悬挑脚手架施工方案工字钢.docx
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悬挑脚手架施工方案工字钢
1、编制依据
序号
文件名称
编号
备注
1
设计文件（图纸、设计变更、图纸会审）
2
《钢管脚手架》
（GJ22-85）
3
《扣件式钢管脚手架安全技术规范》
（JGJ30—2001）
4
《可锻铸铁分类及技术条件》
（GB078-67）
5
《普通碳素结构钢技术条件》
（GB700-88）
6
《直径5-152mm电焊钢管》
（YB242-63）
7
《钢结构设计规范》
（GB50017—2002）
8
《建筑结构荷载规范》
（GBJ50009—2001）
9
《建筑工程施工组织设计规范》
（GB50502—2009）
二、工程概况
工程名称方得雲宫首府酒店式公寓，分为主体和裙房两部分。
工程规划建总建筑面积为27533.85㎡。
其中：
半地下为8756㎡，地上为46044㎡。
结构体系为框架剪力墙结构，长42.2m,宽26.15m，建筑主体高度为99.9m，裙房高度19.20m。
主体建筑地下一层为车库（层高4.5m）,地上十六层（层高分别为6.00、4.20、4.50m）。
其中，裙房部分地上二层（层高6.00m），主体三层至十一层（层高4.20m），十二层至十六层（层高4.50m）。
基础类型为静压混凝土预制管桩。
抗震设防为标准设防（丙类）；抗震等级为二级。
营东大厦地上部分结构整个平面外轮廓线变化不大，一层、二层部分为裙房，因此，部分脚手架可以落到裙房顶面上，选择从三层顶板开始悬挑，即一层、二层、三层采用落地式双排脚手架，四层及四层以上采用悬挑脚手架。
悬挑区段为四段，每四层悬挑一次（为一个区段），轮流上升，受力方式采用工字钢悬挑和钢丝绳拉结。
悬挑脚手架搭设高度为63.80m。
三、脚手架材质选用及质量要求
1.钢管
采用外径为Ø48mm，壁厚3.5mm的无缝钢管。
材质符合《普通碳素结构钢技术条件》GB700-88中的A3钢的技术条件，管材符合《直径5-152mm电焊钢管》YB242-63中的甲类软钢管。
外壁涂桔红色防锈漆，有严重锈蚀、弯曲、压偏损伤及裂纹者挑出。
2.扣件
要符合GJ22-85《钢管脚手架》规定，材质应符合GB078-67《可锻铸铁分类及技术条件》中的技术条件。
3.脚手板
采用宽250mm、厚50mm木跳板。
4、连墙件
连墙杆用Φ48的无缝钢管。
5.安全网
采用绿色2000目（100mm×100mm）密目安全网，长6000mm，宽1800mm。
其性能要符合国家规定和冲韧试验规定。
四、脚手架设计与计算
1、挑架设计
在悬挑层设置悬挑14#的工字钢，水平间距1500mm，悬挑长度1400mm。
其中钢丝绳上部拉接方式是：
在施工四层（八层、十二层、十六层）楼面时，在相应的梁板砼外侧预埋钢筋作吊环（固定工字钢在楼面上用2ф14的圆钢，工字钢距结构外边线为1700mm），吊环间距同14#工字钢（均为1500mm），外挑脚手架的外侧用的钢丝绳作斜拉索。
在悬挑工字钢的端头下部焊接短钢筋，斜拉索绕过短钢筋与上一层预埋吊环用钢丝绳固定，详细做法见下图：
2、立杆、横杆、剪刀撑、拉接点的设计
1）立杆：
立杆用单杆，纵距1500mm，横距900mm，接头用对接扣件。
内立杆距外墙400mm，外立杆距外墙面为1300mm，具体位置详附图。
2）大横杆：
步距1800mm，接头处连接用对接扣件，与立杆连接用直角扣件。
3）小横杆：
间距1500mm，与大横杆连接用直角扣件
4）剪刀撑：
倾斜角度60度。
搭接处和与立杆、横杆连接均用旋转扣件。
具体布置见附图2。
5）横向斜撑：
在同一节间由底层至顶层呈之字型连续布置，除拐角设置外，中间每隔6跨设置一道。
6）连墙点：
沿楼高每层设置一道，沿水平方向每隔6000mm设置一道，有拐角处设置一道。
有两种连接方式，板的是用预埋钢筋绑扎在钢管上（不许焊接），然后前后加扣防滑扣件，连接在主杆与横杆的交叉处。
详细做法见下图：
柱是用钢管环抱固定，详见下图：
7）脚手板：
木脚手板满铺,两端使用12号铁丝捆紧在小横杆上。
8）安全网：
宽1800mm，长6000mm，颜色为绿色。
9）挡脚板：
200mm高，图条的倾角45度，材料为木板，设置在凡是铺设脚手板的作业层。
详细做法见下图：
3、悬挑水平支架抗弯强度验算
悬挑脚手架按结构十二层至十五层即第三悬挑区段（共4层）为一个计算单元计算，其高度为18.0m，对悬挑架计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。
（1）悬挑架荷载的取值与组合
计算基数：
计算高度H=18m步距h=1.8m
立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=0.90m
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）：
钢管自重G1=0.0384KN/m挡脚板自重G2=0.014KN/m
安全网自重G3=0.01KN/m外立杆至墙距ld=1.30m
施工活荷载qk=3KN/m2内立杆至墙距lc=0.40m
（2）脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）；
查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表A-1得：
架体每米高度一个立杆纵距承受的自重gk1=0.1337KN/m
NG1K=H×gk1=18.0×0.1337=2.4066KN
（3）构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等）
⑴外立杆
①木脚手板，按4层满铺计算，单位荷重按0.35kN/m2（按实）计：
NG2K-1=（4×la×lb×0.35）/2×103
=（4×1.50×0.9×0.35）/2×103=945N
②栏杆、挡脚板（按4层计，栏杆每步架1根）
NG2K-2=（2×4×la×G1+4×G2）×103
=（2×4×1.50×0.0384+4×0.014）×103=516.8N
③安全网
NG2K-3=H×la×G3×103=18.0×1.50×0.01×103=270N
④合计
