悬挑式脚手架专项施工方案

0 / 23目录一、工程概况 .1二、脚手架设计计算 .11.计算参数 .12.大横杆计算 .33. 小横杆计算 .44. 扣件抗滑力计算 .65. 脚手架立杆荷载计算 .76. 立杆稳定性计算 .87. 连墙件计算 .108. 悬挑梁受力计算 .119. 悬挑梁整体稳定性计算 .1310. 拉绳受力计算 .1411. 拉绳强度计算 .14三、悬挑架构造要求 .17四、悬挑架防护措施 .17五、悬挑架安全技术措施 .19六、悬挑架拆除安全技术措施 .20 1 / 23悬挑式型钢脚手架专项施工方案一、工程概况赣州城市管理指挥中心大楼位于赣州市章江新城区 F20 地块西侧，地下 1 层，地上 21 层，总建筑面积 25635.25 m2， 框剪结构，建筑总高度 80.89m。悬挑脚手架允许搭设高度为20m，实际5层一挑，总高度18m20m，在允许范围之内。二、脚手架设计计算1.计算参数（1）脚手架参数双排脚手架搭设高度为18米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为1.00米，立杆的步距为1.80米；内排架距离墙长度为0.20米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；脚手架沿墙纵向长度为50米；采用的钢管类型为483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80；连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.60米，水平间距4.0米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件连接；（2）活荷载参数施工均布荷载(kN/m 2):2.700； 2 / 23脚手架用途:结构脚手架；同时施工层数:2层；（3）风荷载参数本工程地处江西省赣州市，查荷载规范基本风压为0.350，风荷载高度变化系数 z为1.000，风荷载体型系数 s为0.645；计算中考虑风荷载作用；（4）静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m 2):0.1248；脚手板自重标准值(kN/m 2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m 2):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m 2):0.005；脚手板铺设层数:6层；脚手板类别:竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；（5）水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度 2.30 米。与楼板连接的螺栓直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:C35；（6）拉绳与支杆参数支撑数量为:1；钢丝绳安全系数为:6.000；钢丝绳与墙距离为(m):3.000；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物 1.20 m。 3 / 232.大横杆计算按照扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。（1）均布荷载值计算大横杆的自重标准值:P 1=0.038kN/m；脚手板的自重标准值:P 2=0.3001.000/(2+1)=0.100kN/m；活荷载标准值: Q=2.7001.000/(2+1)=0.900kN/m；静荷载的设计值: q 1=1.20.038+1.20.100=0.166kN/m；活荷载的设计值: q 2=1.40.900=1.260kN/m；图1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)图2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)（2）强度验算跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。跨中最大弯距计算公式如下:跨中最大弯距为M1max=0.080.1661.5002+0.101.2601.5002=0.313kN.m； 4 / 23支座最大弯距计算公式如下:支座最大弯距为M 2max=-0.100.1661.5002-0.1171.2601.5002=-0.369kN.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=Max(0.31310 6,0.369106)/5080.0=72.638N/mm2；大横杆的最大弯曲应力为=72.638N/mm 2小于大横杆的抗压强度设计值f=205.0N/mm 2，满足要求。（3）挠度验算:最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式：其中：静荷载标准值: q 1=P1+P2=0.038+0.100=0.138kN/m；活荷载标准值: q 2=Q=0.900kN/m；最大挠度计算值为：V=0.6770.1381500.04/(1002.06105121900.0)+0.9900.9001500.04/(1002.06105121900.0)=1.985mm；大横杆的最大挠度1.985mm小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150 mm与10mm，满足要求。3. 小横杆计算根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大 5 / 23弯矩和变形。（1）荷载值计算大横杆的自重标准值：p 1=0.0381.500=0.058kN；脚手板的自重标准值： P2=0.3001.0001.500/(2+1)=0.150kN；活荷载标准值：Q=2.7001.0001.500/(2+1)=1.350kN；集中荷载的设计值: P=1.2(0.058+0.150)+1.41.350=2.139kN小横杆计算简图（2）强度验算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下:Mqmax=1.20.0381.0002/8=0.006kN.m；集中荷载最大弯矩计算公式:Mpmax=2.1391.000/3=0.713kN.m；最大弯矩M=M qmax+Mpmax=0.719kN.m；最大应力计算值=M/W= 0.71910 6/5080.000=141.496N/mm2小横杆的最大弯曲应力=141.496N/mm 2小于小横杆的抗压强度设计值205.000N/mm 2，满足要求。