悬挑式脚手架方案.doc

悬挑式脚手架方案1、 编制依据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）建筑结构荷载规范（GB5007-2001）冷弯薄壁型钢结构技术规程（GB50018-2002）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）钢结构设计规范（GB50017-2003）津南5号地施工蓝图津南5号地施工组织设计2、 工程概况本工程地处天津市津南区咸水沽津沽路北侧，津南5号地，南至津沽路，西至紫江路，北临老海河，东至规划路。建筑面积70112平方米。共5栋高层商品住宅，地上32层，局部电梯机房34层，地下二层，建筑高度97.70米，室内外高差0.60米，1层层高2.95米，标准层层高2.85米。结构类型：钢筋混凝土剪力墙结构。本工程建设单位：*；设计单位：*；勘察单位：*；监理单位：*；施工单位：*。3、 脚手架设计1. 方案的选择1.1基本思路本工程13层采用落地式双排钢管脚手架，外架立杆直接支撑在经回填夯实的地面上，立杆下垫50mm厚200mm宽的木方。4层及以上为悬挑扣件式双排钢管脚手架，该阶段各层层高2.85m，每10层为一个外挑单元，每单元外挑高度为2.8510=28.5m，共设3个悬挑单元。悬挑槽钢分别架设于4、14、24层楼面，悬挑槽钢采用16#槽钢，悬挑槽钢的间距为1.2m1.5m（同立杆纵距）。1.2脚手架参数 脚手架立杆纵距为1.20米1.50米，立杆的横距为0.90米，步距为1.80 米，计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为 29.0 米，立杆采用单立管，内排架距离墙长度为0.35米，横向水平杆在上，搭接在纵向水平杆上的横向水平杆根数为2根，采用的钢管类型为 483.5，横杆与立杆连接方式为单扣件，扣件抗滑承载力系数为 0.80，连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.60 米，水平间距3.60 米4.50米，采用扣件连接，连墙件连接方式为硬连接。1.3活荷载参数 施工荷载均布参数（kN/m2）：3.000；脚手架用途：结构脚手架；同时施工层数：2层。1.4风荷载参数 天津市地区，基本风压为0.500kpa，风荷载高度变化系数z为1.420，风荷载体型系数s为1.200；考虑风荷载。1.5静荷载参数每米立杆数承受的结构自重标准（kN/m）：0.1161；脚手板自重标准值（kN/m2）：0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）：0.140；安全设施与安全网（kN/m2）：0.005；脚手板铺设层数：10；脚手板类别：木脚手板；栏杆挡板类别：栏杆木。上述数据参考：建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）表4.2.1-1 表4.2.1-2 表A-11.6水平悬挑支撑梁 悬挑水平钢梁采用16号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.35米，建筑物内锚固段长度 1.80 米。锚固筋采用16圆钢，16圆钢前后两道，16圆钢与楼板钢筋焊结牢固；楼板混凝土标号：C30、C35。1.7拉绳与支杆参数支撑数量为：1根；钢丝绳安全系数为：10.000；钢丝绳与墙距离为（m）：1.250；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结。 2.横向水平杆的计算横向水平杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。横向水平杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算横向水平杆的最大弯矩和变形。2.1均布荷载值计算横向水平杆的自重标准值：P1=0.038 kN/m ；脚手板的荷载标准值：P2=0.3500.900/（2+1）=0.105 kN/m ；活荷载标准值： Q=3.0000.900/（2+1）=0.900 kN/m；静荷载的计算值： q1=1.20.038+1.20.105=0.172 kN/m；活荷载的计算值： q2=1.40.900=1.260 kN/m； 横向水平杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度） 横向水平杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）2.2强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯距计算公式如下：M1max=0.08q1l2+0.10q2l2跨中最大弯距为M1max=0.080.1721.2002+0.101.2601.2002 =0.201 kNm；支座最大弯距计算公式如下：M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2支座最大弯距为 M2max= -0.100.1721.2002-0.1171.2601.2002 =-0.237 kNm；选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：=0.237106/5080.0=46.654 N/mm2小于 f=205.0 N/mm2。满足要求！2.3挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度max=0.677q1l4/100EI+0.990q2l4/100EI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 =0.900 kN/m；三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度：max= 0.6770.1431200.04/（1002.06105121900.0） +0.9900.9001200.04/（1002.06105121900.0） = 0.816 mm；脚手板，纵向、受弯构件的容许挠度为 l/150与10 mm横向水平杆的最大挠度小于 1200.0/150 mm，满足要求!3.纵向水平杆的计算： 纵向水平杆按照简支梁进行强度和挠度计算，横向水平杆在纵向水平杆的上面。 用横向水平杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算纵向水平杆的最大弯矩和变形。3.1荷载值计算横向水平杆的自重标准值：p1= 0.0381.200 = 0.046 kN；脚手板的荷载标准值：P2=0.3500.9001.200/（2+1）=0.126 kN；活荷载标准值：Q=3.0000.9001.200/（2+1） =1.080 kN；荷载的计算值：P=1.2（0.046+0.126）+1.4 1.080 = 1.718 kN；纵向水平杆计算简图3.2强度计算 最大弯矩考虑为纵向水平杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式：Mqmax = ql2/8Mqmax = 0.0460.9002/8 = 0.005 kNm；集中荷载最大弯矩计算公式：Mpmax = Pl/3Mpmax = 1.7180.900/3 = 0.516 kN.m ；最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.520 kN.m； = M / W = 0.520106/5080.000=102.404 N/mm2；纵向水平杆的计算强度小于 205 N/mm2，满足要求！3.3挠度计算 最大挠度考虑为纵向水平杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和。纵向水平杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下：qmax= 5ql4/384EI最大挠度和 = qmax + pmax= 0.013+1.290 = 1.303 mm；纵向水平杆的最大挠度小于（900.000/150）=6.000 与 10 mm，满足要求！