外挂架方案设计.doc
外挂架方案设计一. 工程概况 （略）二. 外挂架体系1 外挂架体系选用 本工程墙体施工采用中建模板厂生产的专利产品企口式全钢大模板体系，并以与之相配套的外挂架体系作为工程结构施工的操作平台与立面防护，该套模板与外挂架体系曾在多个工程中成功应用，效果良好。 考虑工程施工现场实际情况，本工程首层与屋顶机房墙体采用双排扣件式钢管脚手架施工，二层至二十一层墙体施工采用外挂架施工，外挂架平面布置见附图1。2外挂架构造 外挂架的受力主体采用钢管焊接的三角钢架，每片挂架一般按0.9m间距设置，最大不大于1.265m，以34片一组，组成一个相对独立的使用及提升单元，每片钢架在墙体上部受力点采用24钩头螺栓悬挂架体，外墙内侧120*120*10mm钢制垫片上双螺母固定,以便承受水平及竖向荷载，下部采用在钢架上设垫脚以传递水平荷载，见附图2。 考虑施工中施工防护与提升要求，挂架组装采用48*3.5mm脚手钢管扣件连接，高度为7.2m，作业面宽度为0.51.4m不等，采用50mm厚木板铺设，架体结构作业面以上高度3.9m采用扣件式钢管脚手架防护，结构操作面以下高度3.3m另设一层辅助作业面作为修补装饰及拆除钩头螺栓使用。 3.安装与提升 冬期施工期间，砼强度达到10MPa设计强度后方可组装挂架；常温施工时， 砼强度达到7.5MPa设计强度后即可组装挂架。 （1）首层墙体模板拆除后，待砼强度达到10MPa设计强度后即可组装挂架。 组装使用顺序为： 首层墙体施工 首层顶板施工 穿钩头螺栓 钩头螺栓安装检查 挂 三角钢架 组装架体 铺脚手板、挂网 荷载实验 安全验收 投入使 用 二层墙体施工 二层顶板施工 穿钩头螺栓 钩头螺栓安装检查 挂架提升 挂架检查验收 投入使用 。 （2）二层以上结构每跨挂架整体提升。提升时，先挂好吊环，松开内侧螺母后，垂 直慢速提升到上层钩头螺栓处，紧固内侧螺母，落钩。挂架在提升时不要相互钩挂， 逐组提升。挂架提升固定后，下一层的钩头螺栓在挂架下层平台内拆除，以备周转 使用。4. 拆除 在使用过程中不允许拆除挂架的任何部件，只有落地后才能拆除。三 安全技术措施1 成立以项目安全总监为组长的外挂架安全监控小组，负责日常的监督检查和验收工作。2 加强对操作人员的安全交底和安全教育工作。3 外挂架的安装与提升的操作人员必须持证上岗。4 首层挂架必须经公司安全监督站验收合格后才能投入使用。5 首次使用前必须进行荷载实验，荷载实验部位选择最危险的部位，实验过程中派专人进行监护，并设定10m范围的安全区，在挂架下方双层排架上方设临时水平网。参与实验的架子工，安全带不得挂在挂架上，必须将安全带系于稳妥可靠处。6 钢架所用型钢，焊条必须具有合格证，使用过程中经常检查焊接情况及有无变形，发现异常及时更换。7 组装挂架的钢管不得弯曲压扁，不得有裂纹和严重锈蚀，码钢扣件必须合格。密眼网及兜网必须是中建一局集团指定厂家的产品。脚手板不得有劈裂，并保证厚度。8 组装用的立杆间距不超过1.8m，大面必须加十字盖，转角小面必须加单斜杆，大面及小面用小眼密眼网，在杆件内侧封闭，底面用大眼安全网作为网兜。脚手板的长度根据每跨挂架的尺寸选取，板与板的接头出的空隙不得大于50，并加密小横杆，板的两端必须用8#铅丝与钢管连接牢固。9 每跨挂架与挂架间的距离不得大于150，中间空隙挂架与挂架连成整体。10 每组挂架的钩头螺栓均采用直径24的圆钢制作，应为低碳镇静钢。室内螺栓加10厚垫板及双螺母拧紧，松紧一致。11 必须待外墙砼强度达规定的设计强度后方可提升挂架。12 每跨外挂架必须绑扎牢固，立杆及水平杆应横平竖直，挂架整体应牢固美观。13 除大模板外，挂架上的荷载最大允许值为1500N/，并且不得过于集中布置，因此对使用中的外挂架必须每天检查，重点是钩头螺栓与架体焊缝，挂架严禁堆放材料。14 部分钩头螺栓位于窗洞口上方必须采取100mm*100mm木方支顶，见下图:（略） 四、外挂架计算外挂架的计算以单榀为计算单元，按铰接式桁架进行计算。1、荷载：外挂架上的荷载有以下几种：（1）操作人员荷载，按每一开间（1.8m左右）外挂架上有2个人操作，每个人按750N计算，则 q1 = 2×750 = 555.6N/m2 1.8×1.5 （2） 外挂架自重，每榀按800N，则 q2 = 800 = 296.3N/m2 1.8×1.5 （3） 木跳板荷载960N/m2，脚手管荷载740N/m2，安全网荷载49N/m2，扣件荷载123N/m2，则： q3=740+960+49+123=1872N/m2 （4）钢模板荷载：按1200N/m2 q4 = 1.8×2.9×1200 = 2320N/m2 1.8×1.5 总荷载：q = q1+q2+q3+q1=555.6+296.3+1872+2320 = 5044 N/m22、计算简图计算时考虑两种情况：外挂架上的荷载为均匀分布，化为节点集中荷载，则为： P = 5044×1.8×1.5 = 6809.4N 2（2）荷载的分布偏于外挂架外侧时，此时单位面积上的荷载： 5044×2 = 10088N/m2 （3）化为节点集中荷载则为： P = 10088×1.8×0.75 = 6809.4N 23、内力计算按桁架进行计算，计算结果见下表：架杆件内力表杆件编号 内力系数及内力值 选用杆件规格（mm） 杆件截面面积（mm2） 