脚手架施工方案理工大学Word文档格式.docx

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本工程四层以下采用全封闭双排外落地脚手架，五层以上采用全封闭悬挑双排外脚手架，计划在四层楼面设工字钢悬挑并钢丝绳斜拉结构。

三、全封闭悬挑双排外脚手架

脚手架钢管选用φ48×

3.5；

外挑工字钢采用I18，长度约为3.0米；

固定工字钢在楼面上用1φ12和1φ16的圆钢，距外墙边0.2米设置1φ12的钢筋套环，距外墙边1.3米设置1φ16的钢筋套环。

立杆纵向间距为1.8米，内立杆距外墙0.35米，外立杆距外墙面为1.4米，大横杆间距为1.5米，小横杆长度为1.5米。

脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用拉撑结合的方式（拉筋用1φ10的钢筋，顶撑用φ48×

3.5钢管），或者采用φ48×

3.5钢管固定在内立杆上。

悬挑架高89.7米,加上突出屋面部分及高出屋面1.5米，总计：

89.7+1.5＝91.2米,故按91.2米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。

4、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计

4.1悬挑架荷载的取值与组合

4.1.1计算基数：

计算高度H=91.2m，步距h=1.5m，立杆纵距la=1.8m，立杆横距lb=1.05m，外立杆至墙距ld=1.40m，内立杆至墙距l=0.35m，内立杆至墙距lc=0.35m。

钢管自重G1=0.0377KN/m，栏杆、挡脚板自重G2=0.14KN/m，安全立网自重G3=0.0034KN/m2，安全平网自重G4=0.00487KN/m2，装饰施工活荷载qk=2KN/m2，木脚手板自重G5=0.35kN/m2。

4.1.2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的自重gk1=0.1495KN/m。

NG1K=H×

gk1=91.2×

0.1495=13.6KN

4.1.3构配件自重

⑴外立杆

①木脚手板（按三层考虑）

NG2K-1=3×

la×

lb×

0.35×

103／2=3×

1.05×

1.8×

103／2=992.25N

②防护栏杆、挡脚板（按三层考虑）

NG2K-2=3×

G2×

103=3×

0.14×

103=756N

③安全网（平网按三层考虑）

NG2K-3=H×

G3×

103+3×

G4×

103/2

=91.2×

0.0034×

0.00487×

103/2=600.2N

④纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）

NG2K-4=3×

G1×

103/2=59.38N

⑤合计

NG2K=992.25+756+198.1+59.38=2005.73N

⑵内立杆

103/2+3×

lc×

103

=（3×

0.35/2+3×

0.35）×

103=1654N

②纵向横杆（搁置脚手板用，按三层考虑）

NG2K-2=（3×

G1/2+3×

）×

103=（3×

0.0377/2+3×

0.0377）×

103=99N

③合计

NG2K=1654+99=1753N

4.1.4施工均布活荷载（按装饰阶段两层同时施工考虑）

外立杆NQK外=2×

qk/2=2×

2/2=3.78kN

内立杆NQK内=2×

qk/2+2×

qk=3.78+2×

2=6.3kN

4.1.5垂直荷载组合（不考虑风荷载）

N1=1.2×

（NG1K+NG2K）+1.4×

NQK外=1.2×

（4.5+2.00573）+1.4×

3.78=13.1kN

N2=1.2×

NQK内=1.2×

（4.5+1.753）+1.4×

6.3=16.33kN

4.2水平悬挑梁设计

本工程水平悬挑型钢梁采用I18，长3.0m，在四层楼面上预埋1φ12、1φ16的圆钢对工字钢进行背焊固定。

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2002）规定进行下列计算与验算，计算模型：

按照悬挑梁进行计算，验算悬挑梁时，不考虑钢丝绳的承载力，只作为附加安全保险。

⑴I18截面特性

Wx=185×

103mm3,I=1660×

104mm4,自重q=0.2414kN/m，弹性模量E=206×

103N/mm2，翼缘宽度b=94mm，翼缘平均厚度δ=10.7mm，高度h=180mm。

⑵最大弯矩

Mmax=N1×

1.4+N2×

0.35+q×

1.52/2=13.1×

1.4+16.33×

0.35+0.2414×

1.52/2=24.33kN·

m

⑶强度验算

σ=Mmax/（γx×

Wx）

γx----截面发展系数，对I形截面，查表得：

γx=1.05；

Wx----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：

103mm3；

f----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

σ=24.33×

106/（1.05×

185×

103）=125.25N/mm2＜f=215N/mm2，安全。

⑷整体稳定验算

根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。

按附录一之

（二），本悬臂梁跨长1.4米折算成简支梁，其跨度为2×

1.4=2.8米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：

ψ=（570bδ/l1h）·

235/σs=[570×

94×

10.7/（2800×

180）]×

235/215=1.24333

则悬挑梁弯曲应力为：

σ=Mmax/（Ψ×

Wx）=24.33×

106/（1.24333×

103）=105.78N/mm2＜f=215N/mm2，安全。

⑸刚度验算

ω=N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2（lb+lc+100）×

[3-lc/（lb+lc+100）]/6EI+q（lb+lc+100）4/8EI

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=N1（lb+lc）3/3EI+N2lc2（lb+lc+100）×

