XX商住楼工程外挑脚手架及卸料平台工程施工组织设计可行性方案文档格式.docx

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3.5钢管脚手架，搭设每6层自成体系的悬挑式扣件钢管脚手架，共搭设两次，即：

8～13层一次、13～19层一次。

该脚手架搭设方便、灵活，可节约钢管材料，增大外墙施工作业面。

一、原材料要求

1、钢管及工字钢

钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合国家标准《碳素结构钢》（GB/T70）的Q235－A级钢的规定，钢管均应有出厂合格证，凡有严重腐蚀、弯曲、压扁或裂纹者，均不得使用，钢管上严禁打孔。

2、扣件和底座

新扣件和底座的材质应符合《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，扣件在螺栓拧紧扭力矩达6.5N.m时不得发生破坏。

扣件和底座应有合格证，并应与架杆规格配套使用。

凡有脆裂、变形或滑丝等现象者，均严禁使用，扣件开口处的最小距离不小于5㎜；

扣件的活动部位应使其转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要不小于50㎜，两端应各设Ø

4㎜的镀锌钢丝两道。

二、双排落地脚手架的搭设和构造要求

回填土应分层夯实，分层厚度不大于250㎜。

搭设前在搭设范围内铺设200㎜厚的连砂石面并夯实平整，架子立杆设底座，铺设宽度不小于300㎜、长度不小于3m木板。

采用钢管和扣件搭设，立杆纵向间距1.8m，立杆距离楼板边0.35m，水平杆步距为1.8m；

平楼层的每步架均设通长扶手钢管和挡脚板；

连墙杆：

水平方向上每3个纵距，竖向上每3个步距与建筑物的柱或墙体刚性连接牢固；

扫地杆：

距地面200㎜；

剪刀撑：

剪刀撑设置在脚手架立杆外侧，并与立杆绑扣牢，剪刀撑与地面的夹角为45°

～60°

，纵向剪刀撑连续设置，最下面的剪刀撑杆与立杆的连接点离地面距离为200㎜，剪刀撑应连续设置不得中断；

外架与建筑物之间每隔一层搭设小横杆（间距同立杆），满铺竹架板和水平兜网封闭；

在二层楼面搭设一道固定的水平安全网，操作层搭设一道水平安全网，架子外侧满挂密目安全网全封闭。

脚手架搭设完毕，经过项目经理、项目技术负责人、工长、质安员会同有关部门验收合格，并挂合格准用牌后方可使用。

三、悬挑脚手架的搭设和构造

脚手架用Ø

3.5钢管和扣件搭设成双排外挑脚手架，其横距为1.05m，纵距为1.8m，步距为1.8m，脚手架立杆下部支撑在用I16工字钢制作的水平悬挑梁上；

支撑杆与承力架共同承受竖向荷载。

脚手架与建筑物之间每隔一层采用1.0～2.0m的小横杆（间距同立杆）伸至楼板面上，其上满铺竹架板水平兜网封闭。

外架剪刀撑在两端搭设（宽度为一个柱距），中间每隔一个柱距搭设。

脚手架立面和底面张挂密目安全网。

从二层（以二层为首层）楼板处挑出工字钢，在外墙外侧处悬挑双排脚手架，在二层砼浇筑前埋设φ16拉环，砼浇筑后设置挑杆。

以一层防护架作为挑出部份支撑架，同时，在一层架边缘搭设斜支撑杆，以一层防护架连接成三角形支撑系统，承受因砼强度不够，拉环不能受力时的荷载。

在三层结构施工完后，增设斜拉钢丝绳加固，加固合格后，再拆除一层斜支撑。

每隔两层在梁上做预埋洞，设置横杆与脚手架连接处斜拉连接，做一次悬挑卸荷，外挂密目网。

连墙件采用三步三跨，竖向间距为5.4m，水平方向为间距5.4m设置一道，采用硬性连接。

立杆首层6米钢管和3米钢管间隔使用，使里外、左右立杆的接头错开，以上全部使用6米钢管；

大横杆采用3米和6米钢管，里外、上下大横杆用3米钢管调节，使其接头错开不在同一跨内。

其余为6米钢管和短管，立杆和大横杆均用对接扣件连接，外墙悬挑脚手架的小横杆必须与脚手架立杆连接成整体。

剪刀撑的斜杆与水平面的交角宜为45°

之间，水平投影宽度不小于2跨或4m和不大于8跨或8m，用6m长的双根钢管（两根钢管之间用扣件连接成一体）搭设剪刀撑，钢管接长时采用3个旋转扣件。

剪刀撑的斜杆应与脚手架立杆用旋转扣件可靠连接，且斜杆相邻连接点之间杆段的长细比不得大于60。

并在底层支设水平兜网。

剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置；

其他搭接要求遵照JGJ130－2001执行。

第五章悬挑式扣件钢管脚手架的设计与计算

一、搭设方式与主要参数

脚手架搭设高度共10步，计19.2m高；

里立杆离墙面0.35m，每3层设一硬防护，其余各层设水平安全网软防护。

施工作业层按2层计，每层活荷载为2KN/㎡，作业层设栏杆和挡脚板。

脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工。

说明：

1、连墙杆一端与焊在主体预埋板上的短钢管用两个旋转扣件扣紧，另一端则分别与里外立杆用直角扣件扣紧。

2、连墙件在转角处，因挑杆达不到规定挑杆跨距时，加设斜撑分力。

二、悬挑式双排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）。

