外脚手架方案1.doc

北大科技园孵化中心一期工程脚手架方案第一章 工程概况1 本工程为北大科技园孵化中心一期工程，采用全现浇框架-剪力墙结构。2 本工程地下二层，地上主体十二层，高度45m，局部十四层。3 建筑场地属类场地，基本风压为0.385kN/m2。4 外装修为石材幕与玻璃幕相结合，干挂石材有保温时为160mm厚，无保温时为140mm厚；悬挑脚手架设置必须满足外装修的施工要求。第二章 材料配备一 悬挑构架材料的技术要求1 钢管杆件 钢管外径48mm、壁厚3.5mm；其质量应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T700）中的规定。钢管上严禁打孔； 作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：即对购进的钢管先行除锈，然后内壁擦涂两道防锈漆，外壁涂防锈漆一道和面漆两道。2 悬挑用工字钢和架子管扣件铸铁不得有裂纹、气孔；不宜有疏松、沙眼或其他影响使用性能的铸造缺陷；并应将影响外观质量的粘沙、浇冒口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净；扣件表面应进行防锈处理。当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm；扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm；扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣件时接触良好。悬挑用工字钢梁采用18号工字钢，其各项力学性能经查为：惯性矩1.66107mm4，净截面抵抗矩1.85105mm3，钢梁截面面积3.06103mm2。悬挑工字钢与立杆的纵向间距相同,也按1.5m一跨布置,全部用量约420根左右。3脚手板 脚手板使用材质不低于国家等材标准的杉木或松木，不得有超过允许的变形和缺陷。 脚手板厚度不小于50mm，板宽200300mm，重量不大于30kg；两端用12号镀锌钢丝捆紧，禁止使用有扭纹、破裂和横透疖的木板。 二悬挑梁及杆配件用量 根据悬挑脚手架跨数、立柱总数、搭设高度、步距、立杆纵距概算杆配件用量如下表：序次计算项目单位双排脚手架1工字钢m3402长杆总长度Lm635503小横杆数N1根124004直角扣件数N2个482805对接扣件数N3个159006旋转扣件数N4个48007脚手板面积Sm21100第三章 脚手架设计方案一 构造形式和尺寸 外脚手架采用多层悬挑双排脚手架的型式，整个外脚手架分两次进行悬挑。一、二、三、四层结构施工时外脚手架从首层悬挑临时架子（详见方案），从第三层结构顶板上用18号工字钢进行悬挑外架的搭设。第一次悬挑从第三层顶板至第八层顶板，沿第九层楼板往上进行第二次悬挑，第二次悬挑至第十二层，最高处至第十四层。每两层均用架子管沿斜向上和水平方向进行悬挑，以达到层层卸荷的目的。悬挑工字钢与结构的连结采用在混凝土楼板上预埋两根16的圆钢，圆钢的每端锚固长度按规范的要求不小于20d即32cm，然后将工字钢套入其中。工字钢的另一端与钢丝绳联结，方法是在距工字钢端头10cm的中间位置处设置一直径14mm的孔，穿12圆钢焊成封闭拉环双面焊缝不少于6cm，然后将钢丝绳从中间穿过，钢丝绳的上端的作法是在埋件上焊接直径为16mm的圆钢，然后在将钢丝绳从中间穿过即可。预先在混凝土中埋好埋件，然后焊接套环。站立杆与工字钢的连接采用在工字钢上焊同径48的钢管短管，然后用一字扣件与站杆锁紧。为了减少工字钢荷载对混凝土梁的压应力，在工字钢与梁之间布置5cm10cm的短木方，具体方法如下图：1 平面布置 立杆纵向间距为1.5m，横向间距为1.2m。内立杆距梁外皮均按300mm设置，如后附图所示。2 竖向布置步距按1.5m考虑，卸料平台处另行处理（见附图）二 主要构造措施1 立杆 立杆采用钢管；每根立杆底部设置在工字钢悬挑梁上。立杆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小于500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3（400mm）；立杆顶端高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。2 纵、横向扫地杆 纵向扫地杆采用直角扣件固定在距工字钢上皮150mm处的立杆上。