紫郡A区脚手架方案.docx

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紫郡A区脚手架方案

目　　　　　　录

一、工程概况3

二、编制依据4

三、脚手架搭设方案选择4

四、落地脚手架设计6

（一）计算书6

1、荷载参数7

2、大横杆计算8

3、小横杆计算10

4、扣件抗滑计算11

5、立杆计算12

6、立杆稳定性计算………………………………………………………………………….13

7、最大搭设高度计算……………………………………………………………………….14

8、连墙杆稳定性计算……………………………………………………………………….15

9、立杆地基承载力计算…………………………………………………………………….16

9、悬挑梁稳定性计算……………………………………………………………………….42

10、拉绳受力计算………………………………………………………………………….,,42

11、拉绳强度计算………………………………………………………………………….,,,43

12、锚固段与楼板连接计算………………………………………………………………...44

钢管脚手架专项施工方案

一、工程概况

杭政储出【2009】53号地块（紫郡东苑）A区工程位于杭州市西湖区三墩镇竹桥路，建设规模：

地下一层，地上17层跃18层，由16#~21#楼6幢高层及相应楼下连通一层地下室和社会停车场（地下一层）组成；本工程建筑总面积61579.7㎡，其中地上面积43193.7㎡，地下面积18386㎡（其中地下室15783平方米，社会停车库2603平方米）。

16#~21#楼等6幢高层均在地下室上，具体情况如下：

楼号

层数

建筑面积

建筑高度

16#楼

18层

6002.58㎡

55.90米

17#楼

18层

6002.58㎡

55.90米

18#楼

17层

5830.62㎡

55.55米

19#楼

18层

5737.86㎡

57.05米

20#楼

18层

9221.92㎡

56.55米

21#楼

18层

9221.92㎡

56.55米

高层住宅采用框剪结构，工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限50年，抗震设防烈度为6度，人防按甲类核6级防空地下室进行设计。