4.扣件抗滑力的计算 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）表5.1.7，直角、旋转单扣件抗滑承载力取值为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（建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）5.2.5）：R Rc其中：Rc - 扣件抗滑承载力设计值，取6.40 kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；横杆的自重标准值： P1 = 0.0380.900=0.035 kN；脚手板的荷载标准值： P2 = 0.3500.9001.200/2=0.189 kN；活荷载标准值： Q = 3.0000.9001.200 /2 = 1.620 kN；荷载的计算值： R=1.2（0.035+0.189）+1.41.620=2.536 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!5.脚手架荷载标准值： 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。5.1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：0.1161kN/m；经计算得到，静荷载标准值： NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.901 kN；5.2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= 3.0000.9001.2002/2 = 3.240 kN；5.3风荷载标准值应按照以下公式计算Wk=0.7UzUsWo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 = 0.500 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= 1.420； Us - 风荷载体型系数：Us =1.200；经计算得到，风荷载标准值： Wk = 0.7 0.5001.4201.200 = 0.596 kN/m2；不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式 6.立杆的稳定性计算： 不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： = N/Af立杆的轴心压力设计值 ：N =12.817 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数 ：K = 1.155 ；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3得：U = 1.50计算长度由公式lo = KUh确定：lo = 3.119 m；长细比lo /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 = 4.89 cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 12817.000/（0.186489.000）=140.918 N/mm2；计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表5.3.3得：U = 1.500计算长度由公式 lo = KUh 确定：lo = 3.119 m；长细比lo/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 = 4.89 cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 12136.680/（0.186489.000）+275937.581/5080.000 = 187.756 N/mm2；立杆稳定性计算 = 187.756 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！7.连墙件的计算连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：Nl = Nlw + No风荷载基本风压值 Wk = 0.596 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 12.960 m2；连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN），No= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算： Nlw = 1.4WkAw = 10.821 kN；连墙件的轴向力计算值 Nl= Nlw + No= 15.821 kN；由长细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。 悬挑脚手架示意图 本工程中，脚手架排距为900mm，内侧脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1250mm， 水平支撑梁的截面惯性矩I = 934.50 cm4，截面抵抗矩W = 116.80 cm3，截面积A = 25.15 cm2。 受脚手架集中荷载 N=1.26.901 +1.43.240 = 12.817 kN； 水平钢梁自重荷载 q=1.225.1500.000178.500 = 0.237 kN/m；悬挑脚手架计算简图各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为： R1= 15.608 kN； R2 = 11.234 kN； R3= -0.461 kN。悬挑脚手架支撑梁剪力图悬挑脚手架支撑梁变形图悬挑脚手架支撑梁弯矩图最大弯矩 Mmax= 2.393 kNm；截面应力 =M/1.05W+N/A = 2.393106 /（ 1.05 116800.0 ）+ 12.817103 / 2515.0 = 24.608N/mm2；水平支撑梁的计算强度 =24.608小于 215.000 N/mm2，满足要求！9.悬挑梁的整体稳定性计算水平钢梁采用16号槽钢，计算公式如下： =M/bWxf其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：b=（570tb/lh）（235/fy）经过计算得到强度 b = 570 10.065.0 235/（1250.0160.0235.0）= 1.85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0.918。经过计算得到强度 =其中RUicosi为钢绳拉力对水平杆产生的轴压力。各支点的支撑力 RCi=RUisini按照以上公式计算得到钢绳拉力：RU1=22.073kN 11.拉绳的强度计算钢丝拉绳（支杆）的内力计算：钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU=22.073kN 采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：Fg=Fg/K其中Fg- 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Fg=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。Fg取22.073kN，=0.820，K=10.000，得到：钢丝绳最小直径必须大于24.000mm才能满足要求! 