农二师培训中心综合大楼脚手架方案.docx

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农二师培训中心综合大楼脚手架方案

农二师培训中心综合大楼

扣件式脚手架施工组织设计

新疆天宇建设工程有限责任公司101项目部

二00六年三月三十一日

（专项）施工组织设计（方案）审批表

工程名称

农二师培训中心综合大楼

工程地点

库尔勒市人民西路博斯腾宾馆背后

建设单位

农二师培训中心

建筑面积

72958.5（m2）

结构类型

框架剪力墙

工程造价

设计单位

农二师设计院

监理单位

新疆蓝天工程监理咨询有限公司

层数、高度

33层／98.15m

建筑物跨度

开、竣工日期

2006.04～2007.10

编制人

奚咏军

项目负责人

李虎林

项目安全负责人

奚咏军

参加会审人员签字

单位

职务

职称

签名

审批结论

同意按此方案施工

技术负责人签字盖章

年月日

监理公司审批

签字盖章

年月日

农二师培训中心综合大楼扣件式脚手架施工组织设计

农二师培训中心综合楼A段檐高101.10米，根据设计图纸与建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的要求，标高为36.0米以下脚手架设计为落地双排扣件式钢管脚手架。

36.0米以上脚手架设计为型钢悬挑式双排扣件式钢管脚手架。

立杆纵向间距1.5米，横向间距1.15米，步距1.5米，内立杆距墙面距离0.3米，具体方案如下。

建筑物西面即沿（A-1）轴脚手架由地面搭设至三层顶，四层以上脚手架沿﹝A-2﹞轴搭设，立杆置于三层顶板。

北面沿﹝A-K﹞轴落地式脚手架由地面搭设至三层顶面，四层以上﹝A-2﹞轴～﹝A-4﹞，轴﹝A-16﹞～（A-18）轴范围脚手架沿﹝A-H﹞轴搭设，﹝A-4﹞～﹝A-16﹞轴范围脚手架沿﹝A-J﹞轴搭设，立杆均置于三层顶板型钢悬挑梁上。

具体方案见附图。

东面沿﹝A-19﹞轴脚手架，搭设至一层顶面，二层以上脚手架沿﹝A-18﹞轴搭设，立杆置于一层顶板。

建筑物南面与建筑物B段相连接，A段与B段同时施工，待B段主体施工结束，建筑物A段南面沿﹝A-B﹞轴距﹝A-1﹞轴27米范围内脚手架立杆置于B段三层顶板上。

沿﹝A-B﹞轴距﹝A-1﹞轴超过27米范围的脚手架立杆置于B段地下室顶板上。

落地扣件式双排脚手架搭设至标高16.2米，从16.2米开始设置落地型钢悬挑脚手架搭设至36.0米。

落地双排扣件式钢管脚手架立杆底部均设置纵向与横向垫板，纵向垫板采用钢架板，横向采用木垫板，木垫板规格为200×50㎜，横向木垫板放置在纵向钢垫板下面，钢架板长度3米，木垫板长度为1.3米。

纵向钢架板必须调直、调平。

纵、横向垫板必须与地基紧密接触，以利上面荷载均匀传递至立杆地基。

脚手架立杆是座落在建筑物地下室四周回填土上，回填土必须严格按照设计文件与有关质量标准认真进行回填、夯实，确保脚手架使用安全。

回填土类型采用原基坑土的类型。

连墙件布置为三步三跨，每个连墙件负荷面积为3.6m×5.6m=20.16m2，3.6米为层间高度，5.6米为纵向长度，连墙杆采用脚手架钢管。

连墙杆必须与建筑物混凝土楼面相连接，可在混凝土楼面上设置连接点。

（具体方案见图二）连接件是脚手架安全使用的重要保障，不得随意拆除，如确需拆除、移动、必须报告工地技术负责人同意，并采取相应的技术措施方可拆除、移动。

脚手架板必须设置在三根横向水平杆上，为了保证脚手架使用方便，相邻脚手架板采用对接平铺。

脚手架板连接处、两脚手架板端各设一根横向水平杆，脚手板端头应与横向水平杆用铅丝连接。

脚手架沿高度方向每隔12米铺满一层脚手板。

操作层除满铺脚手架板外，必须设安全平网、安全平网采用绳与脚手架连接牢固，不得采用铅丝连接。

操作层架板外侧通长设置挡脚板，挡脚板应与立杆连接牢固，操作层需在1/2步距位置上设置中栏杆。

脚手架外侧立面沿全长和全高连续设置剪刀撑，每道剪刀撑宽度为6m，并不少于4跨，斜杆与地面夹角为60°，剪刀撑斜杆接长采用搭接、不得采用对接。

搭接长度为1.2m，采用二套扣件别固定在距杆端150㎜处。

剪刀撑斜杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出杆上,横向水平杆伸出立杆的距离为100㎜。

脚手架四周分别在拐角处设置横向斜撑，中间每隔6跨设置一道。

标高36.0米以上为型钢悬挑式钢管脚手架,型钢采用14#工字钢,截面高度为140㎜，翼缘宽度为80㎜，伸出支点长度为1600㎜，锚固长度为2000㎜，工字钢设置立杆位置焊DN25，长度为100㎜短管，脚手架立杆套入此短管中，以确保脚手架立杆稳固在工字钢挑梁上，挑梁锚固在混凝土楼板上，具体方案见图三。

