工字钢架专方案.docx

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工字钢架专方案

悬挑脚手架专项施工方案

一、工程概况

******程；工程建设地点：

******北侧，2--1#楼框剪结构;地上24层；建筑高度:

75.5m标准层层高：

2.9m；总建筑面积：

27170.74平方米；

二、脚手架方案选择

本工程考虑到施工工期、质量和安全要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：

1、架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。

2、在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。

3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。

4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收；

5、综合以上几点，脚手架的搭设，必须符合JCJ59-99检查标准要求，

6、结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用以下脚手架方案

三、脚手架的材质要求

一、构配件

1、工字钢悬挑架主要由工字钢悬挑梁、钢管、扣件、脚手板、挡脚板、密目式安全网、安全平网。

二、钢管

1、钢管必须具有产品质量合格证和钢管材质检验报告，材质应符合现行国家标准。

2、脚手架钢管供应长度一般为6m以下（每根重量不超过25Kg，适合人工操作）。

1）用于立杆、大横杆、剪刀撑和斜杆的钢管长度一般为4.0～6.0m；

2）用于小横杆的钢管长度一般为1～1.2m，因脚手架宽度不同而略有差异。

3、钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、孔洞、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕、深的划痕和严重锈蚀。

4、作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：

先对钢管除锈，再将内壁擦涂防锈漆两道，然后在外壁涂一道防锈漆和两道面漆。

三、扣件

1、扣件是钢管与钢管的连接，工字钢悬挑架使用的扣件分为三种：

1）两钢管90°交叉连接采用直角扣件；

2）两钢管呈任意角度交叉连接采用旋转扣件；

3）钢管与钢管接长采用对接扣件。

2、扣件采用可锻铸铁和钢板压制制作，必须具有产品质量合格证、生产许可证和专业检测单位测试报告。

可锻铸铁扣件的材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831），其材质符合标准要求时才准许使用。

3、脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。

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，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

4、扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、气孔、砂眼、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，扣件使用前应进行防锈处理：

先除锈然后采用油浸防锈。

四、施工方案

l、钢管脚落地手架，选用外径48mm，壁厚3.50mm，钢材强度等级Q235-A，钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用的钢管要有出厂合格证。

脚手架施工前必须将入场钢管取样，送有相关国家资质的试验单位，进行钢管抗弯、抗拉等力学试验，试验结果满足设计要求后，方可在施工中使用。

2、本工程钢管脚手架的搭设使用可锻铸造扣件，应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求，由有扣件生产许可证的生产厂家提供，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，扣件的规格应与钢管相匹配，贴和面应干整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。

钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。

如使用旧扣件时，扣件必须取样送有相关国家资质的试验单位，进行扣件抗滑力等试验，试验结果满足设计要求后方可在施工中使用。

3、搭设架子前应进行保养，除锈并统一涂色，颜色力求环境美观

4、脚手板、脚手片采用符合有关要求。

5、安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目／100cm2，做耐贯穿试验不穿透，1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上，颜色应满足环境效果要求，选用蓝色。

要求阻燃，使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证，由大连市建委推荐产品。

6、连墙件采用钢管，其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235A钢的要求。

7、型钢水平悬挑杆采用16号工字钢，斜杆采用支杆采用4.8*3.5mm钢管。

8、预埋螺栓的直径为20.0mm。

9、悬挑架从第六层开始，六层以上每六层一挑。

从地面到五层用落地式脚手架。

工字钢悬挑梁

工字钢悬挑梁采用Q235钢、16Mnq钢、15MnVq钢或15Mvq钢，其材质应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700）、《低合金结构钢技术条件》（GB1591）、《桥梁碳素钢及普通低合金钢板技术条件》（YB168）的规定。

脚手板

脚手架作业层上铺放的脚手板主要有冲压式钢脚手板，冲压式钢脚手板和焊接钢筋网脚手板的材质应符合现行国家标准，必须具有产品质量合格证。

钢脚手板不得有裂纹、开焊、硬弯等缺陷。

密目式安全网

1、选用有国家认可的质量监督检验部门的检验合格报告、有生产单位质量检验合格证和安鉴证的密目网。

密目式安全网宽（高）度为1.8m网目密度不应低于2000目/100cm2，各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠，环扣孔径不低于8mm。

