电梯井道内脚手架搭设方案设计

西部文化产业中心

电梯井道内脚手架施工方案

程序	签  名		职  称	日  期
编制	专业负责人
审 核	项目 技术负责人
	公司 技术部门
	公司 质量部门
	公司 安全部门
批准	公司总工

贵州建工集团有限公司

2016年10月

施工组织设计（方案）内部审批表

工程名称	西部文化产业中心		建筑面积		92406.㎡
编制部门	项目部		结构类型		框筒、剪力墙结构
方案名称	电梯井道内脚手架施工方案
审核内容：
审核意见汇总：
公司安全部： 签名：          日期：		公司质量部： 签名：            日期：		公司技术部： 签名：             日期：
审批意见： 公司技术负责人（或委托人）：（公章）                    日期：

一、编制依据

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011。

2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91。

3、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011。

4、《钢结构设计规范》GB50017-2003

5、西部文化中心工程施工图。

6、本工程施工组织设计和模板施工方案。

7、建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）、[2009]254号。

二、工程概况

本工程为超高层办公楼，地上38层，地下4 层，建筑总高度为160.15m，建筑总面积为92406.㎡。基础为筏板结构，主体为框筒、剪力墙结构，电梯井内壁净空尺寸为2600×2700㎜，全现浇钢筋混凝土结构，楼层结构标高如下：

层数	项目			层数	项目
	标高(m)	层高(m)			标高(m)	层高(m)
-4	-19.850	6.700		18	78.700	4.150
-3	-13.100	3.900		19	82.850	4.150
-2	-9.200	3.900		20	87.000	4.150
-1	-5.300	5.300		21	91.150	4.150
1	±0.000	6.000		22	95.300	4.150
2	6.000	5.200		23	99.450	4.150
3	11.200	5.200		24	103.600	4.150
4	16.400	5.200		25	107.750	4.150
5	21.600	5.200		26	111.900	4.150
6	26.800	5.200		27	116.050	4.150
7	32.000	5.200		28	120.200	4.150
8	37.200	4.150		29	124.350	5.350
9	41.350	4.150		30	129.700	3.600
10	45.500	4.150		31	133.300	3.350
11	49.650	4.150		32	136.650	3.350
12	53.800	4.150		33	140.000	3.350
13	57.950	4.150		34	143.350	3.350
14	62.100	4.150		35	146.700	3.350

15	66.250	4.150		36	150.050	3.350
16	70.400	4.150		37	153.400	3.350
17	74.550	4.150		38	156.750	3.300

三、搭设方案

主体施工时室内电梯井道内的脚手架采用采用简易井字形落地式普通扣件钢管脚手架作为操作架和安全防护架使用，具体搭设为电梯基坑顶面～二层楼面标高为第一段（总高度为2.2＋6.7＋3.9＋3.9＋5.3＋6=28m），架体基础为底板；二层楼面标高～六层楼面标高为第二段（总高度为5.2×5=26m），架体基础为18#工字钢；六层楼面标高～十二层楼面标高为第三段（总高度为5.2＋4.15×5=25.95m），架体基础为18#工字钢；十二层楼面标高～十九层楼面标高为第四段（总高度为4.15×7=29.05m），架体基础为18#工字钢；十九层楼面标高～二十六层楼面标高为第五段（总高度为4.15×7=29.05m），架体基础为18#工字钢；二十六层楼面标高～三十三层楼面标高（总高度为为第六段4.15×2＋5.35＋3.6＋3.35×3=27.3m），架体基础为18#工字钢；三十四层楼面标高～屋面构架层楼面标高为第七段（总高度为3.35×4＋3.3＋10.45=27.15m），架体基础为18#工字钢，所有架体均待电梯安装时拆除。

四、架体搭设要点

1、电梯井内脚手架搭设高度不大于30m。

2、二层以上的架体采用18#工字钢作为架体基础，工字钢与墙体主筋焊接牢固，在壁混凝土浇筑前做好预埋工作，工字钢和架体同步拆除。

3、每个井道设二道18#工字钢作为基础主梁，并平行井道短边方向，主梁之间设二道10#槽钢作为构造连接。

4、架体每层设水平剪刀撑一道，四周每边设二道与墙体顶撑杆，确保架体稳定性。

5、架体首层设硬防护一道，以上楼层采用水平篼网和硬防护各层交叉设置。

6、架体搭设操作流程和材质、安全管理要求参照外脚手架工程施工方案、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范执行。

