徐州萬(wàn)泰佳苑安全專項(xiàng)施工方案 本工程位于徐州市銅山區(qū)北京南路285號(hào)，由徐州萬(wàn)泰置業(yè)有限公司投資興建，徐州市民用建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，共有5個(gè)單體工程，1#樓與地下人防車庫(kù)相連，其余4棟樓均圍繞著地下室布置，地下1層，地下室面積14368平方米；1樓19層，層高3.3米，地上建筑面積39552平方米，地下1264m2，建筑高度63.45米；2#、3、4#、5#樓均為17層，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9米，建筑高度49.6米。1#樓在2層、8層、14層平面；2#、3#、4#、5#樓在6層、12層平面懸挑16#工字鋼梁搭設(shè)外腳手架。一、 腳手架（一）、高層建筑懸挑式鋼管腳手架 當(dāng)建筑物高度超過(guò)50m時(shí)，落地搭設(shè)的扣件式鋼管腳手架就不能滿足要求了。此時(shí)，可以用懸挑架分段搭設(shè)的辦法來(lái)解決。懸挑架的種類一般有：三角形鋼架、斜撐鋼管加吊桿、下?lián)问教袅轰摷?、挑梁加吊桿、挑梁等。本工程采用懸挑工字鋼梁搭設(shè)外腳手架，各類懸挑架的設(shè)計(jì)計(jì)算分兩部分，一部分為架體的設(shè)計(jì)，第二部分為懸挑架部分的設(shè)計(jì)。懸挑架的主要構(gòu)件為鋼梁，應(yīng)按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性、撓度和端部錨固連接強(qiáng)度等驗(yàn)算。鋼梁的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟和公式如下：1、抗彎強(qiáng)度式中 Mx,My-繞x軸和y 軸的彎矩（對(duì)于工字形截面，x 軸為強(qiáng)軸，y 軸為弱軸，單位為N.mm4）;Wnx,Wny-對(duì)x 軸和y 軸的截面抵抗矩（mm3）;gx, gy-截面塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)于工字形截面，gx=1.05, gy=1.20；對(duì)于箱形截面，x=1.05, y=1.05；對(duì)其他截面可按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003f-鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）2、抗剪強(qiáng)度式中 V-計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力（N）;S-計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩（mm3）；I-毛截面積慣性矩；tw-腹板厚度；fv-鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。3、腹板邊緣局部強(qiáng)度驗(yàn)算1）局部承壓強(qiáng)度式中 F-集中荷載（N）；y-集中荷載增大系數(shù)，此處y=1.0；lz-集中荷載在腹板計(jì)算高度上邊緣的假定分布長(zhǎng)度（mm），按下式計(jì)算：lz=a+5hy（a-集中荷載沿梁跨度方向的支承長(zhǎng)度，hy-梁頂面至腹板計(jì)算高度上邊緣的距離，單位均為mm）。f-鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。2）折算應(yīng)力在某些情況下，比如在梁的同一部位有較大的彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力t和局部壓應(yīng)力c時(shí)，應(yīng)按最大形狀改變能量強(qiáng)度理論計(jì)算折算應(yīng)力eq滿足要求。規(guī)范計(jì)算公式為：式中、t、c-為腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，按材料力學(xué)公式計(jì)算。b1-b1=1.1(、c同號(hào)或有一為零時(shí))b1=1.2（、c異號(hào)時(shí)）4、整體穩(wěn)定式中 Mx-繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩（N.mm）；Wx-按受壓纖維確定的梁毛截面抵抗矩（mm3）；yb-梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)。按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003 附錄B 確定。