悬挑脚手架施工方案.docx

平凉大厦工程悬挑脚手架施工方案编制人： 审核人：审批人：陕西华航建筑安装有限公司二零一三年六月一、 编制依据 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011)建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011) 建筑施工高处作业安全技术规范 （JGJ8091） 钢结构设计规范(GB50017-2003) 施工手册 (第四版) 工程施工设计图纸 二、工程概况 本工程是集商业、酒店及办公为一体的大型综合楼：整个建筑平面呈四方形，建筑面积14802，建筑高度76.45m，地下2层至5层建筑物南北向长36.45m，东西向宽24.35m；6层至21层南北向长30.35m，东西向宽18.1m。建筑层数：地下二层，地上二十一层；地下二层为设备用房和库房，战时为二等人员掩蔽所，一层为商业，二至四层为酒店展厅，五层为大堂吧，六至十五层为客房，是六至二十一层为酒店办公。建筑层高：一、五层层高4.8米，二、三、四层层高为4.5米，六至二十一层层高为3.3米。结构形式为框架剪力墙结构，设计使用年限50年，抗震设防烈度8。三、 悬挑架脚手架布置原则 本脚手架属于普通型钢悬挑扣件式双排脚手架，搭设部位位于二层至五层，自二层地面开始外挑，总体搭设高度约为20m，采用16#工字钢作为悬挑主梁，外挑长度1.4m，锚固端长度3m左右，悬挑梁间距1.2m，每道钢梁预埋三道压环，悬挑架剖面图悬挑架平面布置图埋环位置（自建筑物外皮向内）依次为0.2m+2.5m+0.4m，采用圆20的钢筋制作。钢管采用48 3.25，扫地杆距地0.2m，立杆步距1.7m，总步数11，顶部栏杆高度1.1m，立杆纵距1.2M，立杆横距0.9m，内立杆距李建筑物外皮长度0.5m，小横杆伸出内立杆长度0.3m， 脚手架沿墙长度约为39.5m。本脚手架支撑系统搭设形式采用斜拉式-钢丝绳做安全储备，每根挑梁均设置一道（规格为6*19）斜拉钢丝绳。在技术措施方面，在四层地面采用钢丝绳分段卸荷。连墙杆布置方式为三步三跨，连接方式为双扣件的扣件连接；大小横杆布置为小横杆在上； 脚手板为沿层高位置满铺脚手板，脚手板采用竹架板；脚手板自重0.353kN/m2 ；基本风压Wo：0.35kN/m2；距离地面高度5m，地面粗造程度C类，全封闭脚手架背靠敞开、框架开洞墙；此脚手架只做地上结构施工时的操作架和安全防护使用，不作为任何材料的堆放架。挡脚板仅在铺脚手板层设置，外侧防护栏杆在每部大横杆中间设置一道，顶层设在1.1m处；围护材料采用2300目/100cm2，密目网自重0.01 kN/m2。剪刀撑在外侧连续设置。 悬挑架立面图四、 脚手架所用材料 4.1 钢管 脚手架钢管采用外径 48mm，壁厚不小于 3.25mm 的焊接钢管，钢管的检查必须符合下列规定：新钢管：具有产品质量合格证和质量检验报告；钢管表面平直光滑，没有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面等的偏差，符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的规定：外径-0.5mm、壁厚-0.5mm、钢管两端面切斜 偏差 1.7mm；钢管必须涂有防锈漆。 旧钢管：钢管表面锈蚀深度0.5mm；钢管弯曲变形符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表 8.1.5 的规定：各种杆件钢管的端部弯曲 L1.5m，5mm。 立杆钢管弯曲，当 3mL4m，12mm；当 4mL6.5m，20mm。 平杆、斜杆的钢管弯曲 L6.5m，30mm。 扣件采用可锻铸铁制作的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达 65N m时，不会发生破坏。旧扣件使用前进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。 4.2 扣件 十字扣、一字扣、回转扣符合规范要求，与钢管管径相匹配。使用机械性能不低于 KT-33-8 的可锻铸铁，附件材料符合 Q235 钢的规定，螺纹符合普通螺纹的规定。 4.3 脚手板 木脚手板使用厚度 50mm 标准的杉木或松木板，板宽 200-300mm， 两端使用 10-14 号镀锌钢丝捆紧。禁止使用有扭纹、破裂的木板。 4.4 安全网 必须是经国家指定监督检验部门监定许可生产的厂家产品。 安全网：水平网为大眼锦纶网。 立网：为密目网。 五、 脚手架设计 5.1 悬挑脚手架 5.1.1 双排悬挑脚手架悬挑脚手架底部选用 16 号工字钢作为悬挑梁，间距为 1.2m，长度 3.5m-4m，用 20 的钢筋制作卡环将其预埋在楼面现浇顶板内，前一个地锚设置在距墙 0.2m 处，后两个分别设置在距墙 2.5m 、2.9m处。挑梁与钢丝绳（采用 6*19、15.5）组成承力架。然后在承力架上向上搭设双排单立杆脚手架。以上各层设置悬挑杆，每隔一层设置钢丝绳卸荷，拉结点设在其上一层梁或板上。 其他楼层板在设计位置预埋地锚， 固定悬挑杆的地锚为 20 圆钢， 用扣件加横杆固定。 在四周转角处及其他薄弱环节处，设置 483.5 钢管斜撑杆。同时要求脚手架与主体结构刚性拉接，必须每层设置，各转角处两边设置，距离不大于 1，水平间距约 6 左右。 将脚手板固定在小横杆上,作业面必须满铺木脚手板。脚手板对接处必须设双排小横杆,两小横杆间距不 得大于 300mm。 