脚手架施工方案(理工大学).doc

图文信息中心工程施工文件图文信息中心工程脚手架施工方案编制单位：长大建设集团股份有限公司编 制 说 明“图文信息中心工程脚手架施工方案”是根据业主提供的设计图纸、现行国家和行业施工规范及验评标准，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）和建筑施工手册（第四版）第5章“脚手架工程”。以及结合企业和现场的实际情况编制而成。在编制过程中，我们力求做到技术先进、经济合理、组织科学、安全适用，重点突出，具有较强的指导性和可操作性，并充分体现设计意图和业主的要求，以确保工程承包合同所约定的各项技术经济指标的最终实现。 发放范围：长沙理工大学工程部、长沙市益佳建设监理有限公司、长大建设集团图文信息中心工程项目部。 湖南长大建设集团图文信息中心工程项目部 二 OO六年 五月九日。目 录1、工程概况 42、脚手架工程设计及搭设参数 43、全封闭悬挑双排外脚手架 44、支撑架的设计和构造 145、脚手架验收 166、脚手架拆除 17图文信息中心工程脚手架施工方案一、工程概况：1.1 工程名称：长沙理工大学新校区图文信息中心1.2 建设单位：长沙理工大学1.3 设计单位：北京北方设计研究所1.4 监理单位：湖南益佳建设监理有限公司1.5 施工单位：湖南长大建设集团1.6建设地点：本程位于长沙县暮云镇南托乡云塘村。1.7工程规模：建筑总面积 m2，地上层，地下层。1.8 建筑等级：本工程为框剪结构，安全等级二级，抗震烈度为6度，1.9建筑层高及用途：地下室负二层层高3.500m，为人防工程，地下室负一层层高3.900m，为车库，一层层高3.800m，为妇联办公和商场，一层夹层3.400m 为商场，二层层高4.200m，为酒店，三层层高4.200m，为酒店，四层层高4.200m，为休闲区，五层层高4.200m，为物业管理，六层层高4.200m，为办公楼，七二十八层层高3.300m，为公寓楼。总高度为109.50m。二、编制依据：建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）和建筑施工手册（第四版）第5章“脚手架工程”。二、脚手架工程设计及搭设参数本工程四层以下采用全封闭双排外落地脚手架，五层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架，计划在四层楼面设工字钢悬挑并钢丝绳斜拉结构。 三、全封闭悬挑双排外脚手架脚手架钢管选用483.5；外挑工字钢采用I18，长度约为3.0米；固定工字钢在楼面上用112和116的圆钢，距外墙边0.2米设置112的钢筋套环，距外墙边1.3米设置116的钢筋套环。立杆纵向间距为1.8米，内立杆距外墙0.35米，外立杆距外墙面为1.4米，大横杆间距为1.5米，小横杆长度为1.5米。脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用拉撑结合的方式（拉筋用110的钢筋，顶撑用483.5 钢管），或者采用483.5 钢管固定在内立杆上。 悬挑架高89.7米,加上突出屋面部分及高出屋面1.5米，总计：89.7+1.591.2米,故按91.2米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。4、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计4.1 悬挑架荷载的取值与组合4.1.1 计算基数：计算高度H=91.2m，步距h=1.5m，立杆纵距la=1.8m，立杆横距lb=1.05m，外立杆至墙距ld=1.40m，内立杆至墙距l=0.35m，内立杆至墙距 lc=0.35m。钢管自重G1=0.0377KN/m，栏杆、挡脚板自重G2=0.14KN/m，安全立网自重G3=0.0034KN/m2，安全平网自重G4=0.00487KN/m2，装饰施工活荷载qk=2KN/m2，木脚手板自重G5=0.35kN/m2。4.1.2 脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）：查扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ302001）附表A-1得：架体每米高度一个立杆纵距的自重 gk1=0.1495KN/m。