五、架体安全性验算

（一）架体参数

平台名称	电梯井操作平台	平台布置方式	沿纵向
平台长度A(m)	1.8	平台宽度B(m)	1.8
平台高度H(m)	30	立杆纵距la(m)	1.8
立杆步距h(m)	1.8	立杆横距lb(m)	1.8

 （二）荷载参数

每米钢管自重g1k(kN/m)	0.033	脚手板自重g2k(kN/m2)	0.35
栏杆、挡脚板自重g3k(kN/m)	0.14	安全设施与安全网自重g4k(kN/m2)	0.01
材料堆放最大荷载q1k(kN/m2)	2.5	施工均布荷载q2k(kN/m2)	1.5
基本风压ω0(kN/m2)	0.2	风荷载体型系数μs	0.8
风压高度变化系数μz	0.74(连墙件强度验算),0.74(立杆稳定性验算)

（三）设计简图

平台水平支撑钢管布置图

（四）顶部支撑（纵向）钢管验算

钢管类型	Ф48×3	钢管截面抵抗矩 W(cm3)	4.49
钢管截面惯性矩I(cm4)	10.78	钢管弹性模量E(N/mm2)	206000
钢管抗压强度设计值 [f](N/mm2)	205

    G1k=g1k=0.033kN/m;

    G2k= g2k×lb/2 =0.350×1.80/2=0.315kN/m;

    Q1k= q1k×lb/2 =2.500×1.80/2=2.250kN/m;

    Q2k= q2k×lb/2 =1.500×1.80/2=1.350kN/m;

   1、强度计算

    板底支撑钢管按照均布荷载下简支梁计算。

    q=1.2 ×(G1k+G2k)+1.4×(Q1k+Q2k)= 1.2×(0.033+0.315)+1.4×(2.250+1.350)=5.458kN/m;

    板底支撑钢管计算简图

    Mmax=ql2/8=5.458×1.802/8=2.210kN·m;

    Rmax=ql/2=5.458×1.80/2=4.912kN·m;

    σ=Mmax/W=2.210×106/(4.49×103)=192.278N/mm2<[f]=205.00N/mm2;

     满足要求。

   2、挠度计算

    q'=G1k+G2k+Q1k+Q2k=0.033+0.315+2.250+1.350=3.948kN/m

    R'max=q'l/2=3.948×1.80/2=3.553kN;

    ν=5q'l4/384EI=5×3.948×(1.80 ×103)4/(384×206000.00×10.78×104)=8.301mm    满足要求。 

 （五）横向支撑钢管验算

平台横向支撑钢管类型	单钢管	钢管类型	Ф48×3
钢管截面抵抗矩 W(cm3)	4.49	钢管截面惯性矩I(cm4)	10.78
钢管弹性模量E(N/mm2)	206000	钢管抗压强度设计值 [f](N/mm2)	205

    由于横向支撑钢管上无支撑（纵向）钢管传递的荷载，因此横向支撑钢管不受竖向荷载，只作构造构件，故不作计算。

 （六）立杆承重连接计算

横杆和立杆连接方式	单扣件	单扣件抗滑承载力(kN)	8
扣件抗滑移承载力系数	0.8

    Rc=8.0×0.80=6.400kN≥R=5.850kN

    满足要求。

 （七）立杆的稳定性验算

钢管类型	Ф48×3	钢管截面回转半径i(cm)	1.59
钢管的净截面A(cm2)	4.24	钢管抗压强度设计值 [f](N/mm2)	205
立杆计算方法	按照分配系数分配	主立杆受力分配系数κ	0.6
立杆计算长度系数μ	1.5

    NG1=[(la+1.00×lb)/2+2.00×h]*g1k/h×H+g1k×la×0.00/4.00=[(1.80+1.00×1.80)/2+2.00×1.80]×0.033/1.80×30.000+0.033×1.80×0.00/4.00=2.970kN

    NG2=g2k×la×lb/4.00=0.350×1.80×1.80/4.00=0.283kN;

    NG3=g3k×la/2=0.140×0.90=0.126kN;

    NG4=g4k×la/2=0.010×0.90=0.009kN;

    NQ1=q1k×la×lb/4.00=2.500×1.80×1.80/4.00=2.025kN;

    NQ2=q2k×la×lb/4.00=1.500×1.80×1.80/4.00=1.215kN;