=13.1×

103×

14003/3×

2.06×

105×

1660×

104+16.33×

3502×

1500×

2.77/6×

104+0.2414×

15004/8×

104=3.504+0.4051+0.04467=4mm<

L/250=5.6mm，满足要求。

⑹I18后部锚固钢筋设计

①锚固钢筋的承载力验算

锚固选用1φ16圆钢预埋在平板上，吊环承受的拉力为：

N3=Mmax/1.3=24.33/1.3=18.72KN

吊环承受的拉应力为：

σ=N/A=18.72×

103/3.14×

82=93.2N/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=18.72KN；

lW----焊缝的计算长度，取lW=40-10=30mm；

δ----焊缝的计算厚度，取8mm。

σ=18720/30×

8=78N/mm2＜[σ]=160N/mm2，满足要求。

⑺综上所述，当挑梁采用I18时，其强度、挠度、稳定性均符合要求。

5、立杆稳定性计算

5.1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=N2=16.33kN；

∮——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×

150=260cm，长细比λ=l0/i（钢管回转半径）=260/1.58=164.556，查附录C，∮=0.260，A—立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：

A=489mm2。

立杆稳定性计算：

N/（∮A）=16330/（0.26×

489）=128.44N/mm2<

f=215N/mm2,安全。

5.2在风荷载作用下，立杆稳定性计算：

N/（∮A）+MW/W≤f

MW——由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算；

W——钢管立杆的截面模量，查附录B表B：

W=5.08cm3；

⑴由风荷载产生的弯矩计算

①水平风荷载标准值

ωk=0.7μz·

μs·

ω0

μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）：

B类地区，脚手架最高处48.05m，查表得：

μz=1.648；

μs——脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4规定采用，查表得：

敞开式脚手架的挡风面积为1.5×

0.089=0.2403m2，密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：

（1.5×

1.8-0.2403）×

0.5+0.2403=1.47m2

其综合挡风系数为∮=1.47（1.5×

1.8）=0.5445

根据规范查表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3∮，即：

μs=1.3×

0.5445=0.70785；

ω0——基本风压。

根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定：

ω0=0.45。

ωk=0.7×

0.45×

1.648×

0.70785=0.3625537KN/m2

②由风荷载产生的弯矩计算

MW=0.85×

1.4×

ωklah2/10=0.85×

0.36746×

1.52/10=0.1771KN.m

⑵立杆稳定性计算

N/（∮A）+MW/W=128.44+0.1771×

106/（5.08×

103）=163.3N/mm2<

f=215N/mm2,安全。

6、连墙件计算

连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。

连墙拉筋用1φ10钢筋拉到剪力墙上,顶撑用φ48×

3.5钢管，水平距离5.4m，竖向距离为3米。

由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：

N1w=1.4ωkAw=1.4×

3×

5.4=8.334KN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，对双排脚手架取5.0KN，连墙件轴向力设计值Nl=N1w+N0=8.334+5=13.334KN

1φ10拉筋的承载力：

N=[fy]s=210×

3.14×

52=16.485KN＞N1w=13.334KN，所以连墙件拉筋用1φ10筋满足要求。

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》可知，一个直角或旋转扣件的抗滑设计值为8.00KN。

由此可见，在两步三跨内采用φ48×

3.5钢管固定在内立杆上，同时每个结点需要两个直角或旋转扣件同时工作（也就是每个结点的抗滑力满足16.00KN）。

C

7、斜挑架的支点计算

4200

I18工字钢

2001300

由上悬挑架的受力简图可知，BC斜杆受力最大，只要BC斜杆受力安全，则整个悬挑架受力安全，故应验算BC斜杆的安全情况。

NCB＝NB/BC＝6.0KN/[3.6/（1.52+3.62）1/2]＝6.0KN/（3.6/3.9）＝6.5KN

　　1、按强度计算：

计算钢管的截面特征值：

截面面积：

An＝4.89×

102mm2

回转半径：

i＝15.8mm

计算长度：

L0＝LU＝1×

（1.52+3.62）1/2　＝3.9m　（按两端铰支计算）

杆件受压应力为：

σ＝N/A＝6.5×

103N/4.89×

102mm2＝13.292N/mm2＜205N/mm2[钢材强度设计值]

