单排落地式脚手架搭设方案.docx
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单排落地式脚手架搭设方案
脚手架搭设方案
编制依据:
一、五十四中学大门施工图；
二、《建筑施工手册》（第三版）
三、《河北省建筑安全法规文件及规范标准汇编》
四、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
1、工程概况
本工程建设地点在石家庄第五十四中学校区，东邻行政楼，西为艺术楼，本工程外架采用单排落地式脚手架与满堂架支撑体系，搭设总高度为20米。
2、脚手架的用途及极限荷载值
砌筑用脚手架、装修用脚手架及外围封闭脚手架，搭设高度20米，脚手架外力杆内侧满挂密目网全封闭。
脚手架的荷载：
结构架3KN/m2,装修架2KN/m2.
3、脚手架的搭设方法
（1）、搭设顺序
放置纵向扫地杆，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，装设横向扫地杆并也与立杆固定（固定立杆底端前，应吊线确保立杆垂直），每边竖起3-4根立杆后，随即装设第一步纵向水平杆（与立杆扣接固定）和横向水平杆（小横杆，靠近立杆并与纵向水平扣接固定）、校正立杆垂直和水平杆水平使其符合要求后，按40-60N·m力拧紧扣件螺栓，形成脚手架的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。
交圈后，在全面检查一遍脚手架质量和地基情况，严格确保设计要求和脚手架质量，设置连墙件（或加抛撑），按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步······，随搭设进程及时装设连墙件和剪刀撑，装设作业层间横杆（在脚手架横杆支间架设的、用于缩小铺板支撑跨度的横杆）、铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板及密目网全封闭。
（2）、一般基础做法
首先进行搭设场地的平整、夯实工作，从建筑物主体向外围3-5‰找坡。
回填土夯实后，上面铺设厚5cm、20cm以上宽木脚手板沿建筑物周围，通长装置，之后在木脚手板上放置钢底座，钢底座上放置立杆后按设计的立杆间距进行方线定位，铺设木脚手板要平稳，不得悬空。
木脚手板下铺垫2cm厚中砂垫层，确保脚手板平稳。
（3）、排水措施
在距脚手架外排立杆外侧0.5米处，设置一排水沟，在最低点，设置积水坑，水流入坑内，用潜水泵将水排出，排水沟坡度为3-5‰.
（4）、构造要求
a、外脚手架立杆的间距、垂直度及大横杆的步距。
立杆间距选用1.5米，允许搭设偏差±5cm，立杆垂直度允许搭设偏差±10cm.横杆步距1.8米，满堂支架纵距900MM，横距为600MM，梁下小楞间距450MM，横杆步距1200MM。
纵横方向隔排设置整片剪刀撑，在梁下大楞与立柱连接处设两个扣件以起到卸载作用。
b、扫地杆设置
从垫板往上20cm处，设置扫地杆，扫地杆采用对接接长。
扫地杆在端头与立杆交接处伸出扣件长度不小于10cm。
c、横杆间距、平整度
横杆步距采用1.8米，用对接方法接长，一根横杆两端的高差，不能超过2cm，纵向水平杆全长平整度不能超过±10cm。
d、立杆、横杆接头的详细做法
立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱的接头不应设在同步同跨内，两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于1200mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。
纵向水平杆对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm，并应避免在纵向水平杆的跨中。
（5）、架体与建筑结构拉接要求
a、构造形式
采用钢性连接方式，连墙件的连墙杆用直角扣件固定在柱与满堂支架体系上。
b、布置要求
连墙杆在垂直间距3.6米，水平间距6米的位置上设置，设置时尽量靠近主节点，偏离主节点的距离不大于30cm。
必须从底部第一根纵向水平杆处开始设置，布设形式可以采用花排，也可以采用并排，宜优先采用花排。