计算的脚手架为单排脚手架，搭设高度为18米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆纵距1.8米，立杆横距1.05米，横杆步距1.8米。

采用的钢管类型为Ø

3.5钢管，连墙件采用三步三跨，竖向间距5.40米，水平间距5.40米。

施工均布荷载为2.0KN/㎡，同时施工2层，脚手板共铺设3层。

（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=0.35KN/m2×

1.8m=0.63KN/m

活荷载标准值Q=2KN/m2×

1.8m=3.6KN/m

荷载的计算值q=1.2×

0.038+1.2×

0.63+1.4×

3.6=5.842KN/m

小横杆计算简图

2、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：

Mqmax=ql2/8

M=5.842KN/m×

（1.05m）2/8=0.805KN·

m

σ=M/W=0.805×

106/5080=158.46N/㎜2

σ=M/W≤f

M—大小横杆计算的最大弯矩

W—大小横杆的净截面抵抗矩（5080mm3）

f—钢管抗弯、抗压强度设计值（205N/mm2）

小横杆的计算强度满足要求。

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，将荷载换算成等效均布荷载，按下式进行绕度核算：

Wqmax=5ql4/384EI≤[W]

E—钢材的弹性模量（2.6×

105N/mm2）

I—大、小横杆的截面惯性矩（121800㎜4）

q—脚手板作用在小横杆上的等效均匀荷载

q=1.2×

[W]—受弯构件的容许挠度，取L/150，即1050/1500=7㎜

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

W=5×

5.842×

10504/（384×

2.6×

105×

121800）=2.92㎜

则：

W≤[W]

满足要求。

（二）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6KN/只；

R—纵向或横向水平杆传给力杆的竖向作用力设计值；

1、荷载值计算

大小横杆的自重标准值P1=0.038×

（4＋1.8）=0.22KN

1.8m×

1.05m/2=0.331KN

活荷载标准值Q=2×

1.05×

1.8/2=1.89KN

荷载的计算值R=1.2×

0.122+1.2×

0.331+1.4×

1.89=3.19KN

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8KN；

双扣件在20KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12KN；

（三）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。

NGK1—脚手架自重产生的轴力,高为一个步距,宽为一个纵距的脚手架,自重可查表得:

0.474KN

NGK2—脚手架附件及物品产生的轴力,一个纵距的脚手架附件及物品重,可查表得:

3.54KN

NQK—一个纵距脚手架施工荷载标准值产生的轴力,可查表得:

5.04KN

风荷载标准值应按照以下公式计算

Wk=0.7Uz·

Us·

W0

其中W0—基本风压（KN/m2）。

按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

W0=0.25

Uz—风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GBJ9）的规定采用：

Uz=0.74

Us—风荷载体型系数：

Us=1.3×

φ=1.3×

0.4=0.52

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×

0.74×

0.52×

0.25=0.067KN/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×

1.4×

NQ=1.2×

（NGK1＋NGK2）＋0.85×

NQK

=1.2×

（0.474＋3.54）＋0.85×

5.04

=10.81KN

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

=0.85×

0.067×

1.8×

1.82÷

10=0.046KN·

其中Wk—风荷载基本风压值（KN/m2）；

la—立杆的纵距（m）

h—立杆的步距（m）

（四）立杆计算

按两端铰支压弯构件计算，荷载偏心距为9m

立杆最大轴压力N=10.81KN

1、脚手架搭设高度

H=[KA￠Af-1.3（1.2NGK2+1.4NQK）/1.2NGK1]×

1.8

=[0.85×

34.362-1.3×

（1.2×

3.54＋1.4×

5.04）]÷

0.474）×

=45.9m

其中：

KA=0.85

￠Af查表得:

34.362KN

Hmax≤H÷

（1＋H/100）=45.9÷

（1＋45.9/100）=43.7m

脚手架搭设19.2m，满足要求。

2、立杆整体稳定计算（考虑风载）

公式：

N/￠A＋M/b1A1≤KAKHf

N/￠A＋M/b1A1

=10.81×

1000÷

（0.243×

489×

2）＋0.217×

106÷

（1050×

489）

=45.49＋0.42

=45.91N/mm2

KAKHf=0.85×

0.8×

205=139.4N/mm2

N—压杆的轴心压力（10.81KN）

￠—轴心压杆的稳定性系数,可查表得:

0.243

A—脚手架内外排立杆的毛截面之和（489×

2mm2）

M—风荷载作用对格构式压杆产生的弯矩，可按

M=q1H21/8=0.067×

1.82/8=0.217KN·

A1—单排立杆危险截面的毛截面积（489mm2）

b1—立杆横距（1050mm）

KA—与立杆有关的调整系数，立杆为单根时，KA=0.85

KH—与脚手架高度有关调整系数，当H≤25m时，取0.8

稳定性满足要求。

（五）连墙件的计算

Nt≤[Ncv]

[Ncv]—连接件的抗压或抗拉设计承载力，采用扣件时，[Ncv]=6KN/只

Nt—风荷载作用时对连墙点处产生的拉力或压力

由下式计算：

N1w=1.4×

H1L1W=1.4×

5.4×

0.25=10.21KN≤12KN

W—风压标准值，W=0.25KN/㎡

H1L1—连墙件（三步三跨）的竖向、水平间距离

连墙件采用两个扣件与墙体连接，安全。

（六）悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架按照带悬臂单跨梁计算

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

其中:

m=1.6mm1=0.55mL=1.3m

支座反力计算公式

RAL=N（L＋m）＋N（m1＋L）＋q（m＋L）2/2

RA=[10.81×

（1.3＋1.6）＋10.81×

（0.55＋1.6）＋0.205×

（1.3＋1.6）2/2]÷

1.3

=42.66KN

RBL=-[Nm1+Nm＋qm－Ql]

RB=－[10.81×

1.6－0.25×

1.3]÷

=－17.89KN

C点弯矩

Mc=Nm+Nm1＋qm2/2

=10.81×

1.6＋10.81×

0.55＋0.205×

1.62÷

2

=23.5KN·

悬挑梁强度验算：

截面应力

=M/W＋N/A=23.51×

141000＋10.81×

103÷

2613

=171N/㎜2

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4,截面抵抗矩W=141cm3

水平支撑梁的计算强度小于205N/㎜2，满足要求。

悬挑梁挠度验算：

C点最大挠度计算公式

受脚手架作用集中挠度计算荷载N=10.81KN

水平钢梁自重挠度计算荷载查表得：

q=0.205KN/m

W=（0.205×

16004）÷

（8×

1130×

104）＋[10.81×

103×

16002×

（1300＋1600）]÷

（3×

5502×

（1300＋550）]÷

104）

=0.057＋9.105＋0.686

=9.848㎜

最大挠度Wmax=L/100=1300/100=13㎜

水平支撑梁的最大挠度小于13mm，满足要求。

（七）悬挑梁的整体定性计算

水平钢梁采用16号工字钢，计算公式如下：

其中

—均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》得到：

=1.37

由于

>

0.6，按照《钢结构设计规范》（GBJ17—88）附表其值用

查表得到其值为0.8514

经过计算得到强度

=23.51×

106/（0.8514×

140900）=196N/㎜2

水平钢梁的稳定性计算

<

[f]，满足要求。

（八）锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=17.89KN

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，取[f]=205N/㎜2

A=N/[f]=17.89×

205=87.27㎜2

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=（87.27÷

3.14）1/2×

2=10.54

按照《混凝土结构设计规范》取1.5倍的安全系数D=15.81㎜,即φ16

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30㎝以上搭接长度。

三、悬挑卸料平台计算书

计算依据《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—99）和《钢结构设计规范》（GBJ17—88）。

