钢管悬挑脚手架施工方案.doc

巴中市棠湖外国语学校项目钢管挑脚手架施工方案建设单位：巴中棠湖教育投资有限公司施工单位：成都市三智建筑有限公司 监理单位：四川省兴恒信项目管理咨询有限公司日 期：2013年11月2日巴中棠湖外国语学校工程项目 钢管悬挑脚手架施工方案审批：审 核：编 制： 编制日期：2013年 11月2目录第一章、扣件式钢管悬挑脚手架施工方案1工程概况1一、材料2二、搭设2三、拆除6四、安全7第二章、悬挑式扣件钢管脚手架计算书9一、大横杆的计算:10二、小横杆的计算:12三、扣件抗滑力的计算:15四、脚手架荷载标准值:16五、立杆的稳定性计算:18六、连墙件的计算:20七、悬挑梁的受力计算:22八、悬挑水平钢管的挠度与扣件连接计算:24九、支杆的受力计算:25水平钢梁的轴力RAH和支杆的轴力RDi按照下面计算25十、支杆的强度计算:26第一章、扣件式钢管悬挑脚手架施工方案工程概况1、本项目位于巴中市经济开发区规划三路与规划十九路附近。总建筑面积89911。巴中棠湖外国语学校项目工程总建筑面积89911平方米。其中小学教学楼建筑面积：11760.10平方米，建筑层数：4/5层；中学教学楼建筑面积：16153.55平方米，建筑层数：4/5层；小学宿舍建筑面积：15110.49平方米，建筑层数：6层；小学食堂建筑面积：4553.46平方米，建筑层数：3层；报告厅建筑面积：2572.96平方米，建筑层数：1层；风雨操场建筑面积：1464.06平方米；车库建筑面积：3973.21平方米，建筑层数：-1层；中学宿舍建筑面积：3327.60平方米，建筑层数：6层；教师公寓建筑面积:3327.60平方米，建筑层数：6层；中学食堂建筑面积：3710.06，建筑层数：3层。本工程小学教学楼的0.000相当于绝对标高为443.3m/440m；中学教学楼的0.000相当于绝对标高为443.3m；小学宿舍0.000相当于绝对标高为：446.8m；小学食堂0.000相当于绝对标高为：451.7m；风雨操场0.000相当于绝对标高为：456.0m；报告厅0.000相当于绝对标高为：452.3m；标准足球场0.000相当于绝对标高为453.28m；车库0.000相当于绝对标高为：447.88m；中学宿舍0.000相当于绝对标高为：487.1m；教师公寓0.000相当于绝对标高为：480.9m；中学食堂0.000相当于绝对标高为：480.0m。根据工程特点及施工安排，经项目技术部研究决定教学楼、食堂、宿舍楼上采用钢管悬挑脚手架。采用的钢管类型为 483.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距1.60米。搭设尺寸为：立杆的纵距0.80米，立杆的横距0.80米，立杆的步距1.50米。 施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层。 一、材料 1、采用外径48毫米、壁厚3.5毫米的钢管，其材质应符合GB/T700中Q235A级钢的规定。2、扣件应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB1583）的规定，扣件在螺栓拧紧扭力矩达65N.m时，不得发生破坏。 3、材料部门定货采购的钢管、扣件等零配件，必须规格统一，材质优良，并应有出厂证明书，质保书，并经试验后方可使用。 二、搭设 1、立杆纵距：为0.80米。 2、立杆横距：为0.80米。 3、底步高度为1.7米左右，从第二步起，每步高度为1.50米。 4、脚手架的底脚必须牢固，根据现场情况采用扣件连接，并将底部钢管与下面的现浇梁连接牢固。 5、扣件脚手架的底步立杆应采用不同长度的钢管参差布置，使相邻两根立杆上部接头相互错开，不在同一平面上，以保证脚手架的整体性。底部都应用牵杠、横楞相互连接。6、脚手架搭设顺序：摆放扫地杆逐根树立杆并与扫地杆扣紧装扫地小横杆并与立杆和扫地杆扣紧装第一步小横杆并与各立杆扣紧装第一步大横杆装第二步小横杆装第二步大横杆加设临时斜撑杆，上端与第二步小横杆扣紧（在装设连墙杆后拆除）装第三、四步小横杆和大横杆装连墙杆接立杆加设剪刀撑和下部支撑铺脚手板绑防护栏杆及挡脚板，并挂立网防护。7、纵向水平杆的搭设（1）纵向水平杆设置在立杆内侧，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，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。（3）若纵向水平杆搭接时，其搭接长度不应小于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。（4）纵向水平杆采用直角扣件固定在横向水平杆上，等距布置，间距不应大于400mm。8、横向水平杆的搭设（1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接，严禁拆除，主节点处两个直角扣件的中心矩不应大于150mm。（2）横向水平杆的两端应用直角扣件固定在立杆上。（3）横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜小于100mm。9、脚手片的布置（1）作业层脚手片应铺满、铺稳，离开墙面120-150mm。（2）竹笆脚手片应按主竹筋垂直于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。（3）自顶层作业层的脚手板往下计，每层满铺一层脚手片。（4）作业层端部脚手片探头长度头应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠固定。10、立杆搭设（1）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。（2）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。（3）立杆接长除顶层顶步可采用搭接处，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。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。搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。（4）立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。（5）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。（6）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。11、连墙件布置（1）连墙件采用与预埋钢筋焊接连接，采用2个直角扣件与脚手架的内外立杆相连接，连墙件按2步2跨菱形布置。（2）连墙件宜靠近主节点设置，偏差主节点的距离不应大于300mm。（3）连墙件应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采取其它可靠措施固定。（4）脚手架在转角处、井架边处必须设置连墙件。12、脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。斜杆与地面的倾角宜在45-60之间，剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸去端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。剪刀撑随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。