外墙修缮脚手架搭设方案
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物产大厦外墙修缮脚手架搭设方案
1、工程概况
物产大厦南立面外墙全长约40m,裙房5层,框架结构,每层层高5m,屋顶标高约25m,主楼23层,标准层6~23层(包括设备层),每层层高3m,标准层楼板为单向无粘结预应力楼板,沿西大街(即南立面)均为悬挑板,板端设预应力锚具封闭圈梁,建筑总标高达80m,室内外高差约1.2m。本脚手是为外墙修缮而搭设。该脚手不同于常规立体结构施工脚手,有其特殊性:
A、该立面地处西大街,紧靠健康路,人流车流繁忙,不能封闭道路,高空坠落任何一微小物体,均会产生安全事故。
B、物产大厦客房因营业需要,不能全部打开沿街窗户,故脚手架的联墙拉结不能按正常脚手架规范设置,对脚手整体稳定和抗风能力大大削弱,换言之,该外脚手必须采取特殊的稳定和抗风载技术措施。
C、该脚手搭设总高达80m以上,不能按结构脚手搭设时采取分层卸载,造成立杆承压较大,必须按规范采用双立杆,故投入的钢管、扣件材料较大。
D、由于客房须正常营业,主楼电梯不能用于建材的垂直运输,故该外脚手的垂直必须设在外墙面,人货施工电梯扶墙要求更为严格,这又不同常规,其技术处理十分困难。
2、搭设方案设计
针对物产大厦结构的特点和现场踏勘的实情分析研究,该外墙修缮脚手架设计原则:主楼三排立杆,裙房四排立杆的钢管扣件脚手。同时采取下述整体刚度和稳定的多项技术措施。
A、立杆横向间距为1.05m,纵向间距1.5m,步高1.8m(见平面图),第一排立杆高主楼外墙面距离0.2m,通过计算,立杆均为双立杆,最底盘脚手立杆横向设双排、纵向设一排扫地杆,立杆支承在16号槽钢和50厚垫木上。
B、利用东西立面无客房的墙和窗洞设置扶墙拉结点,转角处设水平加强斜杆。
C、第三、第四排立杆与水平杆之间按纵距设置水平与竖向斜杆,使其形成整片钢构架,以增强第一、第二排(操作架)的刚度。
D、在第四排立杆南侧,设2台钢管井架,以解决垂直运输。钢管井架应与主体框架或ф16钢筋植筋水平拉结,确保其自身稳定。井架东西外侧设水平斜拉杆至第二排立杆,以增加整体脚手的刚度。
E、打开第六层(技术层)、第12层、第18层窗户,将脚手架水平杆与框架
柱用抱箍连接紧密,同时在9层顶、15层顶、20层顶及屋顶(女儿墙)的圈梁或压顶内设ф16@1500钢筋植筋,该植筋应与第二排立杆拉结,同时设ф16花兰螺栓吊柱第二排立杆的水平横杆,起到卸荷作用。
F 、第四排立杆和井架外侧设安全竹筏和安全网,从5层起每隔5层设水平挑网,以防止高空坠物。
G 、沿脚手外搭设≥6m 宽双层防护架,作为西大街行人通道,该双层防护架底层满铺50厚木板和油布,上层满铺竹筏,通道口两端设红色警告灯。
3、脚手验算
3.1.单根立杆允许搭设高度
脚手架的计算规定:本脚手施工荷载的标准值取2KN/㎡,允许不超过3层同时作业。脚手与主体连结点,不同于普通架子,其竖向间距分别为6m 、10m 、7m 、10m ,水平距离1.5m ,6×1.5=9㎡,10×1.5=15㎡,7×1.5=10.5㎡;如果改为水平距离3m ,则6×3=18㎡,10×3=30㎡,7×3=21㎡。
(1)由h=1.8m ,H=5h=9m ,b=1.05m 。
查表4-4-10得:φAf=23.925(按最小计)
(2)脚手板铺设6层,查表4-4-5,G K2=4.185KN
(3)Q K =2.5KN/㎡(介于结构与装修之间),按两个操作层同时施工,所以按Q K =5KN/㎡,查表4-4-6,N QK =10.5KN 。
(4)查表4-4-4,Q GK1=0.442KN 。
(5)将上述数据代入公式:
H= ·h
= ×1.8
= ×1.8=18m
最大允许搭设高度: H max ≤ = =15.25m<80m
根据上述计算结果,只允许搭设15.25m 。现实际要求搭设80m 高,必须自上而下,即由架子顶往下放15.25m 至80m 之间,采用双排钢管作立杆,同时要采用K A φAf-1.3(1.2N GK2+1.4N QK ) 1.2N GK1 0.85×23.925-1.3(1.2×4.185+1.4×10.5) 1.2×0.442 20.336-1.3×19.722 0.5304 H 1+H/100 18 1+18/100
适当的卸载和增加刚度措施。
3.2.验算架子结构的整体稳定与单杆局部稳定
脚手架顶部向下15.25m为单立杆,其折合步数n1=18.25/1.8=8步下部双立杆的高度为80-14.4=65.6m,折合步数nˊ=65.6/1.8=37步。实际按37步搭设,其上23步为三排双立杆,再往下14步为4排双立杆。
(1)验算脚手架的整体稳定公式为
N/φA≤f
1)求N值
最底部压杆轴力最大,为最不利(注:本脚手架第二、第三排立杆为操作层,每排立杆受力不均等,但为简化计算,所有立杆按均匀受力)。
3排双立杆,每一步高一个纵距脚手架的自重为N′GK1
N′GK1= N GK1+4×1.8×0.0376(钢管增重)+0.014(扣件增重)×10
=0.442+0.27+0.14=0.853KN
4排双立杆,每一步高一个纵距脚手架的自重为N″GK1
N″GK1= N GK1+6×1.8×0.0376+0.014×12
=0.442+0.406+0.168=1.016KN
则N=1.2(n1N GK1+ n2N′GK1+ n3N″GK1+N GK2)+1.4 N QK
=1.2(8×0.442+23×0.853+14×1.016+4.185)+1.4×10.5
=1.2(3.536+19.619+14.224+4.185)+14.7
=1.2×41.564+14.7=49.88+14.7=64.57KN
2)计算φ值
因H1=9m,超出格构式压杆长细比查表的范围,按插入法或叠加法得:
λx=11.43+5.75=17.18
另按公式λx=H1/(b/2)计算,λx=9/(1.05/2)=18/1.05=17.14,两种求法结果基本相同。
查表4-4-9,换算长细比系数μ=12.5,但表中仅列出竖向连接点为4h,则按近似插入法,5h时μ=12.5。
∴λ0x=μλx=12.5×17.14=214.25
由λ0x=214.25,查表轴心受压构件的稳定系数φ表,φ=0.158。
3)验算底步立杆稳定
将N、φ、K H、K A代入公式
N/φA=(64.57×103)/0.158×4.893×102×8=104.40N/m㎡ (2)验算上部单根钢立杆的局部稳定