計的屋面鋼架結構施工圖。2、高層建筑施工手冊(中國建筑工業出版社出版)3、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2001)(J84-2001)4、建筑施工腳手架實用手冊(中國建筑工業出版社出版)5、鋼結構設計規范6、建筑施工計算手冊(中國建筑工業出版社出版)四、腳手架形式1、綜合分析前面提到,總包單位在搭設主體結構施工外腳手架時,屋面鋼結構施工圖還沒有出臺,主體施工腳手架的內側立桿離外墻上有25,而屋面鋼架的施工腳手架除了要考慮鋼架主體的安裝外,還必須考慮到鋼架外側須留有干掛花崗巖
5、的結構尺寸和施工空間,根據計算:服務于鋼架施工的腳手架,其內立桿離外墻面的距離必須要有750,為此,主體結構的腳手架在安裝屋面鋼架時就不能借用,只能重新搭設。2、架子從主樓第21層樓面開始搭設,采用16#槽鋼懸挑式,單管雙排全封閉扣件鋼管外腳手架。共9步架,步距1.8米,垂直高度16.69米,立桿間距1.5米,最后一步高出鋼架頂30。外立桿高出最后一步架面1.8米。詳見附圖1五、 腳手架組成的基本參數1、 腳手架立桿橫向間距1.05米,縱向間距1.5米,步距1.8米;2、 內側立桿高度16.6米(步架),外側立桿18.16米;內側立桿離墻750;3、 16#槽鋼外挑1846,室內長度2200;
6、4、 鋼管,采用Q235A(3號)鋼,外徑d48,壁厚t=3.5m(38.4N/m);扣件采用可鍛鑄鐵扣件(15N/只)。腳手片選用1.5m1m新毛竹片(100N/).密目阻燃安全網6m1.8m(5N/)5、 懸挑架示意圖(附圖1)六、 懸挑腳手架結構驗算1、 結構布置見懸挑示意圖2、 懸挑架組成的基本參數:懸挑腳手架立桿橫向間距1.05米,縱向間距1.5米(16號槽鋼間距1.5米),高度16.7米(9步架),步距1.86米,鋼管38.4N/m,扣件15N/只,安全網5N/,腳手片100N/,活載2.0KN/,要求二步架同時施工。腳手片層層滿鋪,為考慮干掛花崗巖需要腳手架離墻774。驗算:16
7、號槽鋼的抗彎、抗剪強度,變形和16鋼筋環的強度。鋼絲繩采用6912.5多股鋼絲繩。3、 懸挑結構計算a、 荷載計算靜載扣件重:Q1=15710=1050(N)鋼管重:Q2=38.4(18.162+1.5510+1.5610)=5480(N)安全網重: Q3=51.518.16=136(N)腳手片重: Q4=1001.81.510=2733(N)16#槽鋼重: Q5=2.046197.4=404(N)(懸挑長度2.046米)剪刀撐重: Q6=1.81.414238.4=196(N)活載: Q7=1.8221.522=11(N)b、 驗算16號槽鋼抗彎強度:(1)、計算簡圖如下: F P2 P1
8、A P3(鋼絲繩產生的豎向拉力) 1800 774 1048P2=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7)/2=(1050+5480+2733+404+11000)2=20667(N)2=10334(N)P1=P2+Q3=Q6=10334+136+196=10666(N)(2)、強度驗算16#的截面特性A=25.152、IX=934.54、WX=116.83、ix=6.10、rx=10.0、SX=70.33、tx=10對A點取力矩:MA=P2774+(P1-P3)1822=10334774+(10666-8359)1822=122.02105N=M/WX=MA/xWX=122.02105(
9、116.8103)1.0=105N/2=200N/2c、抗剪驗算Q=10334N+10666N-8359N=12641N=QSX(Itx)=1264170.3103(934.510410)=9.509N/29.509N/2100N/2d、變形驗算允許撓度(f)=1822200=9產生撓度f=P1L13/3EI+P2L23/3EI=(10666-8359)18223(3206103934.5104)+103347743(3206103934.5104)=3.25f=9所以撓度在允許范圍。e、16預埋鋼筋環強度驗算:根據上述計算簡圖對A點取力矩MA=0F2000=P2774+(P1-P3)1822
10、F=10334N774+(10666-8359)N18222000=6100.94N已知16AS=201.12拉應力6=F/ AS=6100.94N201.12=30.34N/2=215/24、 結論:根據計算和驗算結果外懸挑架按以下條件施工可確保安全實用:(1)、從76.27m以上標高開始為鋼架施工腳手架懸挑層段,且允許二層同時操作施工(懸挑層不得大于9步架,均屬安全)。(2)、外架上每平方米的施工荷載允許值2.0KN。(3)、腳手架按以下數據搭設:a、排距1.05m;b、步距1.86m;c、柱距1.5m; d、16號槽鋼間距1.5m; e、懸挑層段17m;f、連墻桿水平間距4.5 m;七、