不得有断纱、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。

2、旧密目式安全网再次使用时必须经过耐冲击性能检验和耐贯穿性检验，合格后方可使用。

3、密目式安全网的安装平面垂直于水平面，严禁作为安全平网使用。

4、密目式安全网技术要求应符合GB16909-97的规定。

5、密目式安全网使用时应采用有足够强度、耐候性好的绳索绑扎，不得使用铁丝捆绑。

安全平网

安全平网使用直径9mm以上的麻绳、棕绳、尼龙绳或其他耐候性不低于上述品种的材料编制网。

外观应平整，宽度根据需要选用尺寸，网眼尺寸不大于5cm，每张安全平网重量一般不宜超过15kg。

水平设置时能承受不小于1.6kN的冲击荷载。

阻燃安全网必须具有阻燃性，其续燃、阻燃时间均不得大于4s。

拉接件及其预埋件均使用与架体同种规格钢管制作，采用直角扣件连接，预埋件长450mm。

材料堆放

经检查合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐平稳，堆放场地不得有积水。

定期对各种材料进行检查，防止发生锈蚀及破坏。

脚手架的受力特点，工字钢悬挑架搭设在沿建筑物外边缘布设的悬挑工字钢上，将脚手架荷载全部或部分传递给建筑结构，架体通过拉结件与建筑物牢固拉结，保持局部及整体稳定，确保施工效率和作业安全。

五、脚手架的搭设流程及要求

悬挑架

悬挑脚手架搭设的工艺流程为：

水平悬挑→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆（搁栅）→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。

定距定位。

根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，分出立杆位置，垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。

在搭设首层脚手架过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角除双向增设，待该部位脚手架与主体结构的连墙件可靠拉接后方可拆除。

当脚手架操作层高出连墙件两步时，宜先立外排，后立内排。

其余按下一构造要求搭设。

悬挑脚手架计算时，立杆的横距按1.05米考虑，实际搭设时立杆的横距按800施工（严禁超过1.05米）。

预埋件铺设：

每两个悬挑工字钢间距不得大于1500mm。

根据建筑物的总长度尺寸进行均匀的排布尺寸。

预埋件使用国标φ20的圆钢进行冷加工弯曲，做成U字形。

在其U形底部焊接两根钢筋（φ14）与U形埋件成90°角。

（祥见图1）焊接缝必须大于钢筋的3d进行满焊焊接不得有麻眼与漏焊。

所有埋件必须放在底板筋的下层钢筋的下方，埋件与底板筋进行连接，再与上成底板筋进行连接加强其埋件的稳定性使预埋件与底板垂直。

预埋件要保证在浇筑混凝土的时候要保证其预埋件不被移。

每根工字钢外挑一米，根部不小于2m。

预埋件设置在根部工字钢末端向内200mm处（详见图2）

钢丝绳拉结方式为隔一道工字钢拉结一次，楼体四角处每个工字钢都需要拉结

1、楼板砼强度

为了砼强度满足悬挑脚手架抗压抗拨的需要，楼板砼强度等级必须满足设计要求后搭设（具体计算数据参阅脚手架计算书）。

2、立杆间距

（1）脚手架立杆纵距1.5m，横距1.05m，步距1.8m；连墙杆间距竖直3.6m，水平4.5m（即二步三跨）：

里立杆距建筑物0.3m。

（2）脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。

（3）立杆应设置垫木，并设置纵横方向扫地杆，连接于立脚点杆上，离底座20cm左右。

（4）立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1／400。

3、大横杆、小横杆设置

（1）大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m，以便立网挂设，大横杆置于立杆里面，每侧外伸长度为150mm。

（2）外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆，以形成空间结构整体受力。

4、剪刀撑

脚手架外测立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距离不应大于10.5m。

剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。

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杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm。

5、脚手板、脚手片的铺设要求

（1）脚手架里排立杆与结构层之间10m内铺设安全平网应：

里外立杆应满铺脚手板，无探头板。

（2）满铺层脚手板必须垂直墙面横向铺设，满铺到位，不留空位，不能满铺处必须采取有效的防护措施。

（3）脚手片须用18铅丝双股并联绑扎，不少于4点，要求绑扎牢固，交接处平整，铺设时要选用完好无损的脚手板，发现有破损的要及时更换。

6、防护栏杆

（1）脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格蓝色密目式安全网封闭，且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。

（2）选用18铅丝张挂安全网，要求严密、平整。

（3）脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆，顶排防护栏杆不少于2道，高度分别为0.9m和1.3m。