工程建设各方主体

建设单位：

浙江运河协安置业有限公司

设计单位：

杭州坤博岩土工程科技有限公司

中国美术学院风景建筑设计研究院-东南建筑分院

勘察单位：

浙江省地矿勘察院

监理单位：

杭州信达投资咨询估价监理有限公司

施工单位：

浙江杰立建设工程有限公司

质监单位：

杭州市西湖区建筑工程质量安全监督站

二、编制依据

1、《扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（2002版）

2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB5024-2002

3、设计施工图纸、会审纪要

4、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91

5、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

6、《施工手册》

7、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002

8《建筑工程施质量验收统一标准》GB50204-2001

9、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

9、本工程总体施工组织设计

10、本工程施工图纸

三、脚手架搭设方案的选择

根据本工程的特点，决定各幢楼七层以下采用落地式脚手架，主楼七层以上采用悬挑式脚手架。

落地式脚手架搭设高度为22.6米。

（1）、脚手架用ф48×3.0钢管和扣件搭设成双排架，其立杆横距为1.00m，纵距为1.5m，步距为1.8m。

（2）连墙件采用二步三跨连接。

采用一顶一拉（或刚性连接）的连接方式，具体做法详见附图。

（3）脚手架立杆下部支承在地下室顶板上，脚手架底座垫200×200×50木板。

（4）里立杆离墙面0.65。

（因为干挂石材离墙面0.45m）

（5）脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工，层层满铺800×1000脚手片。

（6）剪刀支撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45O—60O之间。

（7）脚手架底部设置纵横扫地杆。

（8）本工程设计施工荷载3KN/m2，同时施工不得超过二层。

悬挑式脚手架最高搭设高度17.4米。

搭设方式与主要参数：

（1）选挑架采用16号槽钢作为水平挑梁。

槽钢悬挑长度1.7m。

水平间距1.5m,采用10步一挑,每挑脚手架搭设高度17.4m。

悬挑架从7层开始悬挑，共悬挑2次。

锚固长度2250mm。

（要求≥1000mm）

（2）水平挑梁设一道φ15.5斜拉绳，拉环采用ф16圆钢，位置、具体做法见附图。

（3）脚手架搭设最高点高度为17.4m。

脚手架用ф48×3.0钢管和扣件搭设成双排架，其立杆横距为1.00m，纵距为1.5m，步距为1.8m。

（4）脚手架立杆下部支承在槽钢上，上部焊接L=100Φ25钢筋，便于钢管插入，然后在组成的钢架上与普通外架一样搭设上部架体。

（5）连墙件采用二步三跨连接。

（6）里立杆离墙面0.650m。

（7）脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工，层层满铺800×1000脚手片。

（8）立杆底部200mm处设扫地杆。

（9）水平钢梁与楼板压点采用2Φ16圆钢拉环，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。

四、落地式脚手架设计

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22.6米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.00米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为

48×3.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距2.90米，水平间距4.50米。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设10层。

（一）计算书

钢管落地脚手架计算书

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

一、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为22.6m，立杆采用单立管；

搭设尺寸为：

立杆的横距为1m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.65m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

脚手架沿墙纵向长度为47.000m；

采用的钢管类型为Φ48×3；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用二步三跨，竖向间距3.6m，水平间距4.5m，采用软拉硬撑；

2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

3.000kN/m2；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处浙江杭州市，基本风压0.45kN/m2；

地面粗糙度类别：

B类（城市郊区），风荷载体型系数μs为1.3；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.100；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.050；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.033；

脚手板铺设总层数:

6；

5.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

500.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.20；地基承载力调整系数:

1.00。

二、大横杆的计算:

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，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。

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

大横杆的自重标准值:

P1=0.033kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.100×1/（2+1）=0.033kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1/（2+1）=1.000kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.033+1.2×0.033=0.080kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×1.000=1.400kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

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=0.08×0.080×1.52+0.10×1.400×1.52=0.329kN·m；

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=-0.10×0.080×1.52-0.117×1.400×1.52=-0.387kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.329×106,0.387×106）/4490=86.089N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=86.089N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算:

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：

Vmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.033+0.033=0.067kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=1.000kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.067×15004/（100×2.06×105×107800）+0.990×1.000×15004/（100×2.06×105×107800）=2.360mm；

大横杆的最大挠度2.360mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

三、小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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=0.033×1.5=0.050kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.1×1×1.5/（2+1）=0.050kN；

活荷载标准值：

Q=3×1×1.5/（2+1）=1.500kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.050+0.050）+1.4×1.500=2.220kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.033×12/8=0.005kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

Mpmax=2.220×1/3=0.740kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.745kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.745×106/4490=165.919N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=165.919N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.033×10004/（384×2.06×105×107800）=0.020mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.050+0.050+1.500=1.600kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI

νpmax=1599.95×1000×（3×10002-4×10002/9）/（72×2.06×105×107800）=2.557mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.020+2.557=2.577mm；

小横杆的最大挠度为2.577mm小于小横杆的最大容许挠度1000/150=7与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为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（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值:

P1=0.033×1.5×2/2=0.050kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.033×1/2=0.02kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.1×1×1.5/2=0.075kN；

活荷载标准值:

Q=3×1×1.5/2=2.250kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.050+0.02+0.075）+1.4×2.250=3.320kN；

R＜6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、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.静荷载标准值计算：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+（1.50×2/2）×0.033/1.8]×22.60=3.448kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.1kN/m2

NG2=0.1×6×1.5×（1.00+0.7）/2=0.743kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.05kN/m

NG3=0.05×6×1.5/2=0.225kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×22.6=0.170kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.585kN；

2.活荷载标准值计算：

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=3×1.00×1.5×2/2=4.50kN；

3.风荷载标准值计算：

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=0.5kN/m2；

μs--风荷载体型系数：

取值为1.300；

μz--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：

脚手架底部μz=1.00，脚手架顶部μz=1.29；

经计算得到，风荷载标准值为:

