基地公建项目扣件式钢管脚手架方案.doc

江桥基地公建项目 幼托四扣件式钢管脚手架技术专项方案上海市磊鑫建设工程有限公司2008年10月25日目 录一、 工程概况二、 脚手架搭设参数三、 搭设顺序四、 外脚手架计算五、 外架搭设六、 防电避雷措施七、 外架拆除八、 安全施工九、 应急预案一、工程概况1、工程名称：江桥基地公建项目 幼托四2、工程地址：上海市江桥镇3.、建设单位：上海市住宅建设发展中心4、设计单位：上海经纬建筑规划设计研究院5、建筑面积：9507平方米6、结构类型：框架结构7、建筑高度：4层，高14.6米二、脚手架搭设参数1、材料：采用外径为48mm，壁厚为3.5mm无严重锈蚀弯曲或裂缝的钢管,每根钢管的最大质量不大于25kg；连接扣件采用铸铁扣件，操作层竹脚手片规格150100cm，安全网采用密目式安全网。2、操作脚手架布局：本工程主楼需要搭设脚手架的高度都在16m左右，本工程全部采用单排式扣件钢管脚手架3、落地脚手架搭设参数：立杆横向间距为1.05m，纵向间距为1.5m，脚手架内立杆距外墙距离30cm，步高1.8m，小横杆长1.2m。三、搭设顺序落地架搭设顺序为：摆放扫地杆（贴近地面的横杆）逐根竖立立杆，随即与扫地杆扣紧装扫地小横杆并与立杆或扫地杆扣紧安第一步小横杆（与各立杆扣紧）安第一步大横杆第二步小横杆第二步大横杆加设临时斜撑杆（上端与第二步大横杆扣紧，在装设两道连墙杆后可拆除）第三、四步小横杆和大横杆连墙杆、接立杆加设剪刀撑铺脚手板挂密目网。四、外脚手架的计算钢管落地脚手架计算书本工程由上海市住宅建设发展中心投资建设，上海经纬规划建筑设计研究院有限公司设计，上海地矿勘察有限公司地质勘查，上海外经建设监理咨询有限公司监理，上海磊鑫建设工程有限公司组织施工；由郑连担任项目经理，周远先担任技术负责人。扣件式钢管落地脚手架的计算依据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(jgj130-2001)、建筑地基基础设计规范(gb 50007-2002)、建筑结构荷载规范(gb 50009-2001)、钢结构设计规范(gb 50017-2003)等编制。（一）、参数信息:1.脚手架参数双排脚手架搭设高度为16.0米，立杆采用单立管；搭设尺寸为：立杆的纵距为1.500米，立杆的横距为1.050米，大小横杆的步距为1.800米； 内排架距离墙长度为0.3米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；采用的钢管类型为48 3.5；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；连墙件采用二步三跨，竖向间距 3.6 米，水平间距 4.5 米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；2.活荷载参数施工均布活荷载标准值:3.000 kn/m2；脚手架用途: 装修脚手架；同时施工层数:2 层；3.风荷载参数本工程地处上海，基本风压为0.550kn/m2；风荷载高度变化系数z 为1.000，风荷载体型系数s 为0.645；脚手架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标准值(kn/m2):0.1248；脚手板自重标准值(kn/m2):0.300；栏杆挡脚板自重标准值(kn/m2): 0.150；安全设施与安全网(kn/m2):0.005；脚手板铺设层数:13；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；每米脚手架钢管自重标准值(kn/m2):0.038；5.地基参数地基土类型: 素填土；地基承载力标准值(kpa): 160.000；立杆基础底面面积(m2): 0.250；地面承载力调整系数: 1.000。（二）、大横杆的计算: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:p1=0.038 kn/m；脚手板的自重标准值:p2=0.3001.050/(2+1)=0.105 kn/m；活荷载标准值: q=3.0001.050/(2+1)=1.050 kn/m；静荷载的设计值: q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kn/m；活荷载的设计值: q2=1.41.050=1.470 kn/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=0.080.1721.5002+0.101.4701.5002 =0.362 kn.m；支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 m2max= -0.100.1721.5002-0.1171.4701.5002 =-0.426 kn.m；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=max(0.362106,0.426106)/5080.0=83.858 n/mm2；大横杆的最大弯曲应力为 =83.858 n/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值f=205.0 n/mm2，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。计算公式如下： 其中： 静荷载标准值: q1= p1+p2=0.038+0.105=0.143 kn/m； 活荷载标准值: q2= q =1.050 kn/m；最大挠度计算值为：v= 0.6770.1431500.04/(1002.06105121900.0)+0.9901.0501500.04/(1002.06105121900.0) = 2.288 mm；大横杆的最大挠度 2.288 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0/150=10.000 mm与10 mm，满足要求！（三）、小横杆的计算: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弯矩和变形。1.荷载值计算大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.500 = 0.057 kn；脚手板的自重标准值：p2=0.3001.0501.500/(2+1)=0.158 kn；活荷载标准值：q=3.0001.0501.500/(2+1)=1.575kn；集中荷载的设计值: p=1.2(0.057+0.158)+1.4 1.575 = 2.462 kn； 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 = 1.20.0381.0502/8 = 0.006 kn.m；集中荷载最大弯矩计算公式如下: mpmax = 2.4621.050/3 = 0.862 kn.m ；最大弯矩 m= 0.006 + 0.862 = 0.868 kn.m；最大应力计算值 = m / w =0.868106/5080.0=170.891 n/mm2 ；小横杆的最大弯曲应力 =170.891 n/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 205.000 n/mm2，满足要求！