5、撓度式中 v-撓度v-容許撓度，懸挑受彎桿件，v=l/400（按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程JGJ130-2001 規(guī)定選用）5、計(jì)算【1】、腳手架搭設(shè)參數(shù)建筑總高H=65m，標(biāo)準(zhǔn)層高3.3m，1#樓在2層平面，2#、3#、4#、5#樓在離地面高度為17.4m （第6層平面）處開(kāi)始，分段搭設(shè)懸挑腳手架，分段高度為19.8m（及17.4米），立桿橫距l(xiāng)b=1.05m，內(nèi)立桿離墻距離0.25m，立桿縱距l(xiāng)a=1.5m，步距h=1.8m，每段腳手架11 步，連墻件按二步三跨設(shè)置，同時(shí)作業(yè)層數(shù)為1層，活荷載Qk=3.0KN/，竹笆腳手片，每段滿鋪4 步。腳手架鋼管采用48×3.5mm，懸挑梁采用16 號(hào)工字鋼，懸挑長(zhǎng)度為l=1.40m.（1）48×3.5 鋼管，截面性質(zhì)如下：截面面積 A=489mm2截面慣性距 I=1.219×105mm4截面模量 W=5.08×103 mm3彈性模量 E=2.06×105N/mm2回轉(zhuǎn)半徑 i=15.8mm抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205N/mm2（2）16 號(hào)工字鋼，截面性質(zhì)如下：截面面積 A=2611mm2腹板厚度 tw=6mm截面慣性距 Ix=1.127×107mm4截面模量 Wx=1.409×105 mm3彈性模量 E=2.06×105N/mm2回轉(zhuǎn)半徑 ix=65.7mm iy=18.9mm半截面面積矩Sx=8.08×104 mm3梁自重 q=0.205KN/m抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=215N/mm2抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv= 125N/mm2（3）其他設(shè)計(jì)參數(shù)基本風(fēng)壓值0=0.45 kN/m2。采用密目式安全立網(wǎng)，全封閉。2、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（1） 結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值g1k=0.1248kN/m （按雙排腳手架查JGJ130-2001）（2） 竹腳手片自重標(biāo)準(zhǔn)值：g2k=0.35kN/m2 （查JGJ130-2001 得到）（3） 施工均布活荷載：qk=3 kN/m2 （查JGJ130-2001 得到）（4） 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：k=0.7z·s·0式中 z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，地面粗糙度類別C類，并用插入法得65 米為1.40s腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，密目式立網(wǎng)的擋風(fēng)系數(shù)計(jì)算，目前規(guī)范提供的計(jì)算依據(jù)不足。哈爾濱建筑工程學(xué)院研究結(jié)果表明：對(duì)于網(wǎng)目密度不低于800 目/100cm2 的密目網(wǎng)，擋風(fēng)面積與迎風(fēng)面積比值為An/Aw=0.54 （ 含腳手架鋼管擋風(fēng)面積） ， 擋風(fēng)系數(shù)j=1.2An/Aw=1.2×0.54=0.648。式中：An 為擋風(fēng)面積；Aw 為迎風(fēng)面積。因此s =1.0j=0.648 （JGJ130-2001 規(guī)范公式）則k=0.7×1.40×0.648×0.45=0.285kN/m23、內(nèi)力計(jì)算縱向水平桿、橫向水平桿、立桿、連墻桿的強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定性驗(yàn)算另見(jiàn)落地式扣件鋼管腳手架計(jì)算示例?，F(xiàn)就懸挑梁的驗(yàn)算過(guò)程詳述如下：（1） 計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化為懸臂梁結(jié)構(gòu)，如圖所示。