NG1K =Hgk1=91.20.1495=13.6KN4.1.3 构配件自重外立杆木脚手板（按三层考虑）NG2K-1 =3lalb0.351032=31.051.80.351032 = 992.25N防护栏杆、挡脚板（按三层考虑）NG2K-2 =3laG2103=31.80.14103 =756N安全网（平网按三层考虑）NG2K-3 =HlaG3103+3lalbG4103/2=91.21.80.0034103+31.81.050.00487103/2=600.2N纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）NG2K-4=3lbG1103/2=59.38N合计NG2K=992.25+756+198.1+59.38=2005.73N内立杆木脚手板（按三层考虑）NG2K-1 =3lalb0.35103/2+3lalc0.35103 =（31.051.80.35/2+30.351.80.35）103=1654N纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）NG2K-2 =（3lbG1/2+3lcG1）103=（31.050.0377/2+30.350.0377）103=99N合计NG2K =1654+99=1753N4.1.4 施工均布活荷载（按装饰阶段两层同时施工考虑）外立杆 NQK 外 =2lalbqk/2 =21.81.052/2=3.78kN内立杆 NQK 内 =2lalbqk/2 + 2lalcqk=3.78+21.80.352=6.3kN4.1.5 垂直荷载组合(不考虑风荷载)外立杆N1=1.2(NG1K + NG2K)+1.4NQK 外=1.2(4.5+2.00573)+1.43.78=13.1kN内立杆N2=1.2(NG1K + NG2K)+1.4NQK 内=1.2(4.5+1.753)+1.46.3=16.33kN4.2 水平悬挑梁设计 本工程水平悬挑型钢梁采用I18，长3.0m，在四层楼面上预埋112、116的圆钢对工字钢进行背焊固定。 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）规定进行下列计算与验算，计算模型：按照悬挑梁进行计算，验算悬挑梁时，不考虑钢丝绳的承载力，只作为附加安全保险。I18截面特性Wx=185103mm3,I=1660104mm4,自重q=0.2414kN/m，弹性模量E=206103N/mm2，翼缘宽度b=94mm，翼缘平均厚度=10.7mm，高度h=180mm。最大弯矩Mmax=N11.4+N20.35+q1.52/2=13.11.4+16.330.35+0.24141.52/2 =24.33kNm强度验算= Mmax /（xWx）x-截面发展系数，对I形截面，查表得：x=1.05； Wx-对x 轴的净截面抵抗矩，查表得：Wx=185103mm3；f -型钢的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f=215N/mm2。=24.33106/（1.05185103）=125.25N/mm2f=215N/mm2，安全。整体稳定验算 根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。按附录一之（二），本悬臂梁跨长1.4米折算成简支梁，其跨度为21.4=2.8米，按下列公式计算整体稳定系数：=（570b/l1h）235/s= 5709410.7/（2800180） 235/215 =1.24333则悬挑梁弯曲应力为：= Mmax /（Wx）=24.33106/（1.24333185103）=105.78N/mm2f=215N/mm2，安全。刚度验算= N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2(lb+lc+100)3-lc/(lb+lc+100)/6EI+q(lb+lc+100)4/8EIN1、N2-作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）；E-弹性模量，E=206103N/mm2；I-钢材的抗弯强度设计值，Q235 钢，取f= 215N/mm2。=N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2(lb+lc+100)3-lc/(lb+lc+100)/6EI+q(lb+lc+100)4/8EI=13.110314003/32.061051660104+16.33103350215002.77/62.061051660104+0.241415004/82.061051660104=3.504+0.4051+0.04467=4mm L/250=5.6mm，满足要求。 I18后部锚固钢筋设计锚固钢筋的承载力验算锚固选用116圆钢预埋在平板上，吊环承受的拉力为：N3= Mmax /1.3 =24.33/1.3 =18.72KN吊环承受的拉应力为：= N/A =18.72103/3.1482=93.2N/mm2=215 N/mm2，满足要求。锚固钢筋的焊缝验算 = F/（lW）F-作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F=N3=18.72KN；lW-焊缝的计算长度，取lW=40-10=30mm；-焊缝的计算厚度，取8mm。