脚手架底层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下皮不大于 200mm 的立杆上，横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。在操作层的脚手架外侧立杆上支设 1.1m 护身栏杆和 180mm 挡脚板。在脚手板下层兜设水平安全网(采用承重安全网),每层设置一道,网眼不大于 10cm 安全网内外边固定牢固。在操作面外立杆的内侧满挂密目网，且下口封严，必须使用网绳绑扎不 得用火烧丝铁丝代替。脚手架外侧设连续剪刀撑,采用 48 钢管按45 角度 4 跨立杆设置。六、构造要求 6.1 立杆 每根立杆底部设置垫板，垫板宽度200m。立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧（大横杆对立杆起约束作用，对确保立杆承载能力的关 系很大） ，不得隔步设置或遗漏。 对接、搭接符合下列规定： 立杆上的对接扣件交错布置：两根相邻立杆的接头不设置在同步内，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小于 500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的 1/3。七、脚手架的搭设 72搭设八、脚手架的拆除九、安全管理十一、脚手架的计算11.1计算参数1.脚手架搭设参数脚手架从距地面5m处开始搭设，搭设高度H：20m；顶步栏杆高：1.1m；内立杆距离墙长度a：0.3m；立杆步距h：1.7m；总步数：11步；立杆纵距la：1.2m；立杆横距lb：0.9m；小横杆伸出内立杆长度a1：0.5m；扫地杆距地：0.2m；采用小横杆在上布置，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 3.2；连墙件布置方式为三步三跨，连接方式为扣件连接；连墙件扣件连接方式为双扣件，扣件抗滑承载力折减系数为0.8；脚手架沿墙纵向长度l：39.5m；2.荷载参数(1)活荷载参数结构脚手架均布活荷载：3kN/m2；结构脚手架同时施工层数：2层； (2)风荷载参数本工程地处西安，基本风压Wo：0.35kN/m2；地面粗糙度类别为：C类(有密集建筑群市区)；(2)静荷载参数1)脚手板参数选用竹架板(5mm厚)，步步满铺脚手板；脚手板自重：0.35kN/m2；铺设层数：11层；2)防护栏杆铺脚手板层设防护栏杆，每步防护栏杆根数为2根，总根数为22根；3)围护材料2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭。密目网选用为：2300目/100cm2，A0=1.3mm2；密目网自重：0.01kN/m2；3.支撑参数支撑系统搭设形式为斜拉式-钢丝绳做安全储备；主梁截面特征：工字钢，工字钢型号：16a号工字钢；型钢悬挑主梁平铺在楼面上，锚点采用压环钢筋方式，钢筋直径20mm；楼板混凝土强度等级：C35；选用钢丝绳为619，钢丝绳吊点与主梁的垂直距离：4.5m。11.2、大横杆的计算大横杆在小横杆的上面，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算。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.均布荷载值计算作用在大横杆上的荷载标准值：恒荷载标准值 qk1=0.038+0.0451.05/3 = 0.054 kN/m ；活荷载标准值 qk2=21.05/3 = 0.700 kN/m ；作用在大横杆上的荷载设计值：恒荷载设计值 q1= 1.2qk1= 0.065 kN/m ；活荷载设计值 q2= 1.4qk2= 0.980 kN/m ；2.强度验算最大弯距Mmax = 0.10q1la2 + 0.117q2la2 = 0.100.0651.52+0.1170.9801.52 =0.273 kNm；最大应力计算值 = M/W =0.273106/5.08103=53.663 N/mm2； 大横杆实际弯曲应力计算值=53.663N/mm2 小于抗弯强度设计值f=205N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度 = (0.677qk1 + 0.990qk2)la4/100EI = (0.6770.054 + 0.9900.700)15004/(1002.06105121900)=1.470 mm；大横杆实际最大挠度计算值=1.470mm 小于最大允许挠度值min（1500/150，10）=10.000mm，满足要求！11.3、小横杆的计算大横杆在小横杆的上面，大横杆把荷载以集中力的形式传递给小横杆，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，不计悬挑荷载。1.大横杆传递给小横杆的集中力计算集中力标准值： F= 1.1qk1la + 1.2qk2la =1.10.0541.5+1.20.7001.5=1.349 kN；集中力设计值：F= 1.1q1la + 1.2q2la =1.10.0651.5+1.20.9801.5=1.871 kN；2.小横杆受力计算小横杆按照简支梁进行电算（不计悬挑荷载），得到计算简图及内力、变形图如下： 弯矩和剪力计算简图 弯矩图(kNm) 变形计算简图 变形图(mm)计算得到： 最大弯矩：M= 0.661 kN.m 最大变形：= 2.232 mm3.强度验算最大应力计算值 = 0.661106/5.08103=130.172 N/mm2；小横杆实际弯曲应力计算值=130.172N/mm2 小于抗弯强度设计值f=205N/mm2，满足要求！4.