（3）挠度验算 6 / 23最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:Vqmax=50.0381000.04/(3842.060105121900.000)=0.020mm 大横杆传递荷载 P=p 1+p2+Q=0.058+0.150+1.350=1.558kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式:Vpmax=1557.6001000.0(31000.02-41000.02/9 )/(722.060105121900.0)=2.202mm最大挠度V=V qmax+Vpmax=0.020+2.202=2.222mm小横杆的最大挠度为2.222mm小于小横杆的最大容许挠度 1000.000/150=6.667与10mm,满足要求。4. 扣件抗滑力计算按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):RR c 其中 R c-扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 7 / 23大横杆的自重标准值: P 1=0.0381.5002/2=0.058kN；小横杆的自重标准值: P 2=0.0381.000/2=0.019kN；脚手板的自重标准值: P 3=0.3001.0001.500/2=0.225kN；活荷载标准值: Q=2.7001.0001.500/2=2.025kN；荷载的设计值: R=1.2(0.0580.019+0.225)+1.42.025=3.197kN；R=3.197kNRc=6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。5. 脚手架立杆荷载计算作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容： (1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN)，为0.1248。NG1=0.1248+(1.502/2+1.502)0.038/1.8024.80=5.476(2)脚手板的自重标准值(kN/m 2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.30。NG2=0.30061.500(1.000+0.2)/2=1.620kN(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15。NG3=0.15061.500/2=0.675kN(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m 2)：0.005 。NG4=0.0051.50024.800=0.186kN经计算得到，静荷载标准值：NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.957kN活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一 8 / 23纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到，活荷载标准值：NQ=2.7001.0001.5002/2=4.050kN风荷载标准值按照以下公式计算：其中 W o-基本风压(kN/m 2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W o=0.350kN/m2；Uz-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：U z=1.950；Us-风荷载体型系数：取值为0.645；经计算得到，风荷载标准值：Wk=0.7 1.950.6450.35=0.308kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式：N=1.2NG+1.4NQ=1.27.957+1.44.050=15.218kN考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为：N=1.2NG+0.851.4NQ=1.27.957+0.851.44.050=14.368kN风荷载设计值产生的立杆段弯矩M W为：Mw=0.851.4WkLah2/10 =0.8501.40.2711.5001.8002/10=0.157kN.m6. 立杆稳定性计算 9 / 23不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：立杆的轴向压力设计值：N=15.218kN；计算立杆的截面回转半径 ：i=1.58cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：k=1.155；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：=1.500；计算长度 ,由公式l o=kh确定：l 0=3.119m；长细比L o/i=197.000；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l o/i的计算结果查表得到 ：=0.186；立杆净截面面积 ： A=4.89cm 2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W=5.08cm 3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f=205.000N/mm 2；=15218.000/(0.186489.000)=167.318 N/mm 2；立杆稳定性计算 =167.318N/mm 2小于立杆的抗压强度设计值 f=205.000N/mm2，满足要求。