=18720/308=78N/mm2=160N/mm2，满足要求。综上所述，当挑梁采用I18时，其强度、挠度、稳定性均符合要求。5、立杆稳定性计算 5.1 无风荷载时，立杆稳定性计算：N/（A）fN 计算立杆最大垂直力设计值，取N=N2=16.33kN；轴心受压构件的稳定系数，根据长细比查（JGJ1302001）附录C 表C 取值，根据第5.3.3 条规定：立杆计算长度 l0=kh=1.1551.5150=260cm，长细比= l0/i（钢管回转半径）= 260/1.58=164.556，查附录C，=0.260，A立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：A=489mm2。立杆稳定性计算：N/（A）=16330/（0.26489）=128.44N/mm2f=215N/mm2,安全。5.2 在风荷载作用下，立杆稳定性计算：N/（A）+MW/WfMW由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算；W 钢管立杆的截面模量，查附录B 表B：W=5.08cm3；由风荷载产生的弯矩计算水平风荷载标准值k=0.7zs0z风压高度变化系数，查建筑结构荷载规范（GBJ9）：B类地区，脚手架最高处48.05m，查表得：z=1.648；s脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4 规定采用，查表得：敞开式脚手架的挡风面积为1.51.80.089=0.2403m2，密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：（1.51.8-0.2403）0.5+0.2403=1.47m2其综合挡风系数为=1.47（1.51.8）=0.5445根据规范查表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3，即：s =1.30.5445=0.70785；0基本风压。根据建筑结构荷载规范（GBJ9）规定：0=0.45。k=0.70.451.6480.70785=0.3625537KN/m2由风荷载产生的弯矩计算MW = 0.851.4k la h2/10 = 0.851.40.367461.81.52/10=0.1771KN.m立杆稳定性计算N/（A）+MW/W =128.44+0.1771106/(5.08103)=163.3 N/mm2f=215 N/mm2,安全。6、连墙件计算 连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。连墙拉筋用110钢筋拉到剪力墙上,顶撑用483.5 钢管，水平距离5.4m，竖向距离为3米。由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：N1w=1.4k Aw=1.40.3674635.4=8.334KN连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，对双排脚手架取5.0KN，连墙件轴向力设计值Nl=N1w+N0=8.334+5=13.334KN110拉筋的承载力：N=fys=2103.1452=16.485KNN1w=13.334KN，所以连墙件拉筋用110筋满足要求。根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范可知，一个直角或旋转扣件的抗滑设计值为8.00KN。由此可见，在两步三跨内采用483.5 钢管固定在内立杆上，同时每个结点需要两个直角或旋转扣件同时工作（也就是每个结点的抗滑力满足16.00 KN）。C7、斜挑架的支点计算4200I18工字钢200 1300由上悬挑架的受力简图可知，BC斜杆受力最大，只要BC斜杆受力安全，则整个悬挑架受力安全，故应验算BC斜杆的安全情况。NCBNB/BC6.0KN/3.6/(1.52+3.62)1/26.0KN/（3.6/3.9）6.5KN1、按强度计算：计算钢管的截面特征值：截面面积：An4.89102mm2回转半径：i15.8mm计算长度：L0LU1（1.52+3.62）1/23.9m（按两端铰支计算）杆件受压应力为：N/A6.5103N/4.89102 mm213.292N/mm2205 N/mm2钢材强度设计值按稳定性计算：长细比L0/ i =3900/15.8=246mm查“轴心受压杆件稳定系数表”得0.121则：N/A6103/0.121489101.4 N/mm2205 N/mm2由以上计算可知，悬挑架的外斜杆受力安全，且在实际使用中在其中部有一根短横杆EF，使得其实际的长细比比以上计算的还要小，故在实际使用中更安全。