挠度验算最大挠度=2.232mm；小横杆实际最大挠度计算值=2.232mm 小于最大允许挠度值min（1050/150，10）=7.000mm，满足要求！11.4、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算1.小横杆传递给立杆的支座反力计算根据实际受力情况进行电算（计算悬挑荷载），得到计算简图及内力图如下： 计算简图 剪力图(kN)计算得到： 内立杆最大支座反力：F= 2.869 kN 外立杆最大支座反力：F= 2.869 kN2. 作业层立杆扣件抗滑承载力的计算扣件的抗滑承载力按照下式计算: R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值。规范规定直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN。扣件抗滑承载力折减系数1，则该工程采用的单扣件承载力取值为8.000kN，双扣件承载力取值为16.000kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。本工程小横杆传给内立杆的竖向作用力为2.869 kN, 小横杆传给外立杆的竖向作用力为2.869 kN；作业层内力杆扣件抗滑承载力验算：内立杆受到的竖向作用力R=2.869kN 8.000kN，内力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！作业层外力杆扣件抗滑承载力验算：外立杆受到的竖向作用力R=2.869kN 8.000kN，外力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！11.5、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。1.确定按稳定计算的脚手架搭设高度HsHs=H=23 m；2.静荷载标准值计算(1)结构自重标准值NG1k采用48 3.5钢管。外立杆：NG1k= gk Hs=0.136023.000=3.128 kN；内立杆：NG1k= gk Hs=0.113623.000=2.613 kN；(2)构配件自重标准值NG2k1)脚手板的自重标准值NG2k1采用竹笆片(5mm厚)，自重标准值gk1=0.045kN/m2 ，铺设层数n1=13层。外立杆：NG2k1= n10.5lblagk1 = 130.51.051.50.045=0.461 kN；内立杆：NG2k1= n1（0.5lb+a1）lagk1 = 13（0.51.05+0）1.50.045=0.461 kN；2)防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3采用48 3.5钢管，自重标准值gk3=0.0384kN/m ，总根数n3=26根。外立杆：NG2k3= n3（lagk3+0.0132）= 26（1.50.0384+0.0132）=1.841 kN；3)围护材料的自重标准值NG2k4采用2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭，自重标准值gk4=0.01kN/m2。外立杆：NG2k4= laH gk4 =1.5230.01=0.345 kN；4)附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5搭接在小横杆上的大横杆根数n4=2根，铺设层数n5=13层，采用48 3.5钢管，自重标准值gk6=0.0384kN/m。外立杆：NG2k5= n50.5n4（lagk6+0.0132） = 130.52（1.50.0384+0.0132）=0.920 kN；内立杆：NG2k5= n50.5n4（lagk6+0.0132） = 130.52（1.50.0384+0.0132）=0.920 kN；5）构配件自重标准值NG2k合计外立杆：NG2k=0.461+1.841+0.345+0.920=3.567 kN；内立杆：NG2k=0.461+0.920=1.381 kN；3.活荷载标准值计算活荷载按照2个装修作业层（荷载为2 kN/m2）计算，活荷载合计值Qk=4 kN/m2。外立杆：NQk= 0.5lblaQk = 0.51.051.54=3.150 kN；内立杆：NQk =（0.5lb+a1）laQk =（0.51.05+0）1.54=3.150 kN；4.风荷载标准值计算Wk=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照荷载规范规定采用：0 = 0.45 kN/m2； s - 风荷载体型系数：s=1.3j =1.30.868=1.128；j为挡风系数，考虑了脚手架和围护材料的共同作用，计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。z - 风荷载高度变化系数，按照荷载规范的规定采用：脚手架底部z= 1.250，脚手架顶部z= 1.477；经计算得到，风荷载标准值为: 脚手架底部Wk = 0.70.451.2501.128 = 0.444 kN/m2； 脚手架顶部Wk = 0.70.451.4771.128 = 0.525 kN/m2；11.6、立杆稳定性计算(一)基本数据计算1.立杆长细比验算依据扣件式规范第5.1.9条：长细比= l0/i = kh/i=h/i（k取为1）查扣件式规范表5.3.3得： = 1.500；立杆的截面回转半径：i = 1.580 cm；= 1.5001.8100/1.580=170.886立杆实际长细比计算值=170.886 小于容许长细比210，满足要求！