外挂脚手架工程施工设计方案.docx
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外挂脚手架工程施工设计方案
德宝国际名城2#楼
外挂脚手架
专项施工方案
编制人:
负责人：
审核人：
批准人：
公司
年月日
脚手架专项施工方案
一、编制依据
1、依据德宝置业提供的德宝国际名城2#楼施工设计图纸；
2、依据《德宝国际名城2#楼施工组织设计》；
3、各类参考规、图书：
《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业；
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业；
《钢结构设计规》GB50017-2003中国建筑工业；
《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业；
《建筑结构荷载规》GB50009-2001中国建筑工业；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》JGJ130-2001中国建筑工业；
《建筑地基基础设计规》GB50007-2002中国建筑工业；
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业；
《建筑施工落地双排外脚手架技术规程》（DB22/47-2005）；
《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规》JGJ128-2000中国建筑工业；
《建筑施工工具式脚手架安全技术规》JGJ202-2010中国建筑工业
二、工程概况
本工程为德宝国际名城2#住宅楼，位于文峰大道东段路北、光明路以西、兴泰路以东，紫薇大道路南，总建筑面积为22603.6㎡，其中商业网点1854.8㎡，住宅面积20748.84㎡。
建筑层数，地下一层，地上28层。
一、二层为商业网点，3-28层为功能住宅。
建筑高度84.900米。
本工程结构形式为剪力墙结构，涉及使用年限为50年，抗震设防裂度为8度。
三、总体筹划及施工部署
（一）、总体筹划
本工程考虑到施工工期、质量、安全和合同要求，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，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，还必须符合JCJ59-99等检查标准要求，要符合相关文明标化工地的有关标准。
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：
三角形外挂架
（二）、安全领导小组
搭设过程中，因处在施工高峰期，各施工班组在交叉作业中，故应加强安全监控力度，现场设定若干名安全监控员。
水平和垂直材料运输必须设置临时警戒区域，用红白三角小旗围栏。
谨防非施工人员进入。
同时成立以项目经理为组长的安全领导小组以加强现场安全防护工作，本小组组成、人员编制及责任分工如下：
王家军（项目经理）———组长，负责协调指挥工作；
德永（施工员）——组员，负责现场施工指挥，技术交底；
文学（安全员）——组员，负责现场安全检查工作；
（架子工班长）——组员，负责现场具体施工；
四、搭设流程及施工工艺
三角形外挂架
首层墙体模板拆除后，待砼强度达到7.5MPa（冬季施工要求达到10MPa）后即可组装挂架。
组装使用顺序为：
首层墙体施工→首层顶板施工→穿钩头螺栓→钩头螺栓安装检查→挂三角钢架→组装架体→铺脚手板、挂网→荷载实验→安全验收→投入使用→二层墙体施工→二层顼板施工→穿钩头螺栓→钩头螺栓安装检查→挂架提升→挂架检查验收→投入使用……
搭设参数表：
搭设参数
三角形外挂架
三角架纵向间距la（m）
1.2
三角架宽度l（m）
1
三角架高度h（m）
1.6
立杆步距a（m）
1.5
立杆纵距b（m）
1.5
外防护架搭设高度（m）
15
1、外挂架的受力主体采用型钢焊接的三角钢架，每片挂架一般按0.9m间距设置，最大不大于1.265m，以3～4片一组，组成一个相对独立的使用及提升单元，每片钢架在墙体上部受力点采用Φ25钩头螺栓悬挂架体，外墙侧100*100*8mm钢制垫片上双螺母固定，以便承受水平及竖向荷载，下部采用在钢架上设垫脚以传递水平荷载。