荷载均匀分布时 荷载偏于外侧时 N1=0.5F=3779.6N N1=1.0F=7559.19N 48管 489 N2=0.5F=3779.6N N2=1.0F=7559.19N 48管 489 N3=1.0F=7559.19N N3=1.5F=11338.8N 48管 489 N4=1.41F=-10658.5N N4=2.12F=-16025.5N 48管 489 N5=-0.7F=-5291.4N N5=-1.41F=-10658.5N 48管 489 N6=-1.0F=-7559.19N N6=-1.0F=-7559.19N 48管 489 N7=0.7F=5291.4N N7=0.5F=3779.6N 48管 489支座A RAV=2.0F=15118.4NRAH =1.0F=7559.19N RAV =2.0F=15118.4NRAH =1.5F=11338.8N 支座B RBH =1.0F=7559.19N RBH =1.5F=11338.8N 4、截面验算： （1）、杆件、为拉杆，最大内力N1=N2=3779.6N,初选截面为48钢管(壁厚3.5mm)A=489mm2考虑管与外挂架拉杆连接焊有一定的偏心,其容许应力就乘以0.95折减系数,则: N1 3779.6N a= = =7.73N/ mm2 <0.95f=0.95×170N/ mm2=161.5N/mm2 A 489mm2f：为钢管抗拉强度设计值的170N/mm2 杆件、安全贮备较大，如其上的跳板或钢管稍有一定的偏心，产生压弯作用亦安全。 （2）杆件、皆为拉杆，皆用48钢管，按最大内力N3=11338.8 N验算： 11338.8N a = N/A = = 23.2N/ mm2 <0.95f = 0.95×170N/ mm2 =161.5N/mm2 489mm2 所以强度满足要求。 （3）杆件的计算长度I0=2000 mm，48钢管回转半径 i= 0.25 D2+d2 = 0.25 482+412=15.78 mm （式中D为钢管外径，d为内径) I0 2000 = = =126.7<=150 i 15.78 所以杆件、在强度和稳定性方面均满足要求。 （4）杆件、均为压杆，其最大内力N4=16025.5N,N5=10658.8N，该杆件在平面外的计算长度为: L0=L1(0.75+0.25*N5/N4)=2500(0.75+0.25*10658.8/16025.5)=2290mm i=0.25 D2+d2=0.25 482+412=15.78 mm I0 2290 = = =145.1<=150 i 15.78 N 16025.5N a = = =32.77N/ mm2 <0.9f=0.9×170=161.5N/mm2 A 489 所以、杆件的强度及稳定性均满足要求。 （5）杆件为杆件N6=7559.19N，计算长度I0=1000 mm I0 1000 = = = 63.4<=150 i 15.78 N 7559.19 a = = =15.46N/ mm2 <0.9f=165.1N/mm2 A 489 所以杆件的强度及稳定性均满足要求。5、焊缝强度验算 取腹杆中内力最大的拉杆进行计算 N3=11338.8N 取焊缝厚度hr=5 mm，则焊缝有效厚度he = 0.7hr = 0.7*5 =3.5 mm，焊缝长度应为： N3 11338.8 If= = = 19.05 mm He*tf 3.5*170考虑到焊接方便，取焊缝长度为40 mm。6、支座验算（1）、支座A，采用25挂架螺栓，挂架螺栓按受拉进行验算 RAH=11338.8N A = *12.5*12.5 = 490.6 mm2 RAH 11338.8 a = = = 23.1N/ 2 < f =170N/mm2 A 490.6 外挂架螺栓按受剪验算： RAv = 15118.4N RAH 15118.4 T= = = 30.82N/ mm2 < f=170N/mm2 A 490.6（2）、支座B采用10#槽钢支撑在墙面上，槽钢长度L=100mm RBH=11338.8N A=100*100=10000 mm2 RAH 11338.8 a = = =1.1388N/mm2 <2N/mm2 A 10000 所以整个外挂架满足要求.。五、外挂架荷载试验办法 为确保外挂架使用安全，检验其可靠性，制定如下荷载试验办法：1 在外挂架组装完毕后，投入使用前，选取较不利受力的一个挂架进行荷载试验。4片架体承担4.8m受力范围内荷载。2 荷载试验取用外挂架承担的最大使用荷载分三次均匀加载，每次加载后持续时间4小时，荷载采用在挂架上放置4m长脚手架钢管(48×3.5mm)方式进行，4片挂架承担的使用荷载为 5599.4*3.09*1.4=24226N,所需4m钢管数 N=F/f1=24226/4*36.67=165根,因此每次施加荷载均为55根4m长脚手管。3 每次加荷必须记录下沉高度,检查钩头螺栓、钢架杆件焊缝有无开焊，裂缝或变形挠度是否超过规范要求，结构墙体有无破坏损伤。4 荷载试验必须由专业架子工从事，要求操作时必须将安全带挂在稳妥可靠处，不许挂于外挂架上，一旦出现危险必须及时撤离，不许野蛮作业。5 试验时地面处必须有专人监护设置危险区域悬挂示警标志。6 挂架荷载试验必须由安全部门组织并参与验收，合格后方可投入使用。