    考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值：

    N=1.2(NG1+NG2+NG3+NG4)+0.9×1.4(NQ1+NQ2)=1.2×(2.970+0.283+0.126+0.009)+ 0.9×1.4×(2.025+1.215)=8.149kN;

    支架立杆计算长度：

    L0=kμh=1×1.50×1.80=2.700m

    长细比λ=L0/i=2.700×103/(1.59×10)=169.811≤[λ]=250

    满足要求。

    轴心受压构件的稳定系数计算：

    L0=kμh=1.191×1.500×1.8=3.216m

    长细比λ= L0/i=3.216×103/（1.59×10）=202.245

    由λ查表得到立杆的稳定系数φ=0.177

    ωk=μzμsωo=0.74×0.80×0.20=0.118kN/m2

    Mw=0.9×1.4×ωk×l×h2/10=0.9×1.4×0.118×1.80×1.802/10=0.087kN·m；

    σ=kN/φA+Mw/W=0.60×8.149×103/(0.177×4.24×102)+0.087×106/(4.49×103)=84.524N/mm2≤[f]=205.00N/mm2

    满足要求。

 （八）连墙件验算 

连墙件连接方式	扣件连接	连墙件布置方式	一步一跨
连墙件对卸料平台变形约束力N0(kN)	3	内立杆离墙距离a(m)	0.4

   1、强度验算

    ωk=μzμsωo=0.74×0.80×0.20=0.118kN/m2

    AW=1.80×1.80×1×1=3.2m2

    Nw=1.4×ωk×Aw=1.4×0.118×3.2=0.537kN

    N=Nw+N0=0.537+3.00=3.537kN

    长细比λ=L0/i=(0.40+0.12)×103/(1.59×10)=32.704，由λ查表得到立杆的稳定系数φ=0.936。

    Nf=0.85φA[f]= 0.85×0.936×4.240×10-4×205.00×103=69.154kN

    N=3.537≤Nf=69.154kN

    满足要求。

   2、连接计算

    连墙件采用扣件方式与墙体连接。

    单扣件承载力设计值 Rc=8.0×0.80=6.400kN

    N=3.537kN≤Rc=6.400kN

    满足要求。

六、架体验算取16#工字钢主梁安全性验算

（一）基本参数

单跨梁型式	两端固定梁	荷载布置方式	3-3
单跨梁长L(m)	2.6	a(m)	0.4
恒载标准值Pgk(KN)：	3	活载标准值Pqk(kN)：	5
恒载分项系数γG	1.2	活载分项系数γQ	1.4
挠度控制	1/250	材质	Q235
X轴塑性发展系数γx	1.05

 （二）梁截面计算

截面类型	工字钢	截面型号	16号工字钢
截面面积A(cm2)	26.1	截面惯性矩Ix(cm4)	1130
截面抵抗矩Wx(cm3)	141	自重标准值gk(kN/m)	0.205
抗弯强度设计值[f](N/mm2)	215	抗剪强度设计值τ(N/mm2)	125
弹性模量E(N/mm2)	206000

计算简图：

    承载能力极限状态：

    P=γG×Pgk+ γQ×Pqk=1.2×3+1.4×5=10.6KN

    正常使用极限状态：

    P'= Pgk+ Pqk=3+5=8KN

    1、抗弯验算

    Mmax=P×a2/L=10.6×0.42/2.6=0.652KN·m

    σ= Mmax /(γxW)=0.652×106/(1.05×141×1000)=4.404N/mm2≤[f]=215 N/mm2

    满足要求！

    2、抗剪验算

    Vmax=P=10.6KN

    τmax=Vmax[bh02-(b-δ)h2]/(8Izδ)=10.6×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×1130×10000×6)=12.527N/mm2≤[τ]=125N/mm2

    满足要求。

    3、挠度验算

    νmax=P×a2×L×(3-4×a/L)/(24×E×Ix)=8000×4002×2600×(3-4×400/2600)/(24×206000×1130)=0.142mm≤[ν]＝L/250=2.6×1000/250=10.4mm

    满足要求。

    4、支座反力

    RA=P=10.6KN≥N=8.149kN;

    RB=P=10.6KN≥N=8.149kN;

满足要求。

5、10#槽钢梁

槽钢仅作构造连接构件，不承受竖向任何荷载作用，故不需要验算。