2、考虑施工中施工防护与提升要求，挂架组装采用Φ48*3.5mm脚手钢管扣件连接，高度为7.8m，作业面宽度为0.5～1.4m不等，采用至少50mm厚木板辅设，架体结构作业面以上高度4.5m采用扣件式钢管脚手架防护，结构操作面以下高度3.3m另设一层辅助作业面作为修补装饰及拆除钩头螺检使用。
（见下图）
3、安装与提升：
冬期施工期间，砼强度达到10MPa设计强度后方可组装挂架；常温施工时，砼强度达到7．5MPa后即可组装挂架。
安装顺序如前所述。
外挂架架体提升时，架体拟就位位置墙体砼的强度不得低于7.5Kpa，并且与墙体相连的顶板砼已浇筑完毕方可提升。
提升前先拆除相邻两段架体之间的连接杆件（单段组合架体连接杆件、护栏、剪刀撑、脚手板不得松动），操作平台上的各种物料要清除干净。
起吊点对称设置两点，且必须设置在单元三角架上。
塔吊吊钩系牢后，先微量起吊，平衡架体自重，卸除挂钩栓上的架体荷载，然后再松动挂钩栓螺母，并认真检查挂钩栓螺母是否全部松动，确认后方可起吊。
起吊过程中吊钩垂直、平稳、缓慢起吊，另在架体两侧上、下共系四道保持架体平衡的揽风绳，起吊过程操作人员站在楼板上手拽揽风绳协调架体平衡，并辅助塔吊将架体挂到拟就位的挂钩栓上。
架体就位前挂钩栓必须装齐，每根挂钩栓配一块垫片两个螺母。
架体就位后，立即紧固螺母，螺母全部紧固后再摘塔吊吊钩。
架体使用前再认真检查架体连接杆件是否松动，并用短钢管将相邻的架体连接成整体。
从下层架体挂钩栓螺母松动开始至上层架体挂钩栓螺母紧固完毕，整个架体提升过程中，架体上操作人员必须系安全带，安全带必须与工程结构（如剪力墙钢筋）系牢。
二层以上结构每跨挂架整体提升时，先挂好吊环，松开侧螺母后，垂直慢速提升到上层钩头螺栓处，紧固侧螺母，落钩。
挂架在提升时不要相互钩挂，逐组提升。
挂架提升固定后，下一层的钩头螺栓在挂架下层平台拆除，以备周转使用。
在使用过程中不允许拆除挂架的任何部件，只有落地后才能拆除。
4、架体防护
1）、操作层及防护层均满铺脚手板，立面采用平网、密目式安全网各一道封闭，防护层脚手板下方用密目式安全网和平网将底部兜严。
操作层设18cm高挡脚板。
2）、架体与墙体、两榀外挂架之间有间距或缝隙，应用跳板或竹胶板封闭并用铁丝固定在架体上。
3）、在每个流水段外挂架的端头、墙体阳角处和利用跳板铺设的地方外侧无防护栏杆时，应用脚手钢管进行封闭并设置安全网。
4）、相邻两榀外挂架外侧立面防护架间用不少于三道钢管进行扣接，并悬挂密目网。
5）、高层建筑在使用外挂架施工时，应按现行国家规的要求在其下方搭设水平防护网。
五、材料选择及构造要求
三角形外挂架
三角形外挂架采用楼面预埋件连接必须牢固，并且不得使用有缺陷的材料。
搭设脚手架的钢管钢材强度等级为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CC验结果满足设计要求后，方可在施工中使用。
扣件为可锻铸造扣件，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，贴和面应平整，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65N.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。
三角形外挂架结构示意图
主要材料参数表：
材料名称
三角形外挂架
①②号杆材料类型
钢管，48×3.5
③⑤号杆材料类型
钢管，48×3.5
④号杆材料类型
钢管，48×3.5
⑥号杆材料类型
钢管，48×3.5
⑦号杆材料类型
钢管，48×3.5
防护钢管型号
Φ48×3.5
脚手板类型
竹串片脚手板
六、劳动力安排
1、为确保工程进度的需要，同时根据本工程的结构特征和外脚手架的工程量，确定本工程外脚手架搭设按下表配置人力资源，操作工均有上岗作业证书。
2、建立由项目经理、施工员、安全员、搭设技术员组成的管理，搭设负责人负有指挥、调配、检查的直接责任。
3、外脚手架的搭设和拆除，均应有项目技术负责人的认可，方可进行施工作业，并必须配备有足够的辅助人员和必要的工具。
（一）、劳动力安排表
工种
人数
技术管理
2
安全监督
1
质量检查
1
测量放线
3
架子工
28
（二）、机具配备
机具名称
数量
备注
架子扳手
40把
架子工搭设和拆除架子用
力矩扳手
4把
检查架子扣件拧紧力度是否达到要求
倒链
5把
调整架子水平弯曲度
七、脚手架检查与验收
1、外挂防护架在使用前应经过施工、安装、监理等单位的验收，未经验收或验收不合格的防护架不得使用。