按稳定性计算：

长细比λ＝L0/i=3900/15.8=246mm

查“轴心受压杆件稳定系数表”得

φ＝0.121

则：

σ＝N/φA＝6×

103//0.121×

489＝101.4N/mm2＜205N/mm2

由以上计算可知，悬挑架的外斜杆受力安全，且在实际使用中在其中部有一根短横杆EF，使得其实际的长细比比以上计算的还要小，故在实际使用中更安全。

计算拉杆（BD段）的受力情况：

由图结点B受力可得：

NBA＝（6.52-6.02）1/2＝2.5KN

故BD拉杆受力：

NBD＝2×

NBA＝2×

2.5KN＝5KN＜8KN

N＝8KN为一个扣件所能受的力，即使用一个扣件把此拉杆扣到固定楼面板上的架管上也是安全的。

8、施工卸料平台（斜挑平台）的安全计算：

荷载：

a、静载：

钢管自重：

0.038KN/m

按斜挑平台所有杆的重量计算得：

水平横向拉杆：

DC＋EF＝3+1.5＝4.5m

斜拉杆AC：

（3.02+3.62）1/2＝4.68m

AB：

（1.52+3.62）1/2＝3.90m

防护栏杆（围护结构）：

1.0×

2+1.5+1.5×

3＝8.0m

纵向水平拉杆：

架宽2.0m×

6根＝12m

故：

G＝0.0384KN/m×

（4.5+4.68+3.9+8+12）m=1.27KN×

2=2.54KN

b、活载：

1、设计作用在卸料平台上的荷载为：

1000Kg合10KN，故作用在B、C节点上的集中力为5KN+（2.54+原载体6KN）/2=9.27KN即ND＝NC＝9.27KN

2、按强度计算：

NAC＝9.27KN/3.6/4.68＝12.05KN

L0=（3.02+3.62）1/2=4.68m

则杆件受压应力为：

σ=N/A=12.05×

102mm2＝24.64＜205N/mm2

2＞按稳定性计算：

长细比：

λ＝ι0/I=4680/15.8＝296mm

杳“轴心受压杆件稳定系数”表得：

当λ＞250mm时按φ＝7320/λ2计算φ值

φ＝7320/2962＝0.084

σ＝N/φA＝12.05×

103N/0.084×

489mm2=293.35Mpa＞205Mpa

所以，为了使斜挑卸料平台的安全功能满足设计要求，我方采用对在斜挑洞口涉架高度内（5.4m）的立杆采用双立杆加强。

故σ＝293.35/2＝146.68Mpa＜205Mpa满足要求。

另外，由于斜挑架下设置的水平横向挑杆承担了一部分力，使该斜挑卸料平台更加安全。

8、注意事项

（1）型钢悬挑扣件式钢管脚手架涉及的所有材料必须合格；

（2）型钢悬挑扣件式钢管脚手架施工前，必须编制详细的施工方案，并进行安全技术交底；

（3）型钢悬挑扣件式钢管脚手架扎设过程中，要进行跟踪检查，扎设完毕后，要进行综合验收；

9、悬挑外架搭设的基本地要求：

悬挑架的里外斜杆间距为1500mm，且每处里外斜杆与挑横杆、短横杆及斜杆底端的扫地杆形成了一三角形结构的稳定体系，并每隔一处设一根斜拉杆，每五屋结构层设一层悬挑架。

在悬挑架上按规范要求搭设双排外架。

双排外架的立杆间距同里外斜杆，且确保每一根斜杆处有一根立杆，斜杆与立杆连接处应在斜杆上扣双扣，双排外架步高为1800mm，架宽1.2m，在每五层的竖直方向上，沿水平方向上每间隔1500mm设〖18槽钢（或架管）悬挑基座；

靠框架梁及上每隔1.5m埋设

22钢筋环固定，该钢筋环与基座〖18槽钢焊接，因此，钢筋环是悬挑架的主要受力部件，施工过程中一定要满足钢筋进入梁板内的锚固长度和伸出长度。

主要构件的构造要求如下：

脚手架立杆接头必须采用对接扣件。

立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立柱接头不应设在同一跨内，沿高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头的中心距主节点的距离不应大于步距1/3。

纵向水平杆设在横向水平杆之下，在立柱的内侧，采用直角扣件与主立杆扣紧，纵向水平杆一般采用对接扣件连接，也可采用搭接，对接应交错布置，接头应避免设在跨中，搭接长度不应小于1m，并应等距离设置三旋转扣件固定。