4、剪刀撑的搭设方法
在建筑物四周转角处，必须要设置剪刀撑，每道剪刀撑的斜杆与水平面的交角宜在45°--60°之间，由底至顶连续设置，可靠连接且斜杆连接点之间杆段长细比不得大于60，中间每道剪刀撑的净距不大于15米。
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出端，或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于15cm。
剪刀撑接长采用搭接接长，搭接长度不小于50cm，用3个扣件等距离布置，扣件扣在钢管端头处不小于10cm处。
剪刀撑下端落地。
5、小横杆的设置
每一主节点处必须设置一根横向水平杆，并采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上部，端头处伸出长度不小于10cm。
该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150cm,单排架的小横杆一端采用直角扣件，固定在纵向水平杆上部，另一端与满堂支架体系用扣件连接好。
6、脚手板的防护栏杆
脚手板一般应设置在3根小横杆上，要铺满、铺严密，要两侧设置180mm以上高踢脚板，操作层上部护身栏杆1.2米高，下部护身栏杆距踢脚板0.6米处。
7、脚手架体与建筑物之间封闭办法
（1）、密目网垂直封闭
a、密目网的质量要求，密目网要有阻燃性能，其续燃、引燃时间均不得大于4秒。
要符合GB16909的规定。
b、每10cm×10cm=100cm2的面积以上，有2000个以上网目。
c、密目网贯穿试验时，将网与地面成30度夹角拉平，在其中心上方3米处，用5kg重的钢管（管径48-51mm）垂直自由落下，不穿透即为合格产品。
d、密目网的绑扎方法
用系绳将密目网绑扎至立标明或大横杆上，使网与架体牢固的连接在一起。
系绳的材质应符合GB16909的规定。
（2）、兜网封闭
用大眼安全网（平网）将脚手架与建筑物之间封闭起来，每隔10米封闭一道。
8、脚手架交底与验收
脚手架必须严格按照施工方案搭设，要有严格的技术交底，要有节点构造详图，操作人员必须严格执行，所有偏差数值必须控制在允许范围内。
要由专门人员对已搭设好的脚手架按照搭设方案进行验收.
9、脚手架搭设时注意事项
（1）、外径48mm与51mm的钢管严格禁止混合使用。
（2）、主节点处，固定横向水平杆、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。
（3）、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm.
（4）、对接扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝上，直角扣件的开口不得朝下，以确保安全。
（5）、上架作业人员必须持证上岗，戴安全帽，系安全带。
（6）、严格按搭设方案施工，在搭设工程中，必须保证脚手架立杆的垂直度，最大允许偏差100mm。
10、保证措施
（1）对施工人员进行培训，提高操作人员业务素质，并且必须持证上岗。
（2）对架体基础进行检测，使之满足上部的结构荷载与自重。
（3）对进场的架管、扣件、密目网、脚手架板等进行检查，不合格的产品坚决不能使用到工程上。
（4）对技术人员进行培训，必须持证上岗，及时检查架体施工中的质量问题，并及时解决。
防护脚手架设计计算书
已知条件：
立杆横距b=1.0m，立杆距建筑物墙皮距离b1=1.0m。
脚手架步距h=1.8m，脚手架与墙拉结点布置，竖向间距H1=2h=3.6m，水平距离为3l=4.5m，小横杆间距0.75m。
一、钢管采用ф48×3.5规格，根据规定均布施工荷载Qk=2.0KN/m2
采用以上各种数据搭设，若采用单根立杆，其搭设高度计算如下：
1由脚手架步距h=1.8m，连墙杆纵距2h=3.6m，立杆横距b=1.0m，查《高层建筑施工手册》表4-4-10得：
δAf=48.491KN：
δ：
格构式压杆整体稳定系数
A:
脚手架内外立杆毛截面积之和
f:
钢管的抗压强度设计值、
2．由立杆横距b=1.0m,立杆纵距l=1.5m，查《高层建筑施工手册》表4-4-5得：
一个立杆纵距的附设构件及物品重NAK2=4.185KN:
3.由b=1.0m,l=1.5m由于两个操作层同时施工，所以一个立杆纵距的施工荷载标准值产生的轴力。
4．由于h=1.8m,l=1.5m查《高层建筑施工手册》表4-4-4得：
NGK1=0.442KN:
NGK1:
一步一纵距的钢管、扣件重量：
5、由于采用单立杆，则立杆截面调和系数KA=0.85,因此，脚手架的最大搭设高度应满足：
Hmax≤H/（1+H/100）H：
脚手架计算高度
式中H=〔KAδAf-1.3（1.2NGK2+1.4NQK）〕×h÷1.2NGK1
=65.8m
代入上式得：
Hmax≤39.7m
本工程最大搭设高度24m，因此，架子下部采用单排脚手架可安全施工。
二、验算以上加固后脚手架的稳定性：
1、验算脚手架的稳定性：
（1）、计算风压标准值
风压标准值计算公式：
ωK=0.7μZμSω0
式中：
ωK——风压标准值
μS——脚手架的风压体形系数，根据规范（GBJ9-87）表6.3.1第32项查得公式uSTW=δuS×（1-ηn）/（1-η）:
μZ——风压高度变化系数，根据脚手架高度和城市市郊地面粗糙度b类，查荷载规范（GBJ9-87）表6.2.1得uZ=1.23
采用单排脚手架，n=1，故uSTW=δuS×（1-ηn）/（1-η）=δuS
其中：
δ——脚手架挡风系数，查《高层建筑施工手册》表4-4-2取0.104:
uS——脚手架行架构件的体形系数，查（GBJ9-87）表6.3.1第36项取1.2
所以uSTW=δuS×（1-ηn）/（1-η）=0.104×1.2=0.1244
W0——石家庄地区基本风压0.35KN/m
因此，风压标准值为：
ωK=0.7μZμSω0=0.7×1.23×0.1244×0.35=0.0375KN/m2
（2）、验算连墙点抗风强度，即验算扣件抗滑移承载力，风荷载作用下对每个连墙杆产生得拉力或压力为：
N1=1.4H1L1W
式中：
H1——连墙杆得坚向间距3.6m
L1——连墙杆得横向间距4.5m
N1=1.4×3.6×4.5×0.0375=0.8505KN
N1应满足扣件抗滑移承载力设计值，查《高层建筑施工手册》表4-4-14为6KN，由于N1=0.8505KN<6KN
所以连墙杆抗风承载力满足要求：
（3）、验算脚手架得整体稳定性
脚手架得整体稳定应满足下列公式：
N/（δA）+M/（bA1）≤K4×Kh×f
式中：
N——脚手架立杆得轴心压力，脚手架底部N最大，计算公式如下：
N=1.2（n1N’GK1+NqK2）+1.4NQK
其中n1为脚手架步距数，经计算得n1=28,NGK2,NQK同上：
N’GK1为每一步纵距脚手架自重
N’GK1=NGK1+钢管增重+扣件增重
=0.442+1.8×0.0376+0.014×2
=0.508
因此，脚手架底部轴力为：
N=1.2×（28×0.508+4.185）+4.185）+1.4×8.4
=35.34KN
由于b=1.0m,H1=3.6m，则：
一个连墙杆纵距内立杆长细比：
λ=H1/（b/2）=3.6/0.5=7.2
查《高层建筑施工手册》表4-4-9，换算长细比系数μ=0.25则换算长细比系数λ0=μ×λ=1.80
根据λ0=1.80,查4-4-7得，δ=0.22
A——格构式立杆截面面积4.893×102×2=978.6mm2
M——风荷载作用下，格构式立杆截面最大弯矩
M=qH2,q=1.4LW=1.4×1.5×0.0761=0.18KN/m
则M=0.283KN·M
A1=489mm2,KA=0.85,Kh=0.665,f=205N/mm2
将以上数据代入公式得：
式左=N/（δA）+M/（bA1）=70.58N/mm2
式右=K4×Kh×f=95.4N/mm2
因此，该脚手架整体稳定满足要求。
三、水平杆件、脚手板承载力验算
1、说明：
根据水平杆件和脚手板受力情况，横向水平杆按简支梁计算，纵向水平杆按三跨连续梁计算。
木脚手板按三跨连续计算。
计算时可忽略水平杆自重。
脚手板和横向杆受均布荷载的作用，纵向平杆则受由横向平杆传来的集中荷载的作用。
2、脚手板承载力及挠度验算
（1）、荷载统计
恒荷载：
脚手板自重查《建筑施工手册》第一版第一册，表5-14qk=0.4509KN/m;
活荷载：
施工荷载2KN/m2,则q2=2KN/m2×10m=20KN/m，则荷载组合为：
q=1.4q2+1.2qk=3.34KN/m.