2、外挂脚手架应按下表的规定逐项验收，合格后方可使用。
防护架安装及使用验收表
工程名称
结构形式
建筑面积
机位布置情况
总包单位
项目经理
租赁单位
项目经理
安拆单位
项目经理
序号
检查项目
检查标准
检查结果
1
保证项目
钢结构构件
衔接安装部位满足要求，工人可以在建筑室或相邻架体上操作
连墙件、三角臂与预埋件连接可靠
衔架、三角臂、连墙件无明显变形
2
封闭情况
架体分片处距离不大于200㎜
底部封闭不得有大于20㎜的空洞
架体分片处底部采用20㎜厚模板下加60㎜厚以上的木方作加强筋
3
提升钢丝绳
钢丝绳规格型号符合产品说明书要求
钢丝绳无断丝、断股、松股、硬弯、锈蚀、无油污和附着物
钢丝绳的安装部位满足产品说明书要求
4
一般项目
技术资料
防护架安装和施工组织方案
安装、操作人员的资格证书
技术交底资料、预埋件的隐蔽验收记录
产品标牌容完整
5
防护
施工现场安全防护措施落实，划定安全区，
设置安全警示标设
验收结论
验收人签字
总包单位
分包单位
租赁单位
安拆单位
监理单位验收：
符合验收程序，同意使用（）
总监理工程师（签字）
年月日
八、脚手架搭设安全技术措施
1、外挂架在墙体上安装，挂架布置间距应按设计要求，任何情况下挂架布置间距不得大于1500mm。
2、外挂架安装后，每若干榀挂架应按施工要求用脚手管连成整体，组成安装单元，并用塔吊安装。
3、挂架安装中，当挂架螺栓未安装前，起吊时不允许脱钩，升降时，未挂好吊钩前，不允许松动挂架螺栓。
4、挂架安装时的砼强度不得低于7.5Mpa，安装中，必须拧紧挂架螺栓。
5、本工程挂架螺栓为32的螺栓（45#钢），配双螺母。
6、挂架安全网的设置、吊点设置，同双排脚手要求设置。
7、挂架使用中严格控制使用活荷载、工具及堆放材料荷载不允许超过75Kg/M2，施工中不允许多人挤在一起。
8、在进行模板安装时，模板支、拆、起吊时，注意不要碰撞外挂架。
9、挂架上应满铺50mm厚木板，木板应与挂架绑扎牢固，壁免起吊中坠落伤人。
10、铺板接头要处理好，不得有空头。
11、严格按施工安全操作规程和模板施工说明执行。
12、大模板就位前要有缆绳纤拉，防止模板旋转、碰撞伤人。
13、每层脚手板下设一道大眼网，一道密目网挂架与墙体间满铺脚手板并同样挂一道大眼网，一道密目网。
九、脚手架拆除安全技术措施
1、拆架前，全面检查拟拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准工作。
作业计划一般包括：
拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。
2、拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。
3、拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。
4、拆架程序应遵守“由上而下，先搭后拆”的原则，即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按“一步一清”原则依次进行。
严禁上下同时进行拆架作业。
5、拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆除中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。
6、连墙杆（拉结点）应随拆除进度逐层拆除，拆抛撑时，应用临时撑支住，然后才能拆除。
7、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。
8、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。
9、在拆架时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。
10、拆下的材料要徐徐下运，严禁抛掷。
运至地面的材料应按指定地点随拆随运，分类堆放，“当天拆当天清”，拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。
11、高层建筑脚手架拆除，应配备良好的通讯装置。
12、输送至地面的杆件，应及时按类堆放，整理保养。
13、当天离岗时，应及时加固尚未拆除部分，防止存留隐患造成复岗后的人为事故。
14、如遇强风、大雨、雪等特殊气候，不应进行脚手架的拆除，严禁夜间拆除。
