宁波市残疾人综合服务大楼工程.docx

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宁波市残疾人综合服务大楼工程

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脚手架专项施工方案

一、工程概况

本工程为宁波市残疾人综合服务大楼工程，位于江东区姚隘路与桑田路交叉口。

地下为一层车库层高5.4m，建筑面积为2725m2。

地上为十五层框剪结构，一层、二层及十五层高为4.2m，其余各层层高为3.6m，建筑面积为15400m2。

主楼建筑总为61.2m。

脚手架从地下室顶板开始搭设，搭设高度为63.15m。

1~8层采用落地式脚手架，搭设高度为31m，立杆纵距为1.5m，横距为0.9m。

9~12层为第一次悬挑脚手架，悬挑高度14.4m。

13层至檐口为第二次悬挑。

外架伸出沿口1.2m，搭设高度为16.8m。

立杆纵距为1.5m，横距为0.9m。

二、设计依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

浙江省《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）实施意见

三、脚手架设计计算

构件自重及有关说明：

脚手片选用竹笆脚手板，其自重标准值为0.14kN/m2，靠近建筑物端外伸部分采用木脚手板，其自重标准值为0.35kN/m2。

脚手架外侧设0.3m高的Ф48×3.5钢管踢脚杆和0.6m、1.2m高的Ф48×3.5钢管栏杆。

安全网采用每100cm2不少于2000目的密目安全网，沿架高全封闭，其自重标准值为：

0.06/（1.8×6）=0.0056kN/m2。

全部杆件采用Ф48×3.5钢管，其自重标准值为0.0384kN/m2。

计算按壁厚3.0mm考虑，则截面积A=4.24cm2，惯性矩I=10.78cm4，截面模量W=4.49cm3。

直角扣件自重标准值为13.2N/个。

本脚手架工程结构布置均满足规范构造要求，故对纵向、横向水平杆不作验算，只对立杆的稳定性、地基承载力（[14承载力]和连墙件进行计算。

脚手架内外立杆的受力计算按实际搭设的重量进行计算。

（一）主楼A-B段脚手架计算

主楼A-B段脚手架，1-8层采用落地式脚手架，从地下室顶板开始搭设，搭设高度为31米，立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m，分17步，从地下室顶板开始搭设。

连墙件按每层三跨布置。

立杆的稳定性验算

1.荷载计算

（1）内外立杆所受恒荷载标准值

钢管立杆自重标准值：

Gk1内=Gk1外=31m×1根×38.4N/m=1191N

纵向水平杆自重标准值：

Gk2内=Gk2外=1.5m×2根/步×17步×38.4N/m=1958N

横向水平杆自重标准值：

Gk3内=0.7m/步×17步×38.4N/m=455N

Gk3外=0.6m/步×17步×38.4N/m=392N

钢管扣件自重标准值：

Gk4内=3个/步×17步×13.2N/个=673N

Gk4外=6个/步×17步×13.2N/个=1346N

脚手片自重标准值：

Gk5内=0.5×0.9m×1.5m/步×17步×140N/m2+0.2m×1.5m/步×1步×350N/m2

=1712N

Gk5外=0.5×0.9m×1.5m/步×17步×140N/m2=1607N

钢管栏杆及踢脚杆自重标准值：

Gk6=2×1.5m/步×17步×38.4N/m=1958N

钢管剪刀撑自重标准值：

平均折合Gk7=4.33m×38.4N/m×4=665N

密目安全网自重标准值：

Gk8=31m×1.5m×5.6N/m2=261N

内外立杆所受恒荷载标准值：

NGk内=5990N=5.99kN

NGk外=9378N=9.38kN

（2）装饰阶段考虑一个作业层

内外立杆所受施工荷载为：

NQk内=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m+2kN/m2×0.20m×1.5m=1.95kN

NQk外=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m=1.35kN

（3）内外立杆的轴向力设计值：

N内=1.35×5.99+0.85×1.4×1.95=10.4kN

N外=1.35×9.38+0.85×1.4×1.35=14.3kN

（4）计算风荷载产生的弯矩：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=5m时，风压高度变化系数μz=1.0（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.0×0.52×0.4=0.1456kN/m2