考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：立杆的轴心压力设计值 ：N=14.368kN；计算立杆的截面回转半径 ：i=1.58cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： k=1.155；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ：=1.500；计算长度 ,由公式l 0=kuh确定：l 0=3.119m； 10 / 23长细比: L 0/i=197.000；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l o/i的结果查表得到：= 0.186立杆净截面面积： A=4.89cm 2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W=5.08cm 3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f=205.000N/mm 2；=14367.708/(0.186489.000)+156672.306/5080.000 =188.808N/mm2立杆稳定性计算=188.808 N/mm 2小于立杆的抗压强度设计值 f=205.000N/mm2，满足要求。7. 连墙件计算连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：Nl = Nlw + N0风荷载标准值W k=0.308kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 A w=14.4m2；按规范5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N 0=5.000kN； 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw=1.4WkAw=6.209kN连墙件的轴向力设计值N l=Nlw+N0=11.209kN；连墙件承载力设计值按下式计算：Nf=Af其中 -轴心受压立杆的稳定系数；由长细比l 0/i=200.000/15.800的结果查表得到：=0.966，l为内排架距离墙的长度； 11 / 23又： A=4.89cm 2；f=205.00N/mm 2；连墙件轴向承载力设计值为N f=0.9664.89010-4205.000103=96.837kN；Nl=9.096Nf=96.837,连墙件的设计计算满足要求。连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到N l=9.096小于双扣件的抗滑力12.800kN，满足要求。连墙件扣件连接示意图8. 悬挑梁受力计算悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本方案中，脚手架排距为1000mm，内排脚手架距离墙体200mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，水平支撑梁的截面惯性矩I=866.20cm 4，截面抵抗矩W=108.30 12 / 23cm3，截面积A=21.95cm 2。受脚手架集中荷载N=1.27.957+1.44.050=15.218kN；水平钢梁自重荷载q=1.221.9500.000178.500=0.207 kN/m； 悬挑脚手架示意图悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到：悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 13 / 23悬挑脚手架支撑梁变形图(kN)悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1=17.200kN R2=14.175kN R3=-0.153kN 最大弯矩M max=1.807kN.m最大应力=M/1.05W+N/A=1.80710 6/(1.05108300.0)+ 0.000103/2195.0=15.891N/mm2水平支撑梁的最大应力计算值15.891N/mm 2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215.000N/mm 2,满足要求。9. 悬挑梁整体稳定性计算水平钢梁采用16a号槽钢,计算公式如下：其中 b-均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： 14 / 23 b=57010.063.0235/(1200.0160.0235.0)=1.87由于 b大于0.6，查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B，得到 b值为0.919。经过计算得到最大应力= 1.80710 6 /( 0.919108300.00 )= 18.152 N/mm2；水平钢梁的稳定性计算=18.152小于f=215.000N/mm 2,满足要求。10. 拉绳受力计算水平钢梁的轴力R AH和拉钢绳的轴力R Ui按照下式计算：其中R Uicos i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力R Ci=RUisini 。按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：RU1=18.525kN11. 拉绳强度计算（1）钢丝拉绳(支杆)内力计算：钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R U均取最大值进行计算，为RU=18.525kN 如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算： 15 / 23其中 F g-钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg-钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)，计算中可以近似计算F g=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；-钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对619、637、661钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K-钢丝绳使用安全系数。计算中F g取18.525kN，=0.820，K=6.000，得到：d=16.47经计算，钢丝绳最小直径必须大于17.000mm才能满足要求。 （2）钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环强度计算钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力R U的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为：N=RU=18.525kN钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环的强度计算公式为：其中f为拉环受力的单肢抗剪强度，取f=125N/mm 2；所需要的钢丝拉绳(斜拉杆)的拉环最小直径D=(1852.5434/3.142125.000)1/2=14.000mm；12. 