15、翻掀垫铺竹笆应注意站立位置，并应自外向里翻起竖立，防止外翻将竹笆未清除的残留物从高处坠落伤人。
十、节点详图
十一、设计计算
三角形外挂架计算书
一、参数信息:
1、基本参数
三角架纵向间距la为：
1.20m；三角架宽度l为：
1.00m；外防护架搭设高度：
15.00m；立杆步距：
1.50m；立杆纵距：
1.50m；三角架高度h：
1.60m；
2、材料参数
三角架的横杆采用钢管，材料为Φ48×3.5，斜杆采用双角钢，材料为L50X5，腹杆采用双槽钢，材料为8号槽钢。
钢管采用Φ48×3.5钢管。
3、荷载参数
本外架使用过程中，三角架的自重荷载为1.000kN，安全网自重为0.005kN/m2，脚手板采用竹串片脚手板，自重为0.350kN/m2，钢模板荷载为1.000kN/m2，施工均布荷载为1.000kN/m2。
二、外挂架计算
外防护架计算，以单榀三角架为计算单元，将挂架视为桁架，视各杆件之间的节点为铰接点，各杆件只承受轴力作用。
计算时将作用在挂架上的所有荷载转化为作用在节点上的集中力，进行计算。
1、荷载计算
（1）操作人员荷载q1=1.000kN/m2；
（2）外防护架自重
每米立杆的自重为0.125，每一开间的立杆排数由la/b=1.20/1.50=0.800，得到立杆排数为1；
外防护架自重为q2=1×15.00×0.125/（1.20×1.00）=1.560kN/m2；
（3）安全网自重q3=1.20×15.00×0.005/（1.20×1.00）=0.075kN/m2；
（4）脚手板自重q4=0.350kN/m2；
（5）钢模板传递过来的荷载q5=1.000kN/m2；
（6）每榀三角架自重q6=0.625kN
总荷载为q=1.2×（q2+q3+q4+q5+q6）+1.4×q1=5.732kN/m2；
2、计算简图
计算时考虑两种情况
第一种情况：
挂架上的荷载为均匀分布，化为节点集中荷载，则为：
P1+P2=q×l×la/2=（5.732×1.00×1.20）/2=3.439kN；
第二种情况：
荷载的分布偏于外挂架外侧时，单位面积上的荷载化为节点集中荷载，P1=P2=q×l×la/2=（5.732×1.00×1.20）/2=3.439kN；
3、杆件力计算
其中，第二种情况为最不利的情况，以该情况下的杆件力进行强度校核。
计算过程及结果如下：
（1）挂架的支座反力
RAV=P1+P2=6.878kN，
RAH=RBH=[P1×l+P2×l2]/h=[3.439×1.000+3.439×0.500]/1.600=3.224kN；
（2）各杆件的轴向力计算，用截面法，求出桁架中各杆件的轴向力。
根据桁架各杆件的几何关系可知：
θ=arctg（H/l）=58.0°，α=arctg（（l1/l2）×tgθ）=58.0°；
S1=S2=P×ctgθ=2.150kN（拉杆）；
S3=-P/sinθ=-4.056kN（压杆）；
S4=-P=-3.439kN（压杆）；
S5=-RBH/cosθ=-6.084kN（压杆）；
S6=（RAH-S2）/cosα=2.028kN（拉杆）；
S7=RBH×tanθ=5.159kN（拉杆）；
（3）截面强度验算
对于①、②杆件，杆件承受拉力，S1=S2=2.150kN，采用的材料是钢管，截面为Φ48×3.5，截面面积为A=2.54cm2。
考虑到杆件之间连接的焊缝有一定的偏心，其容许力乘以0.95的折减系数。
σ=S1/A=2149.500/254.27=8.454N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
①、②杆件材料的强度能够满足要求。
对于⑥杆件，杆件承受拉力，S6=2.028kN，采用的材料是双槽钢，截面为8号槽钢截面面积为A=20.48cm2。
σ=S6/A=2027.834/2048.00=0.990N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
⑥杆件材料的强度能够满足要求。
杆件的计算长度为：
l0=l2/cosα=0.50×1000/cos57.99°=943.40mm，
回转半径为i=3.15cm。
材料的长细比为：
λ=l0/i=30<[λ]=400（GB20017-2003,P57）。
⑥杆件材料的长细比方面能够满足要求。
对于⑦杆件，杆件承受拉力，S7=5.159kN，采用的材料是双角钢，截面为L45X5，截面面积为A=8.58cm2。