风荷载产生的弯矩

2.计算立杆的稳定系数

立杆计算长度：

l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m

式中μ=1.5由《脚手架规范》（JGJ130-2001）表5.3.3查得

λ=l0/i=311.9/1.58=197.4

查《脚手架规范》（JGJ130-2001）附录C得φ=0.185

3.立杆的稳定性验算

满足要求

连墙件验算

计算风荷载：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=31m时，风压高度变化系数μz=1.43（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.43×0.52×0.4=0.209kN/m2

由风荷载产生的轴向力Nlw

Nlw=1.4ωkA=1.4×0.209×3×1.5×3.6=4.8kN

连墙杆的轴向力Nl：

Nl=Nlw+N0=4.8+5.0=9.8kN

连墙杆的抗滑验算：

R=Nl=9.8kN

满足要求。

立杆地基承载力验算

脚手架基础平整夯实，上浇1.5m宽，厚0.25m的C15混凝土硬化，落地立杆垂直稳放在150×150×8的钢板底座上，底座底面标高高于自然地坪50mm，底端以上0.2m设纵横扫地杆。

立杆基础外侧设200×200mm的排水沟，并在外侧设80cm宽以上混凝土路面。

回填土分层夯实至承载力标准值为fk=90kPa

外立杆的轴向力设计值为：

1.35×9.38+1.4×1.35=14.6kN

①混凝土局部承压强度演验算：

（查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）可得C15混凝土抗压强度设计值fc=7.5N/mm2）满足要求

②地基承载力验算：

传力带下回填土受荷面积：

按45°向下扩散，计算宽度为150+2×250=650mm，故受荷面积为650×650=422500mm2。

取回填土承载力设计值：

满足要求。

（二）9~12层悬挑脚手架计算

9~12层悬挑脚手架的搭设高度为14.4m，分8步，步距1.8m，立杆纵距la=1.5m，横距lb=0.9m；拉结点按每层三跨（即水平间距4.5m）设置。

立杆的稳定性验算

1.荷载计算

（1）内外立杆所受恒荷载标准值：

1钢管立杆自重标准值：

Gk1内=Gk1外=14.4米×1根×38.4N/m=553N

2纵向水平杆自重标准值：

Gk2内=Gk2外=1.5米×2根/步×8步×38.4N/m=922N

3横向水平杆自重标准值：

Gk3内=0.7m/步×8步×38.4N/m=215N

Gk3外=0.5m/步×8步×38.4N/m=15.4N

4钢管扣件自重标准值：

Gk4内=3个/步×8步×13.2N/个=317N

Gk4外=6个/步×8步×13.2N/个=634N

5脚手片自重标准值：

Gk5内=0.5×0.9m×1.5m/步×8步×140N/m2+0.2m×1.5m/步×2步×350N/m2

=966N

Gk5外=0.5×0.9m×1.5m/步×8步×140N/m2=756N

6每隔6跨设置一道横向斜撑：

Gk6内=Gk6外=16m×1根×38.4N/m=614N

7钢管栏杆及脚踢杆自重标准值：

Gk7=3×1.5m/步×8步×38.4N/m=1382N

8钢管剪刀撑自重标准值：

平均折合Gk8=4.6m×38.4N/m×2=353N

9密目安全网自重标准值：

Gk9=14.4m×1.5m×5.6N/m2=121N

内外立杆所受恒荷载标准值：

NGk内=3587N=3.59kN

NGk外=5519N=5.52kN

（2）外装修时考虑一个作业层

内外立杆所受施工荷载为：

NQk内=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m+2kN/m2×0.2m×1.5m=2.0kN

NQk外=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m=1.4kN

（3）内外立杆的轴向力设计值：

N内=1.35×3.59+0.85×1.4×2.0=7.23kN

N外=1.35×5.52+0.85×1.4×1.4=9.12kN

（4）计算风荷载产生的弯矩：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=35m时，风压高度变化系数μz=1.49（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.49×0.52×0.4=0.217kN/m2