13、在井架（人货机）边脚手架应在同一节间由底层至顶层呈之字型连续布置横向斜撑，横向斜撑随立杆、纵向和横向水平等同步搭设。14、扣件安装（1）扣件规格必须与钢管（483.5）外径相同。（2）螺栓拧紧扭力矩不应小于40Nm且不应大于65 Nm 。（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。15、作业层栏杆和挡脚板的搭设（1）栏板和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。（2）上栏杆上皮高差应为1.2m。（3）挡脚板高度为180mm。（4）中栏杆应居中布置。16、脚手架四角应有接地保护及避雷装置。 17、脚手架上施工荷载： （1）砌筑脚手架上的均布荷载不得超过3KN/平方米，即：在脚手架上堆砖数量，标准砖不超过单行侧放三侧高：20孔多孔砖不超过单行侧放四侧高，非承重的大三孔砖不超过单行平放五皮高，只允许两步脚手架同时堆砖。 （2）粉刷脚手架上的均布荷载不超过2KN/平方米，只允许三步脚手架同时施工。 三、拆除 1、脚手架拆除前应由项目经理召集有关人员对工程进行全面检查与签证，确认建筑物已施工完毕，确已不需要脚手架时，方可进行拆除。 2、拆除脚手架，应设置警戒区，并有专人负责警戒，拆除前由工程负责人进行安全交底。 3、拆除脚手架前，应将脚手架上的留存材料、杂物等清除干净。 4、脚手架拆除顺序一般为脚手笆栏杆剪刀撑搁栅牵杠横楞立杆，按自上而下先装者后拆，后装者先拆逐步拆除，一步一清，不得采用踏步式拆法，不准上下同时作业。剪刀撑应先拆中间扣，再拆两头扣，由中间操作人往下递杆子。5、连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙杆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。6、拆下的杆件与零配件，应按类分堆，（零配件装入容器内）用吊车吊下，严禁高空抛掷。7、当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙杆。8、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设置连墙杆和横向斜撑加固。 9、拆下的杆件与零配件运至地面时，应随时按品种、分规格堆放整齐，妥善保管。 四、安全1、在拆除架子前，应先做好工作区域标志，禁止闲人进入。2、搭拆脚手架必须由经过按现行国家标准特别作业人员安全技术考核管理规则GB5036考核合格的架子工承担，并经常进行体格检查，凡患有高血压、心脏病等不适应高空作业者，不得上脚手架操作。 3、搭拆脚手架时，工人必须戴好安全帽，佩好安全带，工具及零配件要放在工具袋内，穿防滑鞋工作，袖口、裤口要扎紧。 4、搭设脚手架起步时，应设临时剪刀撑及临时抛撑，搭设中要随时按规定做好脚手架与主体结构的拉撑工作和铺好脚手笆，同时应设一道随脚手架搭设高度提升的安全网。 5、吊运脚手笆及脚手架钢管等须用专用的保险吊钩，钢管严禁单点起吊，要堆放平稳，并严格控制脚手架上的施工荷载。 6、遇有恶劣气候（如风力在六级以上）影响施工安全时，不得进行高空脚手架搭拆工作。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。7、脚手架按二步承载，每步承载3KN/m2，严禁在脚手架上堆放钢模板、木料及施工多余的物料等以确保脚手架畅通和防止超荷载。8、在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。脚手架上应按要求设置灭火器。9、脚手架使用期间，严禁拆除下列材料：（1）主节点和纵向、横向水平杆，纵、横向扫地杆。（2）连墙杆。第二章、悬挑式扣件钢管脚手架计算书 钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。 计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24.55米，立杆采用单立管。 搭设尺寸为：立杆的纵距0.80米，立杆的横距0.80米，立杆的步距1.50米。 采用的钢管类型为483.5， 连墙件采用2步2跨，竖向间距3.00米，水平间距1.60米。 施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设3层。 悬挑水平钢梁采用钢管483.5mm，其中建筑物外悬挑段长度1.50米，建筑物内锚固段长度3.00米。 悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结，最外面支杆距离建筑物1.40m，支杆采用钢管100.010.0mm拉杆采用钢管100.010.0mm。 一、大横杆的计算: 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。 按照大横杆上面的脚手板和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=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.1500.800/3=0.040kN/m 活荷载标准值 Q=3.0000.800/3=0.800kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.038+1.20.040=0.094kN/m 活荷载的计算值 q2=1.40.800=1.120kN/m 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为 M1=(0.080.094+0.101.120)0.8002=0.076kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.094+0.1171.120)0.8002=-0.090kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.090106/5080.0=17.694N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 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 计算公式如下: 静荷载标准值q1=0.038+0.040=0.078kN/m 活荷载标准值q2=0.800kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.078+0.9900.800)800.04/(1002.06105121900.0)=0.138mm 大横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求! 