横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆上方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高出的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不低于1m。3 纵向水平杆 纵向水平杆设置在立杆内侧，长度不小于三跨（5m左右）；纵向水平杆接长采用对接扣件；上下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，不同跨或不同步二个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm，接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3(500mm)。纵向水平杆作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在横向水平杆下方。4 横向水平杆 主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣紧且严禁拆除。靠墙一端的外伸长度不大于500mm。横向水平杆二端均应用直角扣件固定在纵向水平杆上。任何情况下均不得拆除作为基本构架结构杆件的小横杆。5 剪刀撑与横向斜撑 剪刀撑沿脚手架两端和转角处起，每7根立杆（6跨约9m）设一道，沿架高连续布置。斜杆与地面的倾角在之间；斜杆接长采用搭接，搭接长度不小于1m，采用不少于两个旋转扣件固定。剪刀撑的斜杆两端用旋转扣件与脚手架立杆或大横杆扣紧。在其中间加设24个扣结点。旋转扣件中心线至主节点距离不大于150mm。 同一节间由底至顶层呈之字型连续布置横向斜撑。除拐角设横向斜撑外，中间每隔6跨设一道。6 连墙件 连墙件采用与柱子抱箍和设置拉环的形式， 连墙件应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，并靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；连墙件设置时，要确保杆件间的连接可靠。必须保持立杆的垂直度要求，避免拉固时产生变形。 连墙杆应水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不能采用上斜连接。拉环与外立架拉接。连墙件按三步两跨设置。在搭设脚手架时连墙件应与其他杆件同步搭设，在拆除时，应在其它杆件拆到连墙件高度时最后拆除连墙件。最后一道连墙件拆除前，先设置抛撑再拆连墙杆，以确保稳定性。 7 护挡和脚手板 护挡和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧，上拦杆上皮高度为1.2m，挡脚板高度取200mm，中栏杆居中设置。脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120150mm；脚手板设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m，可采用二根横向水平杆支承，但应将脚手板二端与其可靠固定，严禁倾翻。严禁出现伸出小横杆以外大于20cm的探头板。8挑扩作业面施工中遇有阳台、挑篷及其它突出墙角构造的限制，使内立杆距外墙面600mm时采用加设斜撑杆挑支构造向内扩宽作业面，如下图示：每层一挑，施工一个层高后，拆除转入上层，以节约钢筋和减少悬挑部分荷载，保证悬挑脚手架稳定性。设挑扩作业面的双排脚手架应适当加强连墙点设置。连墙点尽量设置在A点到B点的高度段内。9上人斜道 在东北角和东南角处，附着外脚手架设两处之字型斜道。斜道自上而下设连墙件，连墙件设置在斜道转向节点处或斜道的中部竖线上，脚手板支承跨度0.8m；脚手板顺铺，采用平接，接头部位用双横杆，间距200300mm；斜道上每隔250300mm设置防滑条一道。斜道两侧和休息平台设挡脚板和栏杆，栏杆高1.2m，挡脚板高200mm。10挑檐脚手架 遇屋顶檐口将脚手架向外挑出，如图示；防护栏杆高出檐口1.5m；斜杆与脚手架扣接点不少于3个；所有杆件绑扎必须用双钢丝扣。第四章 设计计算书初选脚手架的设计尺寸为：483.5钢管，立杆纵距La=1.5m，立杆横距Lb=1.2m，步距h=1.2m，连墙件为二步三跨，脚手板为木脚手板，内立杆距墙200mm，250 mm，470 mm不等。悬挑钢梁用18号工字钢。架子的安全与稳定性由两个因素所决定，一是架子管的稳定，二是悬挑钢梁的安全性。故对该施工外架的计算应分两个步骤进行：架子管部分：一立杆稳定性计算1验算底部双杆截面按照规范要求，多层悬挑外架一般不超过25m，本工程设计外架由第八层到第十四层最高不超过25m。