3.挠度验算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=50.0381050.04/(3842.060105121900.0) = 0.024 mm ；大横杆传递荷载 p = p1 + p2 + q = 0.057+0.158+1.575 = 1.790 kn；集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: vpmax = 1789.5001050.0(31050.02-41050.02/9 ) /(722.060105 121900.0) = 2.928 mm；最大挠度和 v = vqmax + vpmax = 0.024+2.928 = 2.952 mm；小横杆的最大挠度为 2.952 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 1050.0/150=7.000 mm与10 mm,满足要求！（四）、扣件抗滑力的计算: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6.40。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): r rc 其中 rc - 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；大横杆的自重标准值: p1 = 0.0381.5002/2= 0.057 kn；小横杆的自重标准值: p2 = 0.0381.050/2= 0.020 kn；脚手板的自重标准值: p3 = 0.3001.0501.500/2= 0.236 kn；活荷载标准值: q = 3.0001.0501.500/2 = 2.362 kn；荷载的设计值: r=1.2(0.057+0.020+0.236)+1.42.362= 3.683 kn；r 6.4 kn，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! （五）、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+(1.5002/2)0.038/1.80016.0 = 2.503；(2)脚手板的自重标准值(kn/m2)；采用竹笆片脚手板，标准值为0.300 ng2= 0.300131.500(1.050+0.30)/2 = 3.949 kn；(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0.150 ng3 = 0.150131.500/2 = 1.463 kn；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kn/m2)；0.005 ng4 = 0.0051.50016.0 = 0.120 kn；经计算得到，静荷载标准值 ng =ng1+ng2+ng3+ng4 = 8.035 kn；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= 3.0001.0501.5002/2 = 4.725 kn；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 wo - 基本风压(kn/m2)，按照建筑结构荷载规范(gb50009-2001)的规定采用： wo = 0.550 kn/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： uz= 1.000 ； 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 0.5501.0000.645 = 0.248 kn/m2；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 n = 1.2 ng+0.851.4nq = 1.28.035+ 0.851.44.725= 15.264 kn；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 mw 为 mw = 0.851.4wklah2/10 =0.8501.40.2481.500 1.8002/10 = 0.144 kn.m；（六）、立杆的稳定性计算: 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 = 15.264 kn；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.580 cm；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 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m；长细比: l0/i = 197.000 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186立杆净截面面积 ： a = 4.890 cm；立杆净截面模量(抵抗矩) ：w = 5.080 cm；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 n/mm； = 15264.410/(0.186489.000)+143616.281/5080.000 = 196.097 n/mm；立杆稳定性计算 = 196.097 n/mm 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 n/mm，满足要求！（七）、最大搭设高度的计算: 按规范5.3.6条考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：构配件自重标准值产生的轴向力 ng2k(kn)计算公式为：ng2k = 3.949+1.463+0.120 = 5.531 kn；活荷载标准值 ：nq = 4.725 kn；每米立杆承受的结构自重标准值 ：gk = 0.1248 kn/m；计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： mwk=mw / (1.40.85) = 0.144 /(1.4 0.85) = 0.121 kn.m；hs =(0.1864.89010-4205.000103-(1.25.531+0.851.4(4.725+0.1864.89010-40.121/5.08010-6)/(1.20.1248)=25.467 m；按规范5.3.6条脚手架搭设高度 hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米： h = 25.467 /(1+0.00125.467)=24.835 m；h= 24.835 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 h =24.835 m，满足要求！