悬挂式卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此必须严格地进行设计和验算。

平台水平钢梁（主梁）的悬挑长度2.5m，悬挑水平钢梁间距（平台宽度）3m。

次梁采用［10号槽钢，主梁采用［12.6号槽钢，次梁间距1m。

施工人员等活荷载2KN/㎡，最大堆放材料荷载10KN。

（一）次梁的计算

次梁选择［10号槽钢，间距1m，其截面特性为

面积A=12.74㎝2,惯性矩Ix=198.3㎝4，转动惯量Wx=39.7㎝3，回转半径ix=3.95㎝

截面尺寸b=48㎜，h=100㎜，t=8.5㎜

1、荷载计算

（1）脚手板的自重标准值：

本例采用木脚手板，标准值为0.35KN/m

Q1=0.35×

1=0.35KN/m

（2）最大的材料器具堆放荷载为10KN，转化为线荷载：

Q2=10/2.5/3×

1=1.33KN/m

（3）槽钢自重荷载

Q3=0.1KN/m

经计算得到，静荷载计算值

q=1.2×

（Q1＋Q2＋Q3）=1.2×

（0.35＋1.33＋0.1）=2.14KN

经计算得到，活荷载计算值P=1.4×

2×

1=2.8KN/m

2、内力计算

内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下

最大弯矩M的计算公式为

经计算得到，活荷载计算值M=2.14×

32/8＋2.8×

3/4=3.81KN·

3、抗弯强度计算

其中

—截面塑性发展系数，取1.05

[f]—钢材抗压强度设计值，[f]=205N/㎜2

经过计算得到强度

=3.81×

106/（1.05×

39700）=91.48N/㎜2

次梁槽钢的抗弯强度计算

[f]，满足要求。

4、整体稳定性计算

—均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

=570×

8.5×

235/（3000×

100×

235）=0.78

大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附表其值用

查表得到其值为0.699

106/（0.699×

397）=137.32N/㎜2

次梁槽钢的稳定性计算

（二）主梁的计算

卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。

主梁选择［12.6号槽钢，其截面特性为

面积A=15.69㎝2，惯性矩Ix=391.5㎝4，转动惯量Wx=62.14㎝3回转半径ix=4.95㎝

截面尺寸b=53㎜，h=126㎜，t=9㎜

1、荷载计算

（1）栏杆与挡脚手板自重标准值：

本例采用栏杆、冲压钢与挡脚手板，标准值为0.11KN/m；

Q1=0.11KN/m

（2）槽钢自重荷载

Q2=0.12KN/m

经计算得到，次梁集中荷载取次梁支座力P=（2.14×

3＋2.8）/2=4.61KN

2、内力计算

卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续计算。

悬挑卸料平台水平钢梁计算简图

经过连续梁的计算得到

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图（KN）

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图（KN·

m）

悬挑水平钢梁支撑梁变形图（㎜）

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R1=10.798KN，R2=3.715KN

支座反力RA=3.715KN

最大弯矩Mmax=2.338KN·

=2.338×

106/1.05/62140+7.199×

1000/1569=40.419N/㎜2

主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求。

9×

53×

235/（2500×

126×

235）=0.86

大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GBJ17－88）附表其值用

查表得到其值为0.732

=2.34×

106/（0.732×

62140）=51.43N/㎜2

主梁槽钢的稳定性计算

（三）钢丝拉绳的内力计算

水平钢梁的轴力RAH和拉绳的轴力Rui按照下面计算

其中Ruicosθi为钢丝绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力Rci=Ruisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

Ru1=12.97KN

（四）钢丝拉绳的强度计算

钢丝拉绳（斜拉绳）的轴力Ru我们均取最大值进行计算，为Ru=12.97KN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算

其中[Fg]—钢丝绳的容许拉力（KN）

Fg—钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（㎜）

—钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×

19、6×

37、6×

61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8

K—钢丝绳使用安全系数

计算中[Fg]取12.978KN，

=0.82，K=10，得到：

钢丝绳最小直径必须大于18㎜才能满足要求。

（五）钢丝拉绳吊环的强度计算

钢丝拉绳（斜拉绳）的轴力Ru=我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为

N=Ru=12.978KN

钢板处吊环强度计算公式为

其中A=（100–40）×

8=480㎜2

=12978/480=27.04N/㎜2

吊环强度计算

[f]=125N/㎜2，满足要求。

（六）操作平台安全要求

1、卸料平台的上部位结点，必须位于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上。

2、斜拉杆或钢丝绳，构造上宜两边各设置前后两道，并进行相应的受力计算

3、卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加补软垫物围系钢丝绳处应加补软垫物，平台外口应略高于内口。

4、卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏

5、卸料平台吊装，需要横梁支撑点焊固定，接好钢丝绳，经过检验才能松卸起重钓钩。

6、钢丝绳与水