二、小横杆的计算: 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，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=0.0380.800=0.031kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1500.8000.800/3=0.032kN 活荷载标准值 Q=3.0000.8000.800/3=0.640kN 荷载的计算值 P=1.20.031+1.20.032+1.40.640=0.971kN 小横杆计算简图 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为小横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如下: 集中荷载最大弯矩计算公式如下: M=(1.20.038)0.8002/8+0.9710.800/3=0.263kN.m =0.263106/5080.0=51.711N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=5.00.038800.004/(3842.060105121900.000)=0.01mm 集中荷载标准值P=0.031+0.032+0.640=0.703kN 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 V2=702.720800.0(3800.02-4800.02/9)/(722.06105121900.0)=0.509mm 最大挠度和 V=V1+V2=0.517mm 小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求! 三、扣件抗滑力的计算: 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8.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0380.800=0.031kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1500.8000.800/2=0.048kN 活荷载标准值 Q=3.0000.8000.800/2=0.960kN 荷载的计算值 R=1.20.031+1.20.048+1.40.960=1.438kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN； 四、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。 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/m)；本例为0.1291 NG1 = 0.12924.550=3.167kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.15030.800(0.800+0.300)/2=0.198kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1500.8003/2=0.180kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0050.80024.55=0.098kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 0.977kN。 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 = 3.00020.8000.800/2=1.920kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用：W0 = 0.550 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 = 2.030 Us 风荷载体型系数：Us = 1.200 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.70.5502.0301.200 = 0.938kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 0.851.4NQ 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.851.4Wklah2/10 其中 Wk 风荷载基本风压标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。 五、立杆的稳定性计算:1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=3.86kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.26； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.60m； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50； A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.08cm3； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 30.08 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=3.46kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.26； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=2.60m； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定；u = 1.50 A 立杆净截面面积，A=4.89cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩)，W=5.08cm3； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW = 0.201kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 = 66.48 f 钢管立杆抗压强度设计值，f = 205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 Nl，连墙件的设计计算满足要求! 连墙件采用扣件与墙体连接。 经过计算得到 Nl = 11.302kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求! 连墙件扣件连接示意图 七、悬挑梁的受力计算: 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。 本工程中，脚手架排距为800mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体 = 1400mm， 水平支撑梁的截面惯性矩I = 12.19cm4，截面抵抗矩W = 5.08cm3，截面积A = 4.89cm2。 受脚手架作用的联梁传递集中力 N=3.86kN 水平钢梁自重荷载 q=1.24.890.00017.8510=0.05kN/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) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm) 各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为 R1=3.559kN,R2=4.457kN,R3=-0.089kN 最大弯矩 Mmax=1.064kN.m 抗弯计算强度 f=M/1.0