计算拉杆（BD段）的受力情况：由图结点B受力可得：NBA（6.52-6.02）1/22.5KN故BD拉杆受力：NBD2NBA22.5KN5KN8KNN8KN为一个扣件所能受的力，即使用一个扣件把此拉杆扣到固定楼面板上的架管上也是安全的。8、施工卸料平台（斜挑平台）的安全计算：荷载：a、静载：钢管自重：0.038KN/m按斜挑平台所有杆的重量计算得：水平横向拉杆：DCEF3+1.54.5m斜拉杆AC：（3.02+3.62）1/24.68mAB：（1.52+3.62）1/23.90m防护栏杆（围护结构）：1.02+1.5+1.538.0m纵向水平拉杆：架宽2.0m6根12m故：G0.0384KN/m（4.5+4.68+3.9+8+12）m=1.27KN2=2.54KNb、活载：1、设计作用在卸料平台上的荷载为：1000Kg合10KN，故作用在B、C节点上的集中力为5KN+（2.54+原载体6KN）/2=9.27KN即NDNC9.27KN2、按强度计算：NAC9.27KN/3.6/4.6812.05KNL0=(3.02+3.62)1/2=4.68m则杆件受压应力为：=N/A=12.05103N/4.89102mm224.64205N/mm22按稳定性计算：长细比：0/I=4680/15.8296mm杳“轴心受压杆件稳定系数”表得：当250mm时按7320/2计算值7320/29620.084N/A12.05103N/0.084489mm2=293.35Mpa205Mpa所以，为了使斜挑卸料平台的安全功能满足设计要求，我方采用对在斜挑洞口涉架高度内（5.4m）的立杆采用双立杆加强。故293.35/2146.68Mpa205Mpa满足要求。另外，由于斜挑架下设置的水平横向挑杆承担了一部分力，使该斜挑卸料平台更加安全。8、注意事项（1）型钢悬挑扣件式钢管脚手架涉及的所有材料必须合格；（2）型钢悬挑扣件式钢管脚手架施工前，必须编制详细的施工方案，并进行安全技术交底；（3）型钢悬挑扣件式钢管脚手架扎设过程中，要进行跟踪检查，扎设完毕后，要进行综合验收；9、悬挑外架搭设的基本地要求：悬挑架的里外斜杆间距为1500mm，且每处里外斜杆与挑横杆、短横杆及斜杆底端的扫地杆形成了一三角形结构的稳定体系，并每隔一处设一根斜拉杆，每五屋结构层设一层悬挑架。在悬挑架上按规范要求搭设双排外架。双排外架的立杆间距同里外斜杆，且确保每一根斜杆处有一根立杆，斜杆与立杆连接处应在斜杆上扣双扣，双排外架步高为1800mm，架宽1.2m，在每五层的竖直方向上，沿水平方向上每间隔1500mm设18槽钢（或架管）悬挑基座；靠框架梁及上每隔1.5m埋设 22钢筋环固定，该钢筋环与基座18槽钢焊接，因此，钢筋环是悬挑架的主要受力部件，施工过程中一定要满足钢筋进入梁板内的锚固长度和伸出长度。主要构件的构造要求如下：脚手架立杆接头必须采用对接扣件。立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立柱接头不应设在同一跨内，沿高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头的中心距主节点的距离不应大于步距1/3。纵向水平杆设在横向水平杆之下，在立柱的内侧，采用直角扣件与主立杆扣紧，纵向水平杆一般采用对接扣件连接，也可采用搭接，对接应交错布置，接头应避免设在跨中，搭接长度不应小于1m，并应等距离设置三旋转扣件固定。 横向水平杆：第一主节点处必须设一根横向水平杆，靠墙一侧的外伸长度不应大于200mm。 脚手板一般应设置在三根横向水平杆上，并将脚手板（或钢筋网板脚手板）两端进行可靠固定。脚手板应平铺，亦可采用搭铺。 剪力撑应在外架外侧，立面整个长度和高度上连续设置，斜杆与地面不大于60cm，剪力撑钢管可用搭接连接，搭接长度不小于40cm，要求用两个活动扣件紧锁。2、 脚手架搭设的操作工艺 架立搭设前，根据建筑物的外形确定各类技术参数，对材料、工具等进行质量检查。 脚手架的立杆宜先立两端的立杆，再立中间的一根立杆，当互相看齐后，立中间部分的各立杆。立杆要求垂直，立杆垂直度允许偏差应小于高度的1/200。双排立杆连线应与墙面垂直。为了保证立杆接头的错位，在竖立第一节立杆时，应选长短不一的钢管做立杆；立杆的接长应先接外排，后接内排。 立杆竖好后，根据步高安装大小横杆，在施工层及其上、下一皮架铺设竹笆脚手架板。每两层设一道钢管拉结，连墙杆宜靠近主节点设置，距主节点不大于300mm;连墙拉杆与其他杆在搭设脚手架时同步搭设，严禁在脚手架使用期间拆除连墙杆； 大横杆应用直角扣件扣紧在立杆内侧，扣件开口应在上方。所有扣件螺栓要紧松适度，拧得不紧容易合杆件滑脱；拧得不紧会使扣件断裂，要求扭力矩控制在4050N.m。应经常检查扣件是否松动，发现松动应及时紧固。 所有竹笆脚手板铺好后，应在四角用16镀锌铁丝扎牢，脚手架内立杆与建筑物的间距为250300mm，故此处应用木板封闭。立面围护采用密目安全网，并用网绳与大横杆绑扎牢固。 