NG2K=945+516.8+270=1731.8N
⑵内立杆
①木脚手板
NG2K-1=（4×la×lb×0.35）/2×103=（4×1.50×0.9×0.35）/2×103
=945N
合计
NG2K=945N
（4）施工均布活荷载
按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时4
层作业层施工：
外立杆NQK外=4×la×lb×qk/2=4×1.50×0.9×3/2=8.1kN
内立杆NQK内=4×la×lb×qk/2=8.1kN
（5）垂直荷载组合
⑴外立杆
N1=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK外
=1.2×（2.4066+1.7318）+1.4×8.1=16.306kN
⑵内立杆
N2=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK内
=1.2×（2.4066+0.945）+1.4×8.1=15.362kN
4．水平悬挑梁设计与验算
本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用14#工字钢，长3.2m——5.0m，在五层顶板楼面上预埋2ф14的圆钢对工字钢进行背焊固定，距结构外边线1.7m。
根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算：
（1）14#工字钢截面特性：
Wx=101.714×103mm3,Ix=712×104mm4,自重q=0.1688kN/m，弹性模量E=2.06×105N/mm2，翼缘宽度b=80mm，翼缘平均厚度δ=9.1mm，高度h=140mm。
（2）最大弯矩
Mmax=N1×1.3+N2×0.4+q×1.42/2
=16.306×1.3+15.362×0.4+0.1688×1.42/2
=27.51kN·m
（3）强度验算
σ=Mmax/（γx×Wx）
γx----截面发展系数，对工字钢截面，查表得：
γx=1.05；
Wx----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：
Wx=101.714×103mm3。
f----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。
[M]=1.05×101.714×103×215=22.961KN·m＜27.51KN·m=Mmax
∴为确保工字钢的强度满足要求，钢丝绳产生斜向上的力F，与工字钢共同工作。
工字钢不能承担的弯距由钢丝绳承担：
M=27.51-22.96=4.55kN·mF1=M/1.3=3.5KN
∴F=3.64KN
选用φ156×37,公称抗拉强度1500N/m的钢丝绳.查表得：
钢撕破断拉力总和Fg=132.0KN,换算系数α=0.82安全系数K=6
N=αFg/K=18.04KN＞3.64KN
满足要求
（4）整体稳定验算
根据钢结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。
按附录一之
（二），本悬臂梁跨长0.95米折算成简支梁，其跨度为2×0.95=1.9米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：
ψ=（570bδ/l1h）·235/σs
=[570×80×9.1/（1900×140）]×235/215=1.705
则悬挑梁弯曲应力为：
σ=Mmax/（ψ×Wx）
=27.51×106/（1.705×101.714×103）=158.63N/mm2＜f=215N/mm2
∴安全。
（5）刚度验算
ω=N1l3/3EI+N2a2（3l-a）/6EI
N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（KN）；
E----弹性模量，E=206×103N/mm2。
I----钢材的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。
ω=（16.306×103×9503）/（3×2.06×103×712×104）+[15.362×103×3502×（3×950-350）]/（6×2.06×103×712×104）
=0.214mm＜L/250=950/250=3.8mm，满足要求。
（6）14号工字钢后部锚固钢筋设计
①锚固钢筋的承载力验算
锚固选用2ф14圆钢预埋在结构五层平板上，吊环承受的拉力为：
N3=Mmax/1.7=27.51/1.7=16.18KN
吊环承受的拉应力为：
σ=N/A=16.18×103/（2×72×3.14）=52.58N/mm2＜[σ]=215N/mm2
∴满足要求。
②锚固钢筋的焊缝验算
σ=F/（lW·δ）
F----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F=N3=16180N；
lW----焊缝的计算长度，取lW=140-10=130mm。
δ----焊缝的计算厚度，取14mm。
σ=16.18×103/（130×14）=8.89N/mm2＜[σ]=160N/mm2
∴满足要求。
（7）由计算结果可知，当挑梁采用14#工字钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求，为安全计本工程另设置钢丝绳拉索，作为安全储备。
5．立杆稳定性计算
（1）无风荷载时，立杆稳定性计算：
N/（∮A）≤f
N——计算立杆最大垂直力设计值，取N=N1=16.306kN；
∮——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ查（JGJ130—2001）附
录C表C取值；
根据第5.3.3条规定：
立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×180=312cm
长细比：
λ=l0/i（钢管回转半径）=312/1.58=197.5，
查附录C，
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