脚手架使用时，注意检查挑梁变形与螺栓松紧情况，如遇到异常情况及时处置。

悬挑式脚手架在每隔18.0米高度处增设卸荷装置,具体方案见图一。

悬挑式钢管脚手架在距钢挑梁高度为200㎜时,开始设置纵向联系杆,以保证立杆的稳固与牢固。

悬挑工字钢梁分别设在36.0米、52.0米、88.0米标高处。

为加快周转材料的使用效率，36.0米以下的落地式脚手架必须待主体围护结构砌筑完毕，建筑物四周外侧洞口采用防护措施后,可以拆除脚手架。

因建筑物离街道、住宅区较近，施工中物品极有可能抛至室外造成事故，所以外侧洞口处必须采用密目网或其他防护措施，否则，脚手架不得拆除。

拆除36.0米以下脚手架,必须征得工地技术负责人同意方可进行。

建筑物四层以上装修,可采用吊篮施工。

因建筑物高度较高，沿高度方向，可分为三段施工。

每段高度约33米左右。

吊篮悬挑梁的锚固筋可设在相应高度的室内楼面上。

具体方案见吊篮施工方案。

一层至三层脚手架可暂时保留，因建筑物在此高度内外墙面为花岗岩墙面，荷载较重，所以选用双排脚手架方案。

二十九层为电梯机房、设备用房，三十层为设备用房，二层总高度为8.3米左右。

因电梯机房、设备用房结构形式为剪力墙，如采用单排脚手架，横向水平杆无支撑点。

故搭设双排脚手架，立杆置于二十八层顶板上，立杆纵距为1.8米，横距为1.2米，步距1.5米，立杆底可不设垫板。

脚手板在其全高、全长方向均设置密目安全网，密目安全立网应同脚手架立杆，纵向水平杆连接牢固，密目网同脚手架杆连接应采用绳索，不得采用铅丝连接。

C段：

建筑物东面落地式脚手架搭设至一层顶，二层以上脚手架立杆置于一层顶板上。

西面脚手架由地面搭设至三层顶，四层以上脚手架立杆置于三层顶板上。

型钢悬挑脚手架预埋螺栓在标高36.87米、71.67米分别设置。

其它同A、B段。

脚手架搭设注意事项：

培训中心脚手架必须严格按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范进行搭设、拆卸，特别应注意以下事项:

1、所使用的材料必须合格，脚手架管、扣件、架板应认真进行检查，发现有裂纹、破损禁止使用。

2、立杆接长采用对接扣件，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500㎜，各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3，即500㎜。

3、四周脚手架必须交圈。

4、纵向水平杆接长采用对接扣件，对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平的接头不可设在同步与同跨内，不同步与不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离应大于500㎜，接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3，即500㎜。

5、此建筑物脚手架必须设置横向斜撑，横向斜撑应在同一节间，由底至顶层呈之字型连续布置，斜腹杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于150㎜，斜腹杆在一跨内跨越二个步距，应在相交的纵向水平杆处增设一根横向水平杆，将斜腹杆固定在伸出端上，斜腹杆采用通长杆件，如必须接长时，宜采用对接扣件连接。

当横向斜撑影响施工时，可临时拆除同步内斜腹杆，施工完毕立即恢复。

6、脚手架高度较高，架子工必须具有专业上岗证书，并具有身体健康检查证明，否则不得担任架设工作。

7、安全生产管理人员必须经常检查架体，扣件使用是否正常，发现问题及时采取措施加以解决。

8、所有予埋螺栓埋入混凝土长度不能达到150㎜，则必须改为螺栓穿透混凝土，螺栓两端上垫板，垫板规格为60×60㎜，厚度8㎜。

螺栓在多孔现浇板设置时，要予埋在实心混凝土中，不能埋于孔洞中。

9、脚手架施工荷载为3.0KN/m2，施工过程严格控制荷载，不得在架体上堆积大量的施工材料、机具等。

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36.0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1.15米，立杆的步距1.50米。

采用的钢管类型为

48×3.5，

连墙件采用3步3跨，竖向间距4.50米，水平间距4.50米。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工1层，脚手板共铺设3层。

悬挑水平钢梁采用14号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.60米，建筑物内锚固段长度2.00米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

一、小横杆的计算:

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.500/1=0.450kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.500/1=4.500kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.450+1.4×4.500=6.886kN/m

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

计算公式如下:

M=6.886×1.1002/8=1.04kN.m

=1.04×106/5080.0=204.7N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3.挠度计算

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.450+4.500=4.988kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×4.988×1100.04/（384×2.06×105×121900.0）=3.787mm

小横杆的最大挠度小于1150.0/150与10mm,满足要求!