脚手架底部Wk=0.7×0.5×1.00×1.300=0.410kN/m2；

脚手架顶部Wk=0.7×0.5×1.29×1.300=0.530kN/m2；

六、立杆的稳定性计算:

1.组合风荷载时,立杆的稳定性计算

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=1.2×4.585+0.85×1.4×4.50=10.857kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.50；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.119m；

长细比:

L0/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.188

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.410×1.5×1.82/10=0.237kN·m；钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=10856.556/（0.188×424）+236830.230/4490=188.943N/mm2；

立杆稳定性计算σ=188.943N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.不组合风荷载时,立杆的稳定性计算

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=1.2×4.585+1.4×4.50=11.802kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.50；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.119m；

长细比Lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.188

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=11801.556/（0.188×424）=148.052N/mm2；

立杆稳定性计算σ=148.052N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、最大搭设高度的计算:

1.组合风荷载时,立杆的最大搭设高度计算

按《规范》5.3.6条组合风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

Hs=[φAf-（1.2NG2k+0.85×1.4（ΣNQk+MwkφA/W））]/1.2Gk

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=1.137kN；

活荷载标准值：

NQ=4.50kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=WkLah2/10=0.199kN·m；

Hs=（0.188×4.24×10-4×205×103-（1.2×1.137+0.85×1.4×（4.50+0.188×4.24×100×0.199/4.49）））/（1.2×0.125）=36.172m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=Hs/（1+0.001Hs）

[H]=36.172/（1+0.001×36.17）=34.909m；

[H]=34.909和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=34.909m。

脚手架单立杆搭设高度为22.6m，小于[H]，满足要求！

2.不组合风荷载时,立杆的最大搭设高度计算

按《规范》5.3.6条不组合风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

Hs=[φAf-（1.2NG2k+1.4ΣNQk）]/1.2Gk

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=1.137kN；

活荷载标准值：

NQ=4.50kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

Hs=[0.188×4.24×10-4×205×103-（1.2×1.137+1.4×4.50）]/（1.2×0.125）=57.936m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=Hs/（1+0.001Hs）

[H]=57.936/（1+0.001×57.936）=50.000m；

[H]=50.000和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。

脚手架单立杆搭设高度为22.6m，小于[H]，满足要求！

八、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=1.4×Wk×Aw=12.018kN；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=17.018kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=650/15.9的结果查表得到φ=0.882，l为内排架距离墙的长度；

A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.882×4.24×10-4×205×103=76.705kN；

Nl=17.018

连墙件拉接部分柔性钢筋的直径按下式计算：

A=N/fy

d=2×（A/2/π）1/2

其中fy--为拉接柔性钢筋的抗拉强度取：

210N/mm2

A--拉接柔性钢筋的截面积按照两个截面计算A=81.038mm2

N--拉接柔性钢筋上承受的拉应力（kN）

d--拉接柔性钢筋的直径（mm）

d=7.2mm

实际柔性拉结钢筋选用直径D=8mm的HPB235钢筋即可。

九、立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=500.000kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=500kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=59.008kPa；

立杆的轴心压力设计值：

N=1.2×4.585+1.4×4.500=11.802kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=59.008＜fg=500.000kPa。

地基承载力满足要求！

十、脚手架配件数量匡算:

扣件式钢管脚手架的杆件配备数量需要一定的富余量，以适应构架时变化需要，

因此按匡算方式来计算；根据脚手架立杆数量按以下公式进行计算：

L=1.1·H·（n+la/h·n-2·la/h）

N1=1.1·（H/2h+1）·n

N2=2.2·（H/h+1）·n

N3=L/l

N4=0.3·L/l

S=1.1·（n-2）·la·lb

L--长杆总长度（m）；N1--小横杆数（根）；

N2--直角扣件数（个）；N3--对接扣件数（个）；

N4--旋转扣件数（个