11、垂直段腳手架結構計算A、垂直段懸挑架上單立桿腳手架結構驗算腳手架搭設高度H0=16.7 m,采用483.5鋼管,腳手架排距Lb=1.05 m,步距h=1.8 m,柱距L=1.5 m,密目安全網2.8/張。腳手架主要服務于屋面鋼架結構施工需要外,還用于鋼架上花崗巖裝飾施工,原則上要求同時兩層作業。腳手片層層滿鋪。1、 縱向、橫向水平桿計算:本工程采用1.5m1 m(長寬)毛竹片,施工荷載由縱向水平桿傳給立柱,查表4-34A,當排距Lb=1.05 m,施工均布荷載QK=2.0KN/m2時,操作層橫向水平桿間距取1.5 m ,即柱距可以達到2.0 m ,因此現柱距L=1.5 m (柱距即縱向水平桿跨
12、度),故縱、橫向水平桿的抗彎剛度、抗彎強度及扣件的抗滑移均滿足要求。加上為鋪設腳手片需要,在排距中間要增加一根縱向水平鋼管,這樣更增加了縱向水平桿的抗彎剛度和抗彎強度,因此不需要對縱、橫向水平桿的抗彎剛度、抗彎強度進行計算和驗算。2、 立桿穩定驗算本工程腳手架以基本相等的步距、柱距、排距、連墻拉桿間距搭設。因此,底部步距立柱段所受壓力最大,為此本方案對底部步距的腳手架部位進行驗算,如驗算合格,則整個腳手架立桿穩定。(1)、由于是全封閉式腳手架,立桿穩定驗算部位除了上述所說的底層主柱段所受壓力最大外,還應再根據風荷載產生彎曲應力大小,分析確定計算和驗算的部位。所以先計算風荷載產生的壓應力W。立網
13、網目為0.80.8,繩經3.2,自重0.026KN/,立網封閉的擋風系數及風荷體型系數參照建筑結構荷載規范。=(0.8+0.8)0.321.05(0.80.8)=0.84s=1.25=1.20.84=1.008立網傳給立柱的風荷載標準值按公式WK=0.7 z sO計算風壓高度系數z按表4-19中C類取值,當H=92.96米時,z=1.741H=76.27時,z=1.614,先按z=1.741計算風荷載。WK=0.7 z sO=0.71.7411.0080.40=0.491KN/米作用于立柱的風線荷載標準值:qwk=kL=0.4911.8=0.884KN/風荷載產生的彎距:MW=1.4 qwkh
14、2/10=1.40.8841.8210=0.4KNm在92.96m高度處立柱段風荷產生的彎曲壓應力:W=M/W=0.4106(5.08103)=78.74N/2以上計算結果說明,風荷產生的壓應力在92.96米高處雖然稍大,但在76.27米腳手架結構自重產生的軸壓應力最大,根據以上分析,仍應驗算懸挑架垂直段底部立柱段的穩定性。(2)底層立柱軸心壓力計算:a、腳手架結構自重產生的軸心壓力NGK:查表4-38得一個柱距范圍的每米高腳手架結構自重產生的軸心壓力標準值:gk=0.125KN/m則:16.69m高的腳手架結構自重產生的軸心壓力標準值:NGK=Hgk=16.69m0.125KN/m=2.09
15、KN根據前述腳手架高度H0=16.69m,腳手片層層滿鋪,共9步。應該有10層滿鋪腳手片。查表4-39得4層腳手片產生軸心壓力:NQ1K=1.458KN;6層腳手片產生的軸心壓力NQ2K=2.187KN;折算后10層腳手架滿鋪產生的軸心壓力:NQK=3.645KN(=10)b、封閉式腳手架防護材料產生的軸心壓力:查表得4-40得NQ2K1=0.228KN2.8/張6m1.8 m/張1.518.16 m=0.069KNNQ2K=0.228+0.069+0.491(WK)=0.788KN根據裝修用途腳手架,二層同時操作,施工均布荷載QK=22.0KN=4.0KN/,查表4-41得施工荷載產生的軸心
16、壓力:NQ3K=4.05KN根據公式(4-32),活荷載產生軸心壓力標準值為:Nqik=NQK+NQ2K+NQ3K=3.645KN+0.788KN+4.05KN=8.483KNc、 立柱段的軸心壓力設計值計算:根據公式:N=1.2/K1NGK+1.4ni=10NQik如果:K1根據H=16.69 m查表4-35得K1=0.870N(16.69 m)=1.20.872.09+1.48.483=14.759KN(3)、立柱穩定性驗算483.5鋼管的截面積A=4.892,回轉半徑i=1.58,鋼材抗壓強度設計值fc=180N/2腳手架立柱的計算長度系數=1.50(查表4-36)從以上數據可按=h/I
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