⑦杆件材料的受拉应力σ=S7/A=5158.800/858.00=6.013N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
⑦杆件材料的强度能够满足要求。
杆件的计算长度为：
l0=l2/cosα=0.50×1000/cos57.99°=943.40mm，
回转半径为i=1.37cm，
材料的长细比λ=l0/i=69<[λ]=400（GB20017-2003,P57）。
⑦杆件材料的长细比方面能够满足要求。
对于③、⑤杆件，杆件承受压力，其最大力S3=-4.056kN，S5=-6.084kN，采用的材料是双角钢，截面为L50X5，截面面积为A=9.60cm2。
根据《钢结构设计规》（GB50017-2003），该杆件在平面外的计算长度为：
l0=h/sinθ×（0.75+0.25×4.×1000/（6.084×1000））=1.60×1000/sin（58.0°）×（0.75+0.25×4.×1000/（6.084×1000））=1729.563mm，
回转半径为i=1.53cm，
杆件材料的长细比λ=l0/i=113<[λ]=150（GB20017-2003,P57）。
查《钢结构设计规》（GB50017-2003）附录C表C-2，
得φ=0.48，
σ=6.084/（φ×A）=13.341N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
故③、⑤杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。
对于④杆件，杆件承受压力，S4=-3.439kN，采用的材料是双槽钢，截面为8号槽钢，截面面积为A=20.48cm2,
杆件的计算长度为：
l0=l1×tgθ=0.50×1000×tan57.99°=800.00mm，
回转半径为i=3.15cm，
材料的长细比λ=l0/i=25<[λ]=150（GB20017-2003,P57）。
查《钢结构设计规》（GB50017-2003）附录C表C-2，得φ=0.953。
σ=S4/（φA）=1.762N/mm2<0.95f=0.95×215=204.250N/mm2。
故④杆件在强度和容许长细比方面均满足要求。
4、焊缝强度验算
取腹杆中力最大的杆件s7进行计算，s7=5.159kN，根据《钢结构设计规》（GB50017-2003）表3.4.1-3，焊缝的轴心拉力或压力应满足以下条件
σ=N/（lw×t'）≤ffw
其中：
N--杆件力值，N=s7=5.159kN；
lw--焊缝的长度，
ffw--角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值，取为160N/mm2，
t'--焊缝的有效厚度。
t'=0.7×t=7.000mm。
σ=4.×1000/（40.00×7.00）=14.485N/mm2<160N/mm2。
所以焊缝的强度满足要求。
5、支座强度验算
（1）支座A采用Ф28挂架螺栓，挂架螺栓面积为
A=πd2/4
A=πd2/4=615.752mm2，
对挂架螺栓受拉验算：
RAH=3.224kN，Ntb=170.000kN，
Nt=RAH/A=3224.250/615.75=5.236N/mm2<170.000N/mm2；
螺栓的受拉应力满足要求。
对挂架螺栓受剪验算：
RAV=6.878kN，Nvb=140.000kN，
Nv=RAv/A=6878.400/615.75=11.171N/mm2<140.000N/mm2；
螺栓的受剪应力满足要求。
对于同时承受杆轴方向拉力和剪力的普通螺栓，应满足以下条件：
[（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2]1/2≤1
公式中，Nt，Nv--普通螺栓所承受的拉力和剪力
Ntb，Nvb--普通螺栓的受拉和受剪承载力设计值
将数据代入公式计算得到0.086<1；
螺栓的综合应力满足要求。
（2）A支座处混凝土的局部受压验算
安装挂架时墙体的混凝土强度为f=1.200N/mm2；
RAH=3.224kN，钢垫板的面积为A=10000.00mm2；
则此时的混凝土抗压承载力为：
σ=RAH/A=3224.250/10000.00=0.322N/mm2所以安装挂架时的混凝土的承载力满足要求。
综合以上条件可知，整个外挂架满足要求。
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