为保险起见，计算时脚手架的高度取为25m，其它的计算参数确定如下表：序次参数名称符号参数值序次参数名称符号参数值1搭设高度H25m8挡风面积An2.72步距H1.2m9迎风面积Aw2.73立杆纵距La1.5m10基本风压W00.385kN/m24立杆横距Lb1.2m11钢材抗压强度设计值fc0.205kN/mm25立杆截面积A489212连墙件竖距Hw2.7m6立杆截面抵抗矩W5.08103313连墙件横距Lw4.5m7立杆回转半径I15.814立杆基础截面积Ad0.5荷载计算：1)恒载的标准值Gk Gk=Hi(gk1gk3)n1Lagk2式中Hi立杆截面以上的架高（m） gk1以每米架高计的构架基本结构杆部件的自重计算基数（kN/m） gk2以每米立杆纵距La计的作业层面材料的自重计算基数（kN/m） gk3以每米架高计的外立面整体拉结杆件和防护材料的自重计算 基数 n1同时存在的作业层设置数由施工手册中表5-7查得gk1=0.1427kN/m；由表5-14查得gk2=0.3484kN/m；由表5-15查得gk3=0.0768kN/m。则有：a. 用于结构作业时，Gk=25(0.14270.0768)1.50.3484 =6.0101kNb. 用于装修作业时，Gk=25(0.14270.0768)21.50.3484 =6.5327kN2)活载（作业层施工荷载）的标准值Q k Q k=n1Laqk由施工手册中表5-16查得q k=1.8kN/m(结构作业时)和qk=1.2kN/m(装修作业时)；则有： 用于结构作业时，Q k=1.51.8=2.7kN 用于装修作业时，Q k=21.51.2=3.6kN3)风荷载的标准值WkWk=Lawkwk=0.7szw0=An/Aw=2.7/2.7=1 查表5-6得s=1.3=1.3；由建筑结构荷载规范表6.2.1中查得z=0.80（离地面5m）。则有：wk=0.71.30.80.385=0.28Wk=1.50.28=0.424)脚手架整体稳定性验算确定材料强度附加分项系数m因组合风荷载，取m=1.5607计算轴心力设计值N N=1.2(NGK+NQK) 将GK和QK的数值代入得到： 用于结构作业时，N=1.2（6.0101+2.7）=10.452kN 用于装修作业时，N=1.2（6.5327+3.6）=12.160kN计算风荷载弯矩MW MW=0.12qwkh2式中qwk即Wk，h为步距,则: MW=0.120.421.22=73确定稳定系数 查表5-20（用插入法）得=1.53，=h/I=1.531.2/0.0316=58.1由表5-22查得=0.825验算稳定： 将fc和的数值代入上式，得到：用于结构作业时，用于装修作业时，因此，与工字钢交接处钢管的底部截面验算满足立杆整体稳定性要求。二扣件抗滑承载力计算由施工手册查表得直角旋转扣件的承载力设计值脚手板自重标准值0.35kN/m2,施工荷载标准值为3kN/m2（结构作业时）。纵横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值：满足要求。三连墙件计算连墙件按三步两跨设置，连墙件的作用覆盖面积风荷载引起的连墙件轴压力设计值为：由脚手架平面外变形在连墙件中引起的轴压力NS取5kN。连墙件所受的轴压力为：M12螺栓强度 满足要求。横向水平杆、纵向水平杆、脚手板因为在控制跨度和控制荷载内，故可不计算。悬挑钢梁部分： 悬挑钢梁的计算可以分两步进行：首先计算钢梁在楼板外部分的受力情况，然后再计算钢梁在楼板内的受力情况。一钢梁楼板外的受力受力简图先假设按楼板内的受力稳定，钢梁在楼板内的部分在拉环、楼板混凝土、抗滑钢筋的共同作用之下看作刚性固定点，则外部受力的简图如下图所示：（1）钢丝绳的力为N，架子管的立杆传到钢梁上的力为F，则钢梁最远端的位移应等同与在荷载F作用下产生的位移与N作用下产生的位移之差，也等于钢丝绳的延长距离在反力方向上的投影，于是可得到： （1-1） 式中 P钢挑梁外端在荷载作用下产生的位移（mm） 端部在外力作用下的变形模量（mm/N） Nz钢梁外端在钢丝绳的作用下的垂直分力（N） Nz钢丝绳的拉长距离在反力方向上的投影（mm） 式中 N钢绳内力（N） lc钢绳长度（mm） E钢丝绳的弹性模量（N/mm2） Ac钢丝绳的截面面积（mm2） 钢丝绳与墙面的夹角N=Nz/cos按结构力学公式，在不考虑钢丝绳拉力的情况下： 式中 F集中荷载（N） 钢挑梁长度（mm），为2100mm 钢挑梁的弹性模量（N/mm2）I 钢挑梁的惯性矩（mm4） la内侧的集中荷载与墙面的距离（mm），为800mm =将上述各式代入式（1-1），得 （1-2） Ny=Nsin （1-3）验算挑梁拉弯强度： （1-4）式中 N轴心拉力（N） An钢梁截面面积（mm2） Mx，My绕x轴y轴的弯矩（Nmm）本工程中由上部脚手架传下的力F=1.216104N，考虑安全系数的作用，取安全系数为1.5，则计算时F=1.51.22104=1.83104N挑梁工字钢的验算：钢梁采用18号工字钢，查GB706-88可知：惯性矩Ix=1.66107mm4，净面积抵抗矩Wx=1.85105mm3，截面面积A=3.06103mm2。