（2） 內(nèi)力計(jì)算1）每根立桿軸向力設(shè)計(jì)值N按規(guī)范公式計(jì)算：式中：NG1k為腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG1KH*gK119.8*0.12482.47KNNG2k為構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力(包括竹腳手片、欄桿與擋腳板、安全網(wǎng))，分別計(jì)算如下：竹腳手片自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.35×1.5×1.3×4/2=1.365 kN（全高滿鋪4 層）欄桿與木擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.14×1.5×11/2=1.15 KN（共11 層）安全網(wǎng)自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.01×1.5×19.8/2=0.149KN（取立網(wǎng)自重0.01KN/m2）所以NG2K1.365+1.15+0.1492.66KNNQk為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，作業(yè)層數(shù)n1=1NQk= n1·qk·la·lb/2=1×3.0×1.05×1.5/2=2.363 KN從而可得每根立桿軸向力設(shè)計(jì)值N：N1.2（NG1K+NG2K）+1.4NQK1.2*（2.47+2.66）+1.4*2.3639.463KN2）鋼梁自重3）內(nèi)力計(jì)算Qmax9.463*2+0.246*1.419.27KNMmax9.463*1.4+*.463*0.35+0.246*1.4*1.4/216.8KN.M4、鋼梁截面驗(yàn)算1）抗彎強(qiáng)度滿足要求。2）抗剪強(qiáng)度3）腹板邊緣強(qiáng)度驗(yàn)算局部承壓強(qiáng)度 在集中荷載或支座處，腹板邊緣的局部壓應(yīng)力可能會(huì)超過(guò)鋼材抗壓強(qiáng)度，因此應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)懸臂梁驗(yàn)算支座處局部承壓強(qiáng)度。設(shè)支座長(zhǎng)度a=30mm（有算例取30mm），hy=9.9+8.0=17.9mm(查工字鋼截面特性表可得)，則lz=a+5 hy=30+5×17.9=119.5mm，查規(guī)范得=1，則：l 折算應(yīng)力滿足要求。注意：從上面的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，對(duì)懸臂梁情況，折算應(yīng)力比局部壓應(yīng)力要大得多。因此，腹板邊緣局部強(qiáng)度驗(yàn)算，應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力滿足要求，而不是局部承壓強(qiáng)度的驗(yàn)算。本人參考了許多資料，在腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算的資料中都未曾看到有折算應(yīng)力的驗(yàn)算，應(yīng)該是有問(wèn)題的。 4）整體穩(wěn)定性l 先計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)b按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）附錄B.4 進(jìn)行計(jì)算。梁的自重荷載很小，跨內(nèi)有兩個(gè)集中荷載作用，但自由端的集中荷載對(duì)量的整體穩(wěn)定性起主要作用。由于式中 為兩整體穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)l1為梁的受壓翼緣自有長(zhǎng)度b1為梁的受壓翼緣寬度t1為梁的受壓翼緣厚度h梁高代入數(shù)據(jù)，得因此，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）附錄B.4，得式中的各個(gè)符號(hào)的含義見(jiàn)規(guī)范，其數(shù)值計(jì)算如下：y=l1/iy=1400/18.9=74.074 A=2611mm2h=160mm t=9.9mmb=0 fy=235N/mm2代入上式，得jb=2.93則l 整體穩(wěn)定驗(yàn)算5）撓度懸臂梁的撓度可以從有關(guān)靜力計(jì)算手冊(cè)中查到。集中力作用下?lián)隙龋壕己奢d作用下?lián)隙龋核詽M足要求。5、鋼梁埋入設(shè)計(jì)鋼梁一端懸挑，另一端為了取得梁的平衡，要進(jìn)行平衡措施設(shè)計(jì)。一般實(shí)用上采用兩種方法解決，一是埋入鋼筋混凝土墻或柱（如圖所示），二是采用懸挑梁后端部分穿入預(yù)埋樓板的鋼筋環(huán)內(nèi)（如圖所示）。采用埋入法，一般埋入長(zhǎng)度為500mm，沿挑梁垂直方向穿2 根25 圓鋼作錨筋，錨筋的作用是承擔(dān)水平方向的作用力（如風(fēng)荷載）。