其它按脚手架操作规程施工。四 、支撑架的设计和构造 1、类别 1.1扣件式整体钢管脚手架 本工程支撑架采用扣件式整体钢管脚手架搭设，步距均小于1.6m，使之形成整体空间框架式支撑架（多排或满堂设置的空间构架）。 2、设置要求 脚手架的搭设应满足承载力的要求，确保整体稳定，并遵守建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求，特别注意以下三点： （1）承力点应设在支柱或靠近支柱处，避免水平杆跨中受力。 （2）充分考虑到施工中可能出现的最大荷载作用，并确保其仍有2倍的安全系数。 （3）支柱的基底绝对可靠，不得发生严重沉降变形。 3、构造的一般要求 （2）、水平杆步距h：地下室负二层层高3.500m，扣除板厚及模板厚度实际支架高度为3.0m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8 m、0.8m；地下室负一层层高3.900m，实际支架高度为3.62m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1 m、1m；一层层高3.800m，实际支架高度为3.5m，三盘架搭设步距分别为1.5m、1 m、1m；一层夹层3.400m，实际支架高度为3.0 m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8 m、0.8m；二层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2 m、1m；三层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2 m、1m；四层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2 m、1m；五层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2 m、1m；六层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2 m、1m；七二十八层层高3.300m，实际支架高度为3.0m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8 m、0.8m；计算步距取大值h=1.6m=160cm，支架高度4.0m，根据建筑施工手册按普通梁板模板支撑架搭设。四、整体空间框架支撑架（满堂设置的空间构架）的设计计算： 1、支撑架的工作特点 （1）模板支架以承受竖向荷载的压力作用为主，支架的工作安全主要受其整体或单肢立杆的稳定承载能力控制。 （2）模板支架其稳定承载能力取决于压杆的柔度（即杆件的计算长细比）和结构的约束条件。 （3）计算压杆的柔度随立杆步距h、立杆顶端的自由长度a，支架高度H及高宽比H/B的增大而增大，而约束条件则介于两端铰支（=1.0）与一端固定、一端自由（=2.0）之间，受构架尺寸、杆件线刚度、斜杆和附着拉结杆件设置以及杆件连结的紧固程度（如扣件的拧紧程度）等因素影响。为保证支架的安全稳定，本工程取=1.333，计算长度L0=h。 （4）不考虑各立杆之间的帮忙（即应力重分布）作用，试验表明，其它立杆虽也含有此帮忙使用，但难以量定，因此不予考虑。 2支撑架的设计计算 3设计计算项目 （1）受压杆件稳定性验算（包括支柱、支架整体稳定性，一般都转化为对其长度为步距h的立杆段稳定性验算）。 （2）直接承受模板荷载并将其传给立杆的水平杆件及其连结件的验算（承压、受弯以及扣件抗滑等）。 （3）支座、基础及地基验算，本工程支撑架直接支承在整板基础及楼盖上，故不予计算。 3.2.3设计计算要求 总的要求为：构造合理，受力明确，荷载算够，验算合格，其中特别注意以下几点： （1）模板荷载的作用点应尽量布置在立杆上，或尽量靠近立杆，以消除或减少偏心作用。 （2）强度和稳定验算，应分别达到相当于单一系数法设计中安全系数k2.0的要求。 （3）支架的结构和构造中不得出现低于验算条件的薄弱部位。 （4）确保节点构造的整体性，加强性杆件的设置应符合设计要求，使支架具有稳定的结构。 （5）严格控制和确保施工中的实施荷载不超过设计值。 3.2.4设计计算步骤 (1)计算模板支架立杆的轴向力：根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，按不组合风载计算。N=1.2NGK+1.4NQK =1.2(62+933+80) 1.7+1.41000=3593kg/m2为保证施工进度，考虑到上层荷载对模板支架立杆的作用，恒荷载取1.7的系数计算。 (2)计算单肢立杆的承载力：根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，按不组合风载计算。 NAF 查表5.1.6 f=2