钢丝绳采用10的绞丝绳，其截面面积A=89.45mm2，其长度l0=，E=2.1105N/mm2，则有： 按结构力学公式，钢挑梁最大的弯矩： 钢挑梁的最大内应力： 159.6215N/mm2 钢丝绳的强度验算应按下列式子进行： （1-7）本工程中满足要求。钢丝绳的一端穿过焊在埋件的两个拉环中，拉环采用16的钢筋，其抗拉强度大于钢丝绳的抗拉强度，故只需验算其焊缝的强度即可： （1-8） 式中 平行于焊缝长度方向的轴力，此处取和的较大 值1.96104N。 焊缝的有效厚度（mm） 焊缝的有效长度（mm） 沿焊缝长度方向的剪应力（N/mm2） 焊缝的抗剪设计强度（N/mm2）本工程中的单个拉环的焊缝有效长度为100mm，有效厚度取为5mm，查施工手册231页表2-68得焊缝的设计强度为125N/mm2，则有： 2满足要求。二钢梁楼板内的受力刚挑梁在水平方向受到的分力有使其沿水平方向向里运动的趋势，所以在工字钢的后部楼板混凝土上插入两根直径18mm的螺纹钢筋，为满足工字钢不水平移动的条件，需验算钢筋的拉剪强度： （1-5）式中 Ny轴向拉力（N） n钢筋根数 锚筋的剪应力（N/mm2） 锚筋的抗剪设计强度（N/mm2）A 锚筋的截面面积（mm2） 工字钢的底部混凝土受到工字钢的巨大压力，因此还需要计算其是否能够满足要求： （1-6） 式中 Fl局部荷载设计值（N） fc混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2） Aln混凝土局部承压净面积（mm2） 混凝土受压净面积（mm2）本工程中工字钢的锚筋采用两根18钢筋，N，n=2，A=201.1mm2，代入（1-5）中： 满足要求。 2.14104 1.594200030=8.46106N，满足要求。由于伸入梁内的工字钢为0.9m，故假定其在外架力F和拉环力N作用下保持稳定，则受力图为上图所示，支点为混凝土楼板边（事实上距板边内的一部分混凝土也承受压力，但为了计算方便暂取板边为支点，因此实际中的N值应小于后面所算的结果）。由静力学得： (1200+800)NZ+900N=（800+1200+800）F=28001.83104 N=4.43104N N由两个16的拉环提供，其拉应力为： =215N/mm2（施工手册230页表2-67），满足。 由以上计算知，该方案能够满足安全生产的要求，可以在施工中实施。第五章 脚手架施工一.脚手架搭设1、 搭设作业程序 搭设工字钢和焊管 自角部起依次向两边竖立底立杆,底端与纵向扫地杆扣接固定后、装设横向扫地杆并与立杆固定(固定立杆底端前，吊线确定立杆垂直)，每边竖起3-4根立杆后，装设第一步纵向平杆（与立杆扣接固定）和横向平杆（小横杆靠近立杆并与纵向平杆扣接固定），校正立杆垂直平杆水平后，拧紧扣件螺栓，形成构架起始段 依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完毕，交圈后，全面检查构架质量和是否符合设计要求 设置连墙件 搭设第二步、第三步 随搭设过程设置 连墙件及剪刀撑 装设作业层间横杆、铺脚手板、装设作业层栏杆、挡脚板及采取围护、封闭措施。2、搭设作业注意事项1）、底立杆采用不同长度钢管作为立杆（3-6m杆）。搭设立杆的垂直偏差不大于架高的1/300（17mm），并同时控制其绝对偏差值不大于100mm。同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/250，且不大于50mm。2）、严禁将外径51mm与外径48mm 的钢管混合使用。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，方可根据情况查处拆除；连墙件与剪刀撑要及时设置，不得滞后两步。4）、杆件端部伸出扣件长度为100-150mm。5）、顶排连墙件之上的架高不得超过两步。6）、剪刀撑的斜杆与构架杆件之间连接不得少于三道，斜杆的对接或搭接接头部位有一道连接。7）、周边