1横向水平杆：

第一主节点处必须设一根横向水平杆，靠墙一侧的外伸长度不应大于200mm。

2脚手板一般应设置在三根横向水平杆上，并将脚手板（或钢筋网板脚手板）两端进行可靠固定。

脚手板应平铺，亦可采用搭铺。

3剪力撑应在外架外侧，立面整个长度和高度上连续设置，斜杆与地面不大于60cm，剪力撑钢管可用搭接连接，搭接长度不小于40cm，要求用两个活动扣件紧锁。

2、脚手架搭设的操作工艺

1架立搭设前，根据建筑物的外形确定各类技术参数，对材料、工具等进行质量检查。

2脚手架的立杆宜先立两端的立杆，再立中间的一根立杆，当互相看齐后，立中间部分的各立杆。

立杆要求垂直，立杆垂直度允许偏差应小于高度的1/200。

双排立杆连线应与墙面垂直。

为了保证立杆接头的错位，在竖立第一节立杆时，应选长短不一的钢管做立杆；

立杆的接长应先接外排，后接内排。

3立杆竖好后，根据步高安装大小横杆，在施工层及其上、下一皮架铺设竹笆脚手架板。

每两层设一道钢管拉结，连墙杆宜靠近主节点设置，距主节点不大于300mm;

连墙拉杆与其他杆在搭设脚手架时同步搭设，严禁在脚手架使用期间拆除连墙杆；

4大横杆应用直角扣件扣紧在立杆内侧，扣件开口应在上方。

所有扣件螺栓要紧松适度，拧得不紧容易合杆件滑脱；

拧得不紧会使扣件断裂，要求扭力矩控制在40－50N.m。

应经常检查扣件是否松动，发现松动应及时紧固。

5所有竹笆脚手板铺好后，应在四角用16＃镀锌铁丝扎牢，脚手架内立杆与建筑物的间距为250－300mm，故此处应用木板封闭。

立面围护采用密目安全网，并用网绳与大横杆绑扎牢固。

6其它按脚手架操作规程施工。

四、支撑架的设计和构造

1、类别

1.1扣件式整体钢管脚手架

本工程支撑架采用扣件式整体钢管脚手架搭设，步距均小于1.6m，使之形成整体空间框架式支撑架（多排或满堂设置的空间构架）。

2、设置要求

脚手架的搭设应满足承载力的要求，确保整体稳定，并遵守《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的要求，特别注意以下三点：

（1）承力点应设在支柱或靠近支柱处，避免水平杆跨中受力。

（2）充分考虑到施工中可能出现的最大荷载作用，并确保其仍有2倍的安全系数。

（3）支柱的基底绝对可靠，不得发生严重沉降变形。

3、构造的一般要求

（2）、水平杆步距h：

地下室负二层层高3.500m，扣除板厚及模板厚度实际支架高度为3.0m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8m、0.8m；

地下室负一层层高3.900m，实际支架高度为3.62m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1m、1m；

一层层高3.800m，实际支架高度为3.5m，三盘架搭设步距分别为1.5m、1m、1m；

一层夹层3.400m，实际支架高度为3.0m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8m、0.8m；

二层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2m、1m；

三层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2m、1m；

四层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2m、1m；

五层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2m、1m；

六层层高4.200m，实际支架高度为3.80m，三盘架搭设步距分别为1.6m、1.2m、1m；

七～二十八层层高3.300m，实际支架高度为3.0m，三盘架搭设步距分别为1.4m、0.8m、0.8m；

计算步距取大值h=1.6m=160cm，支架高度≤4.0m，根据《建筑施工手册》按普通梁板模板支撑架搭设。

四、整体空间框架支撑架（满堂设置的空间构架）的设计计算：

1、支撑架的工作特点

（1）模板支架以承受竖向荷载的压力作用为主，支架的工作安全主要受其整体或单肢立杆的稳定承载能力控制。

（2）模板支架其稳定承载能力取决于压杆的柔度（即杆件的计算长细比λ）和结构的约束条件。

（3）计算压杆的柔度λ随立杆步距h、立杆顶端的自由长度a，支架高度H及高宽比H/B的增大而增大，而约束条件则介于两端铰支（μ=1.0）与一端固定、一端自由（μ=2.0）之间，受构架尺寸、杆件线刚度、斜杆和附着拉结杆件设置以及杆件连结的紧固程度（如扣件的拧紧程度）等因素影响。

为保证支架的安全稳定，本工程取μ=1.333，计算长度L0=μh。

（4）不考虑各立杆之间的帮忙（即应力重分布）作用，试验表明，其它立杆虽也含有此帮忙使用，但难以量定，因此不予考虑。

2支撑架的设计计算

3设计计算项目

（1）受压杆件稳定性验算（包括支柱、支架整体稳定性，一般都转化为对其长度为步距h的立杆段稳定性验算）。

（2）直接承受模板荷载并将其传给立杆的水平杆件及其连结件的验算（承压、受弯以及扣件抗滑等）。

（3）支座、基础及地基验算，本工程支撑架直接支承在整板基础及楼盖上，故不予计算。

3.2.3设计计算要求

总的要求为：

构造合理，受力明确，荷载算够，验算合格，其中特别注意以下几点：

（1）模板荷载的作用点