风荷载产生的弯矩

2.计算立杆的稳定系数

立杆计算长度：

l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m

式中μ=1.5由《脚手架规范》（JGJ130-2001）表5.3.3查得

λ=l0/i=311.9/1.58=197.4

查《脚手架规范》（JGJ130-2001）附录C得φ=0.185

3.立杆的稳定性验算

满足要求

连墙件验算

悬挑脚手架按每层两跨（即水平间距3.0m）设一拉结点，层高3.6m。

①计算风荷载：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=48m时，风压高度变化系数μz=1.65（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.65×0.52×0.4=0.241kN/m2

由风荷载产生的轴向力Nlw

Nlw=1.4ωkA=1.4×0.241×3×1.5×3.6=5.5kN

②连墙杆的轴向力N1：

N1=N1w+N0=5.5kN+5kN=10.5kN

③连墙杆的抗滑验算：

R=N1=10.5kN

悬挑14#槽钢承载力验算

立杆传至槽钢的轴向力设计值为：

N内=1.35×3.59+1.4×2.0=7.65kN

N外=1.35×5.52+1.4×1.4=9.41kN

计算简图如右：

D处弯距最大

MD=0.3×7.65+1.2×9.41=13.6kN·m

（查《脚手架规范》（JGJ130-2001）表5.1.6）

满足要求

锚环验算：

锚环所受的拉力RC∑MD=0RC×1.55=13.6KN·m

RC=8.77kN

φ12锚环承载力[F]=fA=50×113×2=11300N=11.3kN>8.77kN

（把锚环看作吊环计算，查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）10.9.8条可得：

每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2）

满足要求。

每个锚环的锚固长度不小于0.7×30d=0.7×30×12=252mm

（查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）9.3.2条a）

故每个锚环的锚固长度取300mm。

φ12锚环与工字钢间附加筋的焊缝长度计算：

焊缝主要承受一个拉力N=8.77kN的作用，焊缝每边双面焊。

取焊缝尺寸hf=8mm

焊缝所受拉应力要满足：

求出lw>2.0mm

∴φ12附加筋与锚环、型钢双面满焊即可满足要求。

φ15.5斜拉钢丝绳承载力验算

受力简图如右图所示：

采用φ15.5钢丝

绳（6×19）作斜拉索，楼层层高3.6m，拉索与

铅垂线夹角为

拉索所受拉力F：

∑MD=0R×1.2=7.65×0.3+9.41×1.2

R=11.4kN

∴F=R/cos17°=11.4/cos17°=11.9kN

选用φ15.5钢丝绳（6×19），参照《建筑施工手册》（第三版），查表21-2得钢丝绳的钢丝破断拉力总和Fg=125.0kN，查表21-5得换算系数α=0.85，查表21-6得安全系数K=6。

∴钢丝绳的允许拉力[Fg]=αFg/K=0.85×125.0/6=17.7kN>F=11.9kN

满足要求。

悬挑槽钢[14承载力和卸荷装置（φ15.5钢丝绳拉索）承载力按立杆传下来的轴力分别验算，以确保悬挑脚手架的安全，即因意外原因，中间如有一根钢丝绳拉断或一根工字钢变形过大仍能保证架体的整体稳定。