钢丝拉绳水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.234kN；水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为： =N/Af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，f = 50N/mm2；所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=11233.9564/（3.142502）1/2 =11.960mm 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。4、 脚手架的搭设1. 搭设领导小组组 长施沈兵副组长范冲强 沈雪兵 黄洪星组 员蔡永义 沈雨涛 陈新昌 黄鹤兵 倪圣泉 刘军2. 材料准备序号名称及规格用途备注116#槽钢支撑外架自购26m钢管立杆自购36m钢管纵向水平杆自购46m钢管横向水平杆自购53m钢管调整节头位置自购62.5m钢管连墙杆自购71.5m钢管连墙杆柱箍自购86m钢管剪刀撑自购9直角扣件连接作用自购10对接扣件连接作用自购11旋转扣件连接作用自购12木脚手板铺板层、挡脚板自购13安全网围护自购1414号铁丝固定安全网自购3.搭设要求3.1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。3.2每搭完一步脚手架后应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）表8.2.4 的规定校正步距纵距横距及立杆的垂直度。3.3立杆搭设应符合下列规定：（1）严禁将外径48mm 与51mm的钢管混合使用；（2）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，开始搭设立杆时应每隔6 跨设置一根抛撑直至连墙件安装稳定后方可根据情况拆除。3.4当搭至有连墙件的构造点时在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后应立即设置连墙件。3.5立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。3.6纵向水平杆搭设应符合下列规定：（1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧其长度不宜小于3 跨。（2）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，采用搭接对接搭接应符合下列规定： 1）纵向水平杆的对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。 2）搭接长度不应小于1m 应等间距设置3 个旋转扣件固定端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。3.7横向水平杆搭设应符合下列规定：（1）主节点处必须设置一根横向水平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，在双排脚手架中靠墙一端的外伸长度不应大于0.4l且不应大于500mm。（2）作业层上非主节点处的横向水平杆宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。（3）双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。（4）双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm。3.8脚手架必须设置纵横向扫地杆纵向扫地杆。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。3.9连墙件剪刀撑横向斜撑等的搭设应符合下列规定：（1）每2050设置一个连墙点，脚手架越高，连墙点的设置越密，连墙点的设置位置遇到洞口、墙体构件、墙边或窄的窗间墙等时，应在近处补设，不得取消。连墙点的竖向间距应6m。脚手架上不未设置连墙点的自由高度不得大于6m。（2）为确保脚手架整体稳定和抵抗侧力作用，外侧面自下而上连续设置剪力撑。剪力撑得斜杆与水平面的交角宜在4560之间，水平投影宽度应不小于2跨或4m和不大于4跨或8m。斜杆与脚手架基本构架杆件加以可靠连接，且斜杆相邻连接点之间杆段长细比不得大于60。3.10门洞搭设应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）第6.5节的构造规定。3.11扣件安装应符合下列规定：（1）扣件规格必须与钢管外径相同；（2）螺栓拧紧扭力矩不应小于40Nm 且不应大于65Nm；（3）在主节点处固定横向水平杆纵向水平杆剪刀撑横向斜撑等用的直角扣件旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。（4）对接扣件开口应朝上或朝内；（5）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。3.12作业层挡脚板的搭设应符合下列规定：（1）栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；（2）上栏杆上皮高度应为1.2m；（3）挡脚板高度不应小于180mm。（4）中栏杆应居中设置3.13脚手板的铺设应符合下列规定：（1） 脚手板应铺满铺稳离开墙面120150mm；（2） 脚手板对接平铺时接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130 150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm。脚手板搭接铺设时接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。五、脚手架的拆除1.拆除脚手架的准备工作应符合下列规定：1.1应全面检查脚手架的扣件连接、连墙件、支撑体系等是否符合构造要求；1.2应根据检查结果补充完善脚手架方案，经主管部门批准后方可实施；1.3应由单位工程负责人进行拆除安全技术交底；1.4应清除脚手架上杂物及地面障碍物。2.拆除脚手架时，应符合下列规定：2.1拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；2.2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；2.3当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5m）时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；2.4当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应先设置连墙件和横向斜撑加固。3.卸料时应符合下列规定：3.1各构配件严禁抛掷至地面；3.2运至地面的构配件应及时检查、整修与保养，并按品种、规格随时码堆存放。六、检查与验收1.构配件检查与验收1.1新钢管的检查应符合下列规定；（1）应有产品质量合格证；（2）应有质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准金属拉伸试验方法（GB/T 228）的有关规定；（3）钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；（4）钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应分别符合下表的规定；（5）钢管必须涂有防锈漆。2.旧钢管的检查应符合下列规定：2.1锈蚀检查应每年一次。检查时，应在锈蚀严重的钢管中抽取三根，在每根锈蚀严重的部位横向截断取样检查，当锈蚀深度超过规定值时不得使用。2.2钢管弯曲变形应符合上表序号4的规定。3.扣件的验收应符合下列规定：3.1新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准钢管脚手架扣件（GB 15831）的规定抽样检测；3.2旧扣件使用前应