二、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，但没有小横杆直接作用在大横杆的上面，无需计算。

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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.300×1.150×1.500/2=0.259kN

活荷载标准值Q=3.000×1.150×1.500/2=2.587kN

荷载的计算值R=1.2×0.058+1.2×0.259+1.4×2.587=4.002kN

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0.1394

NG1=0.139×36.000=5.018kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.30

NG2=0.300×3×1.500×（1.150+0.300）/2=0.979kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

NG3=0.110×1.500×3/2=0.247kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×36.000=0.270kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.515kN。

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=3.000×1×1.500×1.150/2=2.587kN

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=0.450

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=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=0.740

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.250×0.740=0.291kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+0.85×1.4NQ

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式

MW=0.85×1.4Wklah2/10

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=11.44kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.20；

　　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=3.03m；

　　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=1.75；

　　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

=118.69

　　[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=10.90kN；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.20；

　　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=3.03m；

　　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=1.75

　　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=0.117kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=136.09

　　[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

<[f],满足要求!

六、连墙件的计算:

连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×wk×Aw

wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.291kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=4.50×4.50=20.250m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5.000

经计算得到Nlw=8.260kN，连墙件轴向力计算值Nl=13.260kN

连墙件轴向力设计值Nf=

A[f]

其中

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=30.00/1.58的结果查表得到

=0.95；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=95.411kN

Nf>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=13.260kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求，可采用双扣件。

连墙件扣件连接示意图

七、悬挑梁的受力计算:

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

型钢挠度计算：

型钢采用工14#，每隔36米悬挑。

9.1P9.1P

DCAB

11503002000

FD1=Pm2l/3EI×（1+λ）（λ=m/l）

=9.1×103×14502×2000÷3×2.1×105×712×104×（1+1450/2000）

=9.1×1.452×2×1012÷3×2.1×712×109×（1+0.725）

=38.265×103÷4485.6×1.725

=14.71㎜

FC1=9.1×103×32×104×2000÷3×2.1×105×712×104×（1+300/2000）

=163.8×1010/4485.6×109×1.15

=0.42㎜

QC1=9.1×103×3×102×2×103/6×2.1×105×712×104×（2+3×300/2000）

=0.0015

FD2=0.0015×1150=1.72㎜

F=14.71+0.42+1.72=16.8㎜>3200/400=8㎜

虽然挠度不满足要求，考虑至脚手架是暂设工程，故不作调整，但应每隔36米的二分之一高度，设支撑钢管，支撑双排脚手架外立杆与大横杆、小横杆交叉处。

本工程算例中，m=1600mm，l=2000mm，ml=300mm，m2=1450mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=712.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=102.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×6.52+1.4×2.59=11.44kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×21.50×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

k=1.60/2.00=0.80

kl=0.30/2.00=0.15

k2=1.45/2.00=0.72

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=33.546kN

支座反力RB=-9.937kN

最大弯矩MA=20.279kN.m

抗弯计算强度f=20.279×106/（1.05×102000.0）=189.350N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=6.52+2.59=9.10kN

水平钢梁自重计算荷载q=21.50×0.0001×7.85×10=0.17kN/m

最大挠度Vmax=15.623mm

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3200.0mm

水平支撑梁的最大挠度大于3200.0/400,不满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用14号工字钢,计算公式如下

其中

b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

b=1.37

由于

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用

b'查表得到其值为0.847

经过计算得到强度

=20.28×106/（0.847×102000.00）=234.64N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算

>[f]=205,不满足要求!

不作调整。

九、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.937kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[9937×4/（3.1416×50×2）]1/2=12mm

水平钢梁与楼板压点的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。

2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=9.94kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于9937.16/（3.1416×20×1.5）=105.4mm。

3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=9.94kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

b——楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=9.12N/mm2；

经过计算得到公式右边等于88.3kN

楼板混凝土局部承压计算满足要求!

型钢挠度计算：

型钢采用工14#，每隔36米悬挑。

9.1P9.1P

DCAB

11503002000

FD1=Pm2l/3EI×（1+λ）（λ=m/l）

=9.1×103×14502×2000÷3×2.1×105×712×104×（1+1450/2000）

=9.1×1.452×2×1012÷3×2.1×712×109×（1+0.725）

=38.265×103÷4485.6×1.725

=14.71㎜

FC1=9.1×103×32×104×2000÷3×2.1×105×712×104×（1+300/2000）

=163.8×1010/4485.6×109×1.15

=0.42㎜

QC1=9.1×103×3×102×2×103/6×2.1×105×712×104×（2+3×300/2000）

=0.0015

FD2=0.0015×1150=1.72㎜