2.确定轴心受压构件的稳定系数长细比= l0/i = kh/i=1.1551.5001.8100/1.580=197.373；稳定系数查扣件式规范附录C表得到：= 0.185；3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩MwMw = 0.851.4WkLah2/10经计算得到，各段弯矩Mw为： 脚手架底部 Mw= 0.257kNm；(二)外立杆稳定性计算1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 = N/(A) + MW/W f外立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+0.851.4NQk =1.2（3.128+3.567）+ 0.851.43.150= 11.782 kN； = 11782.365/(0.185489)+256915.470/5080 = 180.638 N/mm2；组合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值=180.638N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算 = N/(A) f外立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（3.128+3.567）+ 1.43.150= 12.444 kN； = 12443.865/(0.185489)=137.366 N/mm2；不组合合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值=137.366N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！(三)内立杆稳定性计算全封闭双排脚手架仅考虑外立杆承受风荷载的作用，内立杆不考虑风荷载作用。 = N/(A) f内立杆的轴心压力设计值 N =1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk =1.2（2.613+1.381）+ 1.43.150= 9.203 kN； = 9202.665/(0.185489)=101.587 N/mm2；内立杆实际抗压应力计算值=101.587N/mm2 小于抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求！11.7、连墙件的稳定性计算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 = 7.937 kN；每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 10.800 m2；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 12.937 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 l/i = 700/15.8的结果查表得到 =0.871；A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.8714.8910220510-3 = 87.292 kN；Nl=12.937kN Nf=87.292kN，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=12.937kN 双扣件的抗滑力16.000kN，满足要求！11.8、悬挑梁受力计算悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算悬出端C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。 悬臂单跨梁计算简图支座反力计算公式 支座弯矩计算公式 C点最大挠度计算公式 其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。本方案算例中，m =1.45 m，l = 2 m，m1 = 1.35m，m2 = 0.3 m；k=1.45/2=0.725k1=1.35/2 = 0.675k2=0.3/2 = 0.15悬挑梁的截面惯性矩I = 2370 cm4，截面抵抗矩W = 237 cm3，截面积A = 35.5 cm2，线密度G = 27.9 kg/m。外立杆轴向力设计值N1= 12.444 kN；内立杆轴向力设计值N2= 9.203 kN；悬挑梁自重荷载 q=1.227.99.810-3=0.335kN/m把以上数据代入公式，经过计算得到：支座反力 RA = 31.427 kN支座反力 RB = -9.780 kN最大弯矩 MA = 19.560 kNm 最大应力 = 19560017.250 /( 1.05 237000 )= 78.602 N/mm2悬挑梁的最大应力计算值=78.602 N/mm2 小于抗压强度设计值205N/mm2，满足要求!最大挠度 max= 5.392 mm按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即 2700 mm。悬挑梁的最大挠度5.392mm 小于最大容许挠度2700/400mm，满足要求!11.9、悬挑梁稳定性计算悬挑梁采用20a号工字钢,计算公式如下： = M/bWx f其中b - 均匀弯曲的受弯构件