锚固段与楼板连接的计算（1）水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=0.153kN； 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为: 16 / 23其中 f为拉环钢筋抗拉强度，按照混凝土结构设计规范10.9.8条f=50N/mm 2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=152.7194/(3.142502)1/2=1.394mm；水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。（2）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：锚固深度计算公式:其中 N-锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=0.153kN；d-楼板螺栓的直径，d=20.000mm；fb-楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.570N/mm2；f-钢材强度设计值,取215N/mm 2；h-楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h 要大于152.719/(3.14220.0001.570)=1.548mm。螺栓所能承受的最大拉力F=1/43.1420.000 221510-3=67.51kN螺栓的轴向拉力N=0.153kN小于螺栓所能承受的最大拉力 F=67.510kN，满足要求。（3）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下： 17 / 23混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:其中 N-锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N=14.175kN；d-楼板螺栓的直径，d=20.000mm；b-楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100.000mm；fcc-混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.950fc=16.700N/mm2；经过计算得到公式右边等于161.75kN，大于锚固力N=14.17kN，楼板混凝土局部承压计算满足要求。三、悬挑架构造要求1. 采用12cm型槽钢，自重为120N/m，搭设高度H=24.8m,立杆横距b(架宽)1.0m,立杆纵距L=1.5m,大横杆步距1.8m,铺竹脚手板2层，同时施工2层，施工荷载QK=2.7kN/m 2，连墙杆布置为两步三跨。密目网全封闭。2. 脚手架每一纵距一步内只有一根小横杆，在立杆与大横杆的交点处，小横杆伸出外排杆100mm,伸出150mm,里排立杆距墙200mm。3. 由于满铺脚手板，所以应在原有两根小横杆中间再加一根，同时还要增加2个扣件。4. 按照规定，作业层外排架临时防护为两道防护栏杆，原有一道大横杆，需再增加一道大横杆及一个扣件。5. 剪刀撑按水平4 跨垂直4 步一组设置，两杆交叉与地面成45 0 角。6. 悬挑架结构应满布剪刀撑。 18 / 237. 连墙件采用主体预埋钢管，用槽钢将脚手架与主体连接，预埋槽钢以高出砼面20cm为宜。四、悬挑架防护措施1.脚手架每高4m，水平每隔6m同建筑物牢固地拉结，并加设顶撑使之同时承受拉力和压力，保证架体与建筑物之间连接牢固，不摇晃、不倒塌。拉接点禁止设在工程围护结构上，拉接杆要设在靠近节点位置20cm 范围以内，并且与大横杆扣紧。在立柱或梁上预埋10钢筋，拉筋采用6钢筋。双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。每道剪刀撑跨越立杆的根数为4根。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角为45-60。剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不得小于50cm，要用三只扣件，两头要大于10cm，剪刀撑最下部距地面10cm。剪刀撑沿脚手架连续设置，其间距不大于20cm。2.竹笆脚手板应按其主竹筋垂直纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2mm 的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。作业层端部脚手板探头长度应取150mm ，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。3.密目网必须使用获得省安监总站准用证的产品，要从脚手架底部开始全部用密目式安全网全封闭，密目网要设在外排立杆的里侧，密目网的绑扎要用尼龙绳每孔一扎。4.安全网的设置：从脚手架底部开始全部用密目式安全网全封闭，密目网要设在外排立杆的里侧。密目网的绑扎要用尼龙绳环形绑扎 19 / 23或用短绳每孔一绑。施工层要设随层网，设18cm 高的连续挡脚板，挡脚板要用铁丝绑在立杆上。设0.6m和1.2m高防护栏杆两道，防护栏杆要刷红白相间的境界色。5.人行斜道的设计:人行斜道的宽度为1.2m，坡度为1：3（高：长）。斜道拐弯平台面积为9m2,宽度为1.5m。斜道两侧及拐弯平台外围设置1.2m的防护栏杆及高180mm的挡脚板。人行斜道的脚手板上钉防滑木条，其厚度为30mm，间距为250mm。斜道使用钢管搭设，主要杆件有立杆、大横杆、小横杆、斜撑杆、剪刀撑等。立杆纵距为1.5m，埋入地下500mm,大横杆间距为1.0m。小横杆置于斜横杆上间距为1m。拐弯处小横杆间距为0.6m。为保证斜道的稳固，在斜道两侧、平台外围和端部应设置剪刀撑，并加强脚手架连墙杆的设置。斜道脚手板应铺平、铺牢。6.防护棚的设置：在棚上要满铺木脚手板，棚边要设置1m 高的挡板，在棚上再挂一层安全网，以防止高空坠落物反弹出防护棚外伤人。五、悬挑架安全技术措施1.外脚手架立杆基础外侧应挖排水沟，以防雨水浸泡地基。2.钢管架设置避雷针，分置于主楼外架四角立杆之上，并连通大横杆，形成霹雷网络，并检测接地电阻不大于30欧姆。3.外脚手架不得搭设在距离外电架空线路的安全距离内，并做好可靠的安全接地处理。4.外脚手架必须及时维修加固，以达到坚固