（八）、连墙件的计算: 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 wk = 0.248 kn/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 aw = 16.200 m2；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), n0= 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 = 5.632 kn；连墙件的轴向力设计值 nl = nlw + n0= 10.632 kn；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 l0/i = 300.000/15.800的结果查表得到 =0.949，l0为内排架距离墙的长度；又： a = 4.890 cm2；f=205.00 n/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 nf = 0.9494.89010-4205.000103 = 95.133 kn；nl = 10.632 nf = 95.133,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 nl = 10.632小于双扣件的抗滑力 12.80 kn，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图（九）、立杆的地基承载力计算: 立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求 p fg 地基承载力设计值:fg = fgkkc = 160.000 kpa； 其中，地基承载力标准值：fgk= 160.000 kpa ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 1.000 ； 立杆基础底面的平均压力：p = n/a =61.058 kpa ；其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：n = 15.264 kn；基础底面面积 ：a = 0.250 m2 。p=61.058 fg=160.000 kpa 。地基承载力满足要求！五、外架搭设1、立杆：立杆上的对接扣件应交错布置；两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。立杆与小横杆必须用直角扣角扣紧，确保立杆承载力，不得隔步设置或遗漏。立杆的垂直偏差，按架高的1/4001/600控制，但全高偏斜不大于100mm。2、大横杆：大横杆每步设置四根，搭接长度为400mm，且不少于2只扣件紧固，主节点处的大横杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。上下内外横杆搭接位置相应错开布置在不同的立杆纵距中，同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/300。且不大于50mm。3、小横杆：贴近立杆布置，上下左右交叉设置，用直角扣件与立杆扣紧，以利立杆承受荷载。在任何情况下均不得拆除贴近立杆的小横杆。小横杆两端各伸出立杆净长度150mm，并保持外侧一致。靠墙一端的外伸长度不应大于0.4l，且不应大于500mm；4、拉结点：脚手架与建筑物拉结点按水平方向不大于6m，垂直方向每层高设置。拉结点在转角和顶部处加密，即在转角1m以内范围按垂直方向为每层高设一结点，顶部0.8m以内按水平方向不大于7m设拉结点。必须采用刚性连墙件与建筑物预埋焊接。即通过在每层梁内预埋钢管，预埋长度不小于350mm，外露部分不少于150mm，再用钢管与外架的内立杆焊接；5、剪刀撑：沿脚手架每端和转角处起第67根立杆设一组剪刀撑，且每片架子不少于3组，剪刀撑沿架高连续布置，并延伸至顶部大横杆。斜杆的扣结点距离不大于4m，搭接必须用二只扣件，搭接长度不少于400mm，斜杆交叉点必须加扣件斜杆与地面夹角为4560。并应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。6、防护栏杆与脚手片：脚手架外侧自第二步起必须设置1.2m高同材质的防护栏杆和30cm高的踢脚杆。脚手片底挑满铺。工作层满铺，用16#铁丝双股四角绑扎牢固。7、围护：脚手架每步均用绿色防护密目网围护，用16#铁丝双股绑扎绑扎间距300mm。8、封顶架高于层面1.5m，外面用密目网围护，密目网内再用脚手片竖立围护，绑扎牢固，全封闭，拉结点增加20%。9、油漆：外架钢管、扣件均刷黄色油漆二度，底排立杆1mym 刷黄黑警示色油漆。10、脚手架必须设置纵、横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。立杆基础采用带形砼基础。11、脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。六、防电避雷措施1、外架四角均应设避雷针。避雷针要用12镀锌圆钢制作，设置在脚手架立杆上，高度超过立杆1.5m，并将所有最上层的脚手架大横杆连通，形成避雷网。2、接地线采用20镀锌圆钢，接地线的连接应保证接触可靠。与建筑物的防雷接地系统相连，镀锌圆钢与柱主筋电焊连接，双面焊接，长度不小于60mm，外刷银粉漆二遍。3、接地装置完成后应进行接地电阻检测，其接地电阻值应小于4。七、外架拆除1、拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；2、拆除时按搭设的反程序进行，即密目网脚手板防护栏杆踢脚杆大横杆小横杆连横杆立杆。3、不允许分立面拆除，上下二步同时拆除（踏步式），做到一步一清，一杆一清。4、连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。5、拆除脚手架的大横杆、剪刀撑，应先拆中间扣，再拆两面三刀头扣。6、翻掀脚手片应注意站立位置，并应自外向里翻起，防止清除的残留物从高往下投掷。7、拆下的脚手片、钢管、扣件、钢丝绳等材料应向下传递或用绳吊下，禁止往下投掷。8、拆除脚手架必须使用电焊、气割工艺时，应严格按照国家特殊工种的要求和消防规定执行。9、悬空口的拆除，预先应进行加固或设落地支撑措施后，方可进行拆除工作。八、安全施工1、脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准特种作业人员安全技术考核管理规则（gb5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。2、在搭设或拆除前，施工区域内须设置警戒范围和警示标志，非操作人员或地面施工人员均不得通行或施工，安全部门配备现场监护人员。3、正确使用安全帽、安全带，遵守高处作业规定，工具入袋，物件严禁抛掷