（2）、脚手板截面最大弯矩值
a、脚手板自重产生的最大弯矩值
MGK=（q/32）l2（1.2×q1）（注：
1.2为荷载组合系数）
所以，MGK=q/32×0.752×1.2×0.4509=0.6055KN·m
b、施工荷载产生的最大弯矩：
MQK=（q/32）l2（1.4×q1）注：
1.4为荷载组合系数
MQK=（q/32）×0.752×1.4×2=0.443KN·m
脚手板抗弯矩强度应满足以下公式：
（1.1/W）（MGK+1.15MQK）≤f/r’m
其中：
W:
脚手板截面抵抗力矩，W=1/6bh2=1/6×1.5×0.052=625m2
r’m：
材料强度附加分项系数，查《建筑施工手册》第三版表5-5得r’m=1.1705
f:
木脚手板抗弯设计强度，查《建筑施工手册》第三版第1册表5-25，f=1.18N/mm2,将数据代入公式得
（1.1/625）×（0.0855+1.15×0.443）=2058N/mm2
由于1.1/W（MGK+1.15MQK）=1.047N/mm2≤f/r’m=1.5378N/mm2
所以，脚手板抗弯强度满足要求：
（3）、挠度验算：
挠度应满足以下公式：
ω=5ql3/384EIX≥[ω]
式中：
l：
脚手板跨度，取0.75
E:
脚手板弹性模量，查表得E=10000N/mm2
IX:
脚手板截面惯性矩：
[ω]：
允许挠度为1/150
IX=（1/12）×bh3=1/12×1.0×0.053=10.42×10-6m4
将数据代入公式：
ω=（5×3.34×0.753）/（384×10×10.42）=1/5000<[ω]/150
所以，脚手板的挠度应满足要求
3.小横杆承载力和挠度验算（小横杆间距0.75m）
（1）、荷载统计
恒荷载：
脚手板自重如上q2=（0.4509×0.75）/1.0=0.338KN/m
活荷载：
施工荷载q3=2×0.75=1.5KN/m
则荷载组合：
q=1.2q2+1.4q3=2.505KN/m
（2）、小横杆截面最大弯矩值
a、由脚手板自重对小横杆产生的最大弯矩：
MGK=q2I2/8=1/8×0.338×1.02=0.0507KN·m
b、施工荷载对小横杆产生的最大弯矩：
MQK=q3I2/8=1/8×1.5×1.02=0.1875KN·m
（3）、小横杆应满足下列公式：
（1.1/Wn）（MGK+1.15MQK）≤f/r’m
Wn:
小横杆截面抵抗矩，查得Wn=5078mm2
f:
小横杆抗弯强度f=205KN/mm2
r’m：
材料强度附加分项系数，查《建筑施工手册》第三版表5-5得r’m=1.1705
将数据代入公式得：
（1.1/5078）×（0.0507×1.15×0.1875）=57.69≤f/r’m=1.751N/mm2
因此，小横杆间距为0.75m满足抗弯要求。
（4）、挠度验算
小横杆满足下列公式：
ω=5ql3/384EIX≤[ω]
l：
小横杆跨度，取1.0m
E:
小横杆弹性模量，查表得E=5.1×105N/mm2
IX：
小横杆截面惯性矩：
121900mm2
将数据代入公式：
ω=（5×2.505×1×109）/（384×5.1×105×121900）=1/1000≤[ω]=1/150
所以，小横杆挠度满足要求
4、大横杆计算：
（1）、大横杆强度计算：
小横杆作用于大横杆上的集中荷载为F=q/2×1.35=1.69KN
Mmax=3F/4×0.75=0.951KN·mm
大横杆截面最大应力应满足下式Mmax/Wn≤f
Wn：
大横杆截面抵抗矩，查表Wn=5078mm3
δ=0.951/5078=187N/mm2（2）、大横杆变形计算
公式：
W=1.615×Fl2/100EI
式中：
E:
Φ48×3.5钢管最大弹性模量，取2.1×105N/mm2
I:
大横杆截面惯性矩，121900mm4
L:
大横杆跨度1.5m
代入公式得：
W=1.615×（1690×1.5×106）/（100×2.1×105×121900）=1/500<[ω]=1/150
所以，大横杆变形符合规定要求。
满堂架支承体系设计计算书
模板支架体系的构造:
立杆的纵距为900mm,横距为600mm,横杆步距为1200mm,小楞间距为450mm，并在十字梁交叉处加设立杆。
1、选荷载最大的梁模板及支架进行验算。
（1）荷载：
钢筋砼自重：
12318.75N/m
模板自重:
1000N/m
施工荷载:
3000N/m
合计:
16318.75N/m