（4）脚手架内侧形成临边的（如遇大开间门窗洞等），在脚手架内侧设1.2m的防护栏杆和30cm高踢脚杆。

7、连墙件

（1）脚手架与建筑物按水平方向4.5m，垂直方向3.6m，设一拉结点。

楼层高度超过4m，则在水平方向加密，如楼层高度超过6m时，则按水平方向每6m设置一道斜拉钢丝绳。

（2）拉结点在转角范围内和顶部处加密，即在转角l米以内范围按垂直方向每3.6米设一拉结点。

（3）拉结点应保证牢固，防止其移动变形，且尽量设置在外架大小横杆接点处。

（4）外墙装饰阶段拉结点，也须满足上述要求，确因施工需要除去原拉结点时，必须重新补设可靠，有效的临时拉结，以确保外架安全可靠。

8、架体内封闭

（1）脚手架的架体里立杆距墙体净距为200mm，如因结构设计的限制大于200mm的必须铺设站人片，站人片设置平整牢固。

（2）脚手架施工层里立杆与建筑物之间应采用脚手片或木板进行封闭。

（3）施工层以下外架每隔3步以及底部用密目网或其他措施进行封闭。

支承结构型钢的纵向间距与上部脚手架立杆的纵向间距相同，立杆直接支承在悬挑的支承结构上。

上部脚手架立杆与支承结构应有可靠的定位连接措施，以确保上部架体的稳定。

通常采用在挑梁或纵向钢粱上焊接150-200mm、外径φ40mm的钢管，立杆套座其外，并同时在立杆下部设置扫地杆。

六、脚手架计算书

悬挑架

一、参数信息:

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为19.6米，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为0.80米，立杆的步距为1.80米；

内排架距离墙长度为0.30米；

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120米；

采用的钢管类型为Φ48mm×3.5mm厚；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数0.80；

连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件连接；

2.活荷载参数

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

3.000；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处辽宁省大连市，查荷载规范基本风压为0.450，风荷载高度变化系数μz为0.840，风荷载体型系数μs为0.645；

计算中考虑风荷载作用；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m2）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:

0.140；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

4层；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、竹串片脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.10米，建筑物内锚固段长度不小于1.5m，与楼板连接的螺栓直径（mm）:

20.00；

楼板混凝土标号:

C30；

6.拉绳与支杆参数

支撑数量为:

1；

钢丝绳安全系数为:

3.500；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.00m。

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=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.300×0.800/（2+1）=0.080kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800/（2+1）=0.800kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.080=0.142kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.800=1.120kN/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:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.142×1.5002+0.10×1.120×1.5002=0.278kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.142×1.5002-0.117×1.120×1.5002=-0.327kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.278×106,0.327×106）/5080.0=64.370N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=64.370N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/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：

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.038+0.080=0.118kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.800kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.118×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）+0.990×0.800×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=1.758mm；

大横杆的最大挠度1.758mm小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150mm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=0.038×1.500=0.058kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.300×0.800×1.500/（2+1）=0.120kN；

活荷载标准值：

Q=3.000×0.800×1.500/（2+1）=1.200kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.058+0.120）+1.4×1.200=1.893kN；

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=1.2×0.038×0.8002/8=0.004kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.893×0.800/3=0.505kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.509kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.509×106/5080.000=100.102N/mm2；

小横杆的最大应力计算值σ=100.102N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205.000N/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=5×0.038×800.04/（384×2.060×105×121900.000）=0.008mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.058+0.120+1.200=1.378kN；

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=1377.600×800.0×（3×800.02-4×800.02/9）/（72×2.060×105

×121900.0）=0.997mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.008+0.997=1.005mm；

小横杆的最大挠度和1.005mm小于小横杆的最大容许挠度800.000/150=5.333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=0.038×1.500×2/2=0.058kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.038×0.800=0.031kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.300×0.800×1.500/2=0.180kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.500/2=1.800kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.031+0.180）+1.4×1.800=2.773kN；

R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载的计算:

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），为0.1248

NG1=[0.1248+（1.50×2/2+1.50×2）×0.038/1.80]×19.60=4.328；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用脚手板，标准值为0.30

NG2=0.300×4×1.500×（0.800+0.2）/2=0.900kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；采用栏杆、脚手板挡板，标准值为0.14

NG3=0.140×4×1.500/2=0.420kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×19.600=0.147kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.795kN；

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=3.000×0.800×1.500×2/2=3.600kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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

Wo=0.450kN/m2；

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=0.840；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.645；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.450×0.840×0.645=0.171kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×5.795+1.4×3.600=11.994kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×5.795+0.85×1.4×3.600=11.238kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.171×1.500×

1.8002/10=0.099kN.m；

六、立杆的稳定性计算:

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=11.994kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.500；

计算长度,由公式lo=kμh确定：

l0=3.119m；

长细比Lo/i=197.000；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.186；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=11994.000/（0.186×489.000）=131.865N/mm2；

立杆稳定性计算σ=131.865N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=11.238kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.500；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.119m；

长细比:

L0/i=197.000；

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=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=11237.616/（0.186×489.000）+98703.553