楼面板配筋验算：

[14槽钢梁固定处楼板尺寸最大为3900×6900，板厚100。

锚环对楼板的拉力为10.9kN

（1）按《建筑结构荷载规范》附录B，所有集中力向板中心集中

锚环对该楼板的拉力有三个，故P=2×10.9=21.8kN

（2）查《简明建筑结构设计手册》（中国建筑工业出版社，以下简称《设计手册》）P128/表2-21，由

，

得系数

，

∴

kN·m/m

kN·m/m

（注：

按荷载作用的最不利情况考虑，即所有集中力均作用在板中心考虑，由此得出的弯矩值比实际值偏大。

）

（3）查《设计手册》P121/表2-20

由

得系数

，

∴

，

短边

∴

取较大值

楼板自重为

∴

（↑）

（4）再查《设计手册》P122/表2-20

由

得系数

，

，

，

∴

kN·m/m

kN·m/m

kN·m/m

kN·m/m

（5）由

kN·m/m，

kN·m/m查《混凝土结构计算手册》（第三版，中国建筑工业出版社，吴德安主编）P52/表2-1-12得：

板厚120mm、混凝土强度为C25、支座I级钢筋配筋面积（1m板宽）为：

a方向：

As=240mm2；b方向：

As=240mm2

再查此书附表Ⅱ可得：

a、b方向所需配筋均为φ8@200，As=251mm2。

而根据设计图纸提供，此楼板下层配筋两个方向均为φ8@180，故满足要求。

（注：

由于支座负弯矩比跨中弯矩大，且此楼板配筋上下均整板拉通，故只验算了支座配筋是否满足。

）

综上所述：

悬挑工字钢I16固定处楼面配筋验算中，按所有集中力均作用在板中心考虑，即计算弯矩比实际弯矩偏大的情况下，计算出支座所需配筋为φ8@200，而设计板底配筋为φ8@180，板面配筋为φ10@200，故满足要求且有一定量的安全储备。

（三）主楼A-B段悬挑脚手架，13层到檐口采用悬挑是脚手架，搭设高度为16.6m，立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m最顶上一步步距1.0m，分9步，外立杆伸出檐口1m。

连墙件按每层三跨布置。

1.荷载计算

（1）内外立杆所受恒荷载标准值

①钢管立杆自重标准值：

Gk1内=Gk1外=16.6m×1根×38.4N/m=637N

②纵向水平杆自重标准值：

Gk2内=Gk2外=1.5m×2根/步×9步×38.4N/m=1037N

③横向水平杆自重标准值：

Gk3内=0.7m/步×9步×38.4N/m=242N

Gk3外=0.6m/步×9步×38.4N/m=207N

④钢管扣件自重标准值：

Gk4内=3个/步×9步×13.2N/个=357N

Gk4外=6个/步×9步×13.2N/个=713N

⑤脚手片自重标准值：

Gk5内=0.5×0.9m×1.5m/步×9步×140N/m2+0.2m×1.5m/步×1步×350N/m2=955N

Gk5外=0.5×0.9m×1.5m/步×9步×140N/m2=851N

⑥每隔6跨设置一道横向斜撑：

Gk6内=Gk6外=0.5×

m/步×9步×38.4N/m=348N

⑦钢管栏杆及踢脚杆自重标准值：

Gk7=3×1.5m/步×9步×38.4N/m=1555N

⑧钢管剪刀撑自重标准值：

平均折合Gk8=2×

×38.4N/m×2=353N

⑨密目安全网自重标准值：

Gk9=16.6m×1.5m×5.6N/m2=139kN

内外立杆所受恒荷载标准值：

NG内=3228N=3.23kN

NG外=5840N=5.84kN

（2）考虑一个作业层

内外立杆所受施工荷载为：

NQk内=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m+2kN/m2×0.2m×1.5m=2.0kN

NQk外=0.5×2kN/m2×1.5m×0.9m=1.4kN

（3）内外立杆的轴向力设计值：

N内=1.35×3.23+0.85×1.4×2.0=6.74kN

N外=1.35×5.84+0.85×1.4×1.4=9.55kN

（4）计算风荷载产生的弯矩：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=35m时，风压高度变化系数μz=1.49（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.49×0.52×0.4=0.217kN/m2