Q总=1.2q恒+1.4q活=20182.5N/m
1、模板底模计算:
（1）抗弯强度验算:
M=ql2/8б＝M/W≤fm
M＝20.1825×4502/8=5.108695×105N·mm
W＝5.94×103mm3
б＝M/W＝5.108695×105/5.94×103=86.005N/mm2＜fm＝205N/mm2（可）
（2）挠度验算:
ω=5ql4/384EI≤[ω]=l/250
ω=5ql4/384EI=5×20.1825×4504/384×2.06×105×269700=0.194＜[ω]=l/250=1.8（可）
M---弯距设计值（N·mm）
q---作用在梁底模上的均布荷载（N/mm）
l---小楞的间距（mm）
б—受弯应力设计值（N/mm2）
W---模板的截面抵抗矩5.94×103mm3
fm---钢材的抗弯强度设计值（N/mm2）Q235fm＝205N/mm2
E---钢材的弹性模量（N/mm2）,E=2.06×105N/mm2
I---截面惯性矩（mm4）
2、小楞验算:
（1）抗弯强度验算:
M=Pl（2-b/l）/8=6727.5×600（2-350/600）/8=714965.06N/mm
б＝M/W＝714965.06/5080=140.741N/mm2＜fm＝205N/mm2（可）
（2）挠度验算:
ω=Pl/48EI≤l/250
ω=6727.5×600/（48×2.06×105×12.19×104）=1.21
＜l/250=2.4（可）
P---作用在小楞上的集中荷载N
l---计算跨度（mm）
b---梁的短边长度（mm）
W---钢管的截面抵抗矩5.08×103mm3
3、大楞验算（按连续梁计算大楞承受小楞传来的集中荷载简化成均布荷载计算）:
（1）抗弯强度验算
M=ql2/10=10.0913×9002/10=817395.3
б＝M/W＝817395.3/5.08×103=160.9＜fm=205N/mm2（可）
（2）挠度验算:
ω=q,l4/150EI=10.0913×9004/（150×2.06×105×12.19×104）=1.758≤l/250=3.6（mm）（可）
q---小楞作用在大楞上的均布荷载（N/mm）
l---计算跨度（mm）
4、立柱的荷载验算
钢筋砼自重：
12318.75N/m2
模板自重:
1000N/m2
架管及扣件的自重：
4103N/m2
施工荷载:
3000N/m2
合计:
20421.75N/m2
Q总=1.2q恒+1.4q活=25106.1N/m2
则每杆最下一步承受的荷载为:
0.6×0.9×25106.1=13557.294N
用Ф48×3.5mm的钢管,A=489mm2
钢管的回转半径为:
i=√d2+d12/4=√482+412/4=15.78
按强度计算支柱的受压应力:
б＝N/A=13557.294/489=27.725N/mm2（小于每根立杆步距1200时的受压承载应力—可）
按稳定性计算支柱的受压应力为:
λ=L/i=1200/15.78=76.05
查［钢结构设计规范］附录三，得φ＝0.744,则
б＝N/φA=13557.294/（0.744×489）=37.26N/mm2＜f=215N/mm2（可）
为了防止扣件的松动造成立杆的长细比变大,故验算两步立杆的稳定性,取步距L=2H=2400mm
λ=L/i=2400/15.78=152.1
查［钢结构设计规范］附录三，得φ＝0.301,则
б＝N/φA=13557.294/（0.301×489）=92.108N/mm2＜f=215N/mm2（可）
N---每根立柱承受的荷载（N）
A---钢管截面积（mm2）
φ---轴心受压稳定系数
f---钢材的强度设计值（N/mm2）
5、地基承载力的验算待基础回填土完成后再做检测，测定其实际承载力。
6、扣件的抗滑移验算：
由于每根立杆承受的荷载为13557.294N，而每个直角扣件的抗滑移承载力为8.0KN。
所以在顶部大楞与立杆的连接处设两个直角扣件，增大扣件的抗滑移承载力（13.557294KN〈16KN〉。
注：
水平杆与立杆用直角扣件连接，轴到轴的距离为53mm。
当轴间距离大于55mm时，不考虑偏心，动力荷载已考虑到施工荷载之中。
石家庄市第五十四中学项目部大门
脚手架施工方案
编制人：
审批人：
日期
河北天山集团建筑二分公司
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