在杭州，許多懸挑外架的作法是：型鋼用16 號(hào)槽鋼，每4 層一挑，挑梁頭部用鋼絲索向上斜拉，這時(shí)鋼絲索的拉力在水平方向的分力，就需要圓鋼錨筋來(lái)承擔(dān)，錨筋抗剪，根數(shù)要計(jì)算確定?？辜裟芰Φ挠?jì)算只能是近似的，實(shí)踐和計(jì)算表明，2 根25 圓鋼錨筋在鋼絲索斜拉情況下安全度也是足夠的。采用懸挑梁后端穿入預(yù)埋樓板的鋼筋環(huán)內(nèi)的作法，要驗(yàn)算鋼筋環(huán)的強(qiáng)度。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示，根據(jù)梁的平衡可以求出梁傳給鋼筋環(huán)垂直作用力R。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，忽略R，對(duì)O取矩，則鋼筋環(huán)的水平錨固段埋于樓板的下皮鋼筋之下，以便可靠錨固。假定錨固不會(huì)失效，鋼筋環(huán)的破壞形式要么被拉斷要么被剪斷，鋼筋的抗強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，因此，只要驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度。剪切面的剪應(yīng)力為抗剪強(qiáng)度滿足要求。實(shí)際施工時(shí)，每根鋼梁預(yù)埋3 個(gè)鋼筋環(huán)，末端2 個(gè)，間距一般為250mm左右，以能夠在鋼梁與鋼筋環(huán)之間楔入木楔子為準(zhǔn)。 （二）、卸料平臺(tái)1、主要施工方法1)施工前應(yīng)檢查構(gòu)配件的焊接質(zhì)量,幾何尺寸,并涂刷二道防銹漆。2）構(gòu)配件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)在混凝土硬地面上按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行組裝，并保持整體平衡不扭曲，桁架與鋼管欄桿用扣件扣緊，扣件的擰緊力矩為65N/m。在桁架上布設(shè)腳手管。3）鋪設(shè)腳手板，腳手板厚度為50mm厚松木板。上面用12鋼筋壓牢。4）安裝欄桿，欄桿高度為1500mm。欄桿內(nèi)側(cè)張?jiān)O(shè)安全密目網(wǎng)。5）安裝平臺(tái)吊索，吊索鋼絲繩采用15鋼絲繩，計(jì)4根。分別布置在料臺(tái)平面20的吊環(huán)上，并用Y5-15繩卡卡牢，每根鋼絲繩不少于6只。6）利用塔吊的吊索將M20的卸甲分別從平臺(tái)的四個(gè)角上扣緊，保持基本平衡時(shí)，慢慢吊起平臺(tái)至安裝高度，將20#槽鋼支腿伸入混凝土結(jié)構(gòu)面，利用結(jié)構(gòu)層平面的予留鋼筋環(huán)用鋼絲繩連接限位。7）先將2根15的鋼絲繩分別錨固在上層結(jié)構(gòu)框架柱上，框架柱四角利口圍系鋼絲繩處應(yīng)加襯軟墊層，再將2根15的鋼絲繩分別錨固在上層結(jié)構(gòu)板面的預(yù)留鋼筋環(huán)上，（225鋼筋）。鋼平臺(tái)外口應(yīng)略高于內(nèi)口150mm。8）接好鋼絲繩調(diào)整完畢，（其中2根作安全繩）。經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收，方可松卸起重吊鉤，上下操作。9）懸掛限載標(biāo)牌。 2.平臺(tái)的設(shè)計(jì)及荷載取值：2.1平臺(tái)設(shè)計(jì)1)鋼平臺(tái)主梁采用20cm槽鋼（200×73×7）。2)次梁采用48×3.5焊接鋼管桁架，20鋼筋。3)木板厚50mm，并與桁架固定牢固。4)吊環(huán)采用20的圓鋼雙面焊接，焊縫高度不小于10mm，寬度不小于8mm，長(zhǎng)度大于6d。允許拉應(yīng)力32000N。5) 鋼絲繩采用15鋼絲繩，計(jì)4根，其中2根作安全繩。卸甲采用M20。6)鋼絲繩連接采用Y5-15繩卡，每根鋼絲繩不少于6只。7)平臺(tái)三面作高度為1500mm的圍護(hù)。用48×3.5鋼管與20焊接,內(nèi)掛安全密目網(wǎng)。8)結(jié)構(gòu)層平面設(shè)予留鋼筋環(huán)2只,用鋼絲繩連接平臺(tái)支腿,防止平臺(tái)外傾和外側(cè)受力過(guò)大下翻。2.2荷載取值：鋼管桁架及剪刀撐220N/m2。木板400 N/m2 ，施工荷載2000N/m2。，槽鋼20 260 N/m，欄桿及密目網(wǎng)150 N /m。3.桿件計(jì)算：1)桁架計(jì)算：每品桁架受荷面積S=0.65×2.50=1.625m2。每品桁架承載力F=(220+400+2000)×1.625=4258N。每只節(jié)點(diǎn)受力 P=4258/4=1065N。