风荷载产生的弯矩

2.计算立杆的稳定系数

立杆计算长度：

l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m

式中μ=1.5由《脚手架规范》（JGJ130-2001）表5.3.3查得

λ=l0/i=311.9/1.58=197.4

查《脚手架规范》（JGJ130-2001）附录C得φ=0.185

3.立杆的稳定性验算

满足要求

连墙件的验算

悬挑脚手架按每层2跨（水平距离3.0m）设一个拉结点，层高3.6m。

1计算风荷载：

查《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）表7.2.1得：

当h=48m时，风压高度变化系数μz=1.75（B类地区）。

μs=1.3φ=1.3×0.4=0.52（同上）

∴ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.75×0.52×0.4=0.255kN/m2

由风荷载产生的轴向力Nlw

Nlw=1.4ωkA=1.4×0.255×3×1.5×3.6=5.8kN

②连墙杆的轴向力Nl：

Nl=Nlw+N0=5.8+5.0=10.8kN

③连墙杆的抗滑验算：

R=Nl=10.8kN

立杆传至槽钢的轴向力设计值为：

N内=1.35×3.23+1.4×2.0=7.16kN

N外=1.35×5.84+1.4×1.4=9.84kN

计算简图如右：

D处弯距最大

MD=0.3×7.16+1.2×9.84=13.9kN·m

（查《脚手架规范》（JGJ130-2001）表5.1.6）

满足要求

锚环验算：

锚环所受的拉力RC∑MD=0RC×1.55=13.9kN·m

RC=8.97kN

φ12锚环承载力[F]=fA=50×113×2=11300N=11.3kN>8.77kN

（把锚环看作吊环计算，查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）10.9.8条可得：

每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2）

满足要求。

每个锚环的锚固长度不小于0.7×30d=0.7×30×12=252mm

（查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）9.3.2条a）

故每个锚环的锚固长度取300mm。

φ12锚环与工字钢间附加筋的焊缝长度计算：

焊缝主要承受一个拉力N=8.77kN的作用，焊缝每边双面焊。

取焊缝尺寸hf=8mm

焊缝所受拉应力要满足：

求出lw>2.0mm

∴φ12附加筋与锚环、型钢双面满焊即可满足要求。

φ15.5斜拉钢丝绳承载力验算

受力简图如右图所示：

采用φ15.5钢丝

绳（6×19）作斜拉索，楼层层高3.6m，拉索与

铅垂线夹角为

拉索所受拉力F：

∑MD=0R×1.2=7.16×0.3+9.84×1.2

R=11.6kN

∴F=R/cos17°=11.6/cos17°=12.1kN

选用φ15.5钢丝绳（6×19），参照《建筑施工手册》（第三版），查表21-2得钢丝绳的钢丝破断拉力总和Fg=125.0kN，查表21-5得换算系数α=0.85，查表21-6得安全系数K=6。

∴钢丝绳的允许拉力[Fg]=αFg/K=0.85×125.0/6=17.7kN>F=14.2kN

满足要求。

悬挑槽钢[14承载力和卸荷装置（φ15.5钢丝绳拉索）承载力按立杆传下来的轴力分别验算，以确保悬挑脚手架的安全，即因意外原因，中间如有一根钢丝绳拉断或一根工字钢变形过大仍能保证架体的整体稳定。

楼面配筋验算

[14槽钢梁固定处楼板尺寸最大为3900×3950，板厚100。

配筋为Φ10@200，As=393mm2。

锚环对楼板的拉力为9.03kN，计算简图如下图：

当x=0.45m时，跨中弯矩最大。

FB=13.55KN

Mmax=13.55×（1.5+0.45）-9.03×1.5=12.9KN

板带宽度b´=

=

+

=1.8m

M=

=7.2KN·m/m,q1=

=2.1KN/m2

板自重为：

q2=1.35×0.1×25=3.4KN/m2

q=3.4KN/m2-2.1KN/m2=1.3KN/m2

查《混凝土结构计算手册》（第三版，中国建筑工业出版社，吴德安主编）P53/表2-1-13得：

板厚100mm、混凝土强度为C20、楼板配筋为Φ10@200，As=393mm2

可承受的最大弯矩为7.83KN·m/m

q´=

=2.3KN/m2＞1.3KN/m2满足要求

（二）主楼BC段脚手架计算

主楼BC段脚手架，1-8层采用落地式脚手架，搭设高度为31米，立杆纵距1.5m，横距0.9m，步距1.8m，分17步，从地下室顶板开始搭设。

连墙件按每层三跨布置。

具体布置参见BC段脚手架大样图

立杆的稳定性验算。

连墙件验算参见AB段落地脚手架。

地基承载力验算

脚手架基础回填土应分层至承载里标准值fk=90Kpa。

上铺35cm厚塘渣，而层浇1.5m宽，厚15cm的C15混凝土硬化，落地立杆垂直稳放在1