壓桿BC=-1.77×1065=-1885N, 48鋼管A=489 mm2。=575/15.9=36.16,j =0.913，=1885/0.913×489 = 4.3 N/mm2<215 N/mm2 符合要求。拉桿GH=2.205×1065=2157N，=2157/314=6.87 N/mm2<215 N/mm2 符合要求。拉桿AF=1.68×1065=1789N，=1789/314=5.70 N/ mm2<215 N/mm2 符合要求。壓桿FB=1.68×1065=1789N，=381/5=76.2，j=0.808<215 N/mm2 符合要求。=1789/314×0.808 =7.04 N/ mm2<215 N/mm2 符合要求。2)主梁計(jì)算：主梁均布荷載q=620+2000 ×10/8+260+150=3685 N/ m。M=1/8×3.658×33502=5169364N·mm。W=1/6×200 ×73×2003-(73-7) ×1853=137873.6mm3。=5169364/137873.6=37.5 N/mm2<215 N/mm2 滿足要求。3)鋼絲繩計(jì)算：為安全計(jì)，鋼絲繩每側(cè)設(shè)二道15鋼絲繩，單道受力，另一道為安全繩，鋼絲繩單道受力驗(yàn)算: T=3685×2.4/cos42°56=12082NK=F/T=132000×0.85/12082=9.3 符合要求。4）預(yù)埋鋼筋計(jì)算：K1=1.55; As1= As2=491mm; Vj=12082N; =1； fsv=310/0.7； ar=1K1Vj·（As1As2）fsv·ar1.55×120821×(491+491) ×310/0.7×1 18727213094 k=213094 /18727=11.3 4. 各項(xiàng)管理措施4.1安全防護(hù)措施：1)懸挑式鋼平臺(tái)應(yīng)按相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)能防止左右晃動(dòng)，應(yīng)編制施工方案。2)懸挑式鋼平臺(tái)的擱支點(diǎn)與上部拉接點(diǎn)必須位于建筑物上，不得設(shè)置在腳手架等施工設(shè)施上。3)斜拉桿或鋼絲繩，構(gòu)造上宜兩邊各設(shè)二道，每一道均作單道受力計(jì)算。4)應(yīng)設(shè)置4個(gè)經(jīng)過(guò)驗(yàn)算的吊環(huán)，吊運(yùn)平臺(tái)時(shí)應(yīng)使用卡環(huán)，不得在使吊鉤直接鉤掛吊環(huán)，吊環(huán)應(yīng)用A3鋼制作。5)鋼平臺(tái)安裝時(shí)，鋼絲繩應(yīng)使用專用的掛鉤掛牢，采取其他方式時(shí)卡頭的卡子不得少于3個(gè)。建筑物銳角利口圍系鋼絲繩處應(yīng)加襯軟墊層，鋼平臺(tái)外口應(yīng)略高于內(nèi)口。6)鋼平臺(tái)左右兩側(cè)必須裝置固定的保護(hù)欄桿，高1500mm。7)鋼平臺(tái)吊裝，需待橫梁接好鋼絲繩調(diào)整完畢，經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收，方可松卸起重吊鉤，上下操作。8)鋼平臺(tái)使用時(shí)，應(yīng)有專人進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩有銹蝕損壞應(yīng)及時(shí)調(diào)換，焊縫脫焊應(yīng)及時(shí)修復(fù)。9)操作平臺(tái)上應(yīng)顯著地標(biāo)明容許荷載值，操作人員和材料的總量嚴(yán)禁超過(guò)設(shè)計(jì)的容許荷載，應(yīng)配備專人加以監(jiān)督。4.2安全管理措施：1)搭設(shè)人員必須持證上崗，必須戴安全帽，系安全帶穿防滑鞋。 搭設(shè)前按特種作業(yè)進(jìn)行安全技術(shù)交底，并做好記錄。2)構(gòu)配件及搭設(shè)質(zhì)量應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行檢查。3)嚴(yán)禁超載，必須懸掛限載標(biāo)牌，明確責(zé)任人。4)六級(jí)及六級(jí)以上大風(fēng)和霧、雨、雪天氣時(shí)應(yīng)停止作業(yè)。5)安全檢查的次數(shù)為每提升一次檢查一次。6)搭拆時(shí)，地面應(yīng)設(shè)圍欄和警戒標(biāo)志，并派專人看守，嚴(yán)禁非操作人員入內(nèi)。7)搭設(shè)操作工人嚴(yán)禁酒后作業(yè)。三面設(shè)置護(hù)身欄桿，嚴(yán)禁施工人員翻越。8)搭設(shè)完后必須經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部安全員驗(yàn)收完畢后方可使用。5.構(gòu)造附圖。