外架施工方案习艺车间解读.docx

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外架施工方案习艺车间解读

陕西省眉县强制隔离戒毒所改扩建工程

外架施工方案

编制：

审核：

审批：

陕西建工安装集团有限公司

二○一四年十一月

工程概况

建筑名称：

陕西省眉县强制隔离戒毒所改扩建医技楼工程；

工程建设地点:

眉县首善镇；

结构形式：

框架结构；地上3层；

建筑高度：

14.7m；

总建筑面积：

2874.02㎡。

编制依据

本方案脚手架的计算依据：

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2011）

以及本工程的施工图纸。

为适应结构不断变化需要，本工程主要使用两种不同形式外脚手架搭设方案。

一层至三层，采用普通双排落地式外架；

落地式外脚手架施方案

一、根据施工规范JGJ130—2011的要求

普通落地式双排外架方案：

搭设参数：

搭设高度14.7m，立杆横距b=0.8m，立杆纵距1.5m，内立杆距外墙0.3m，步距1.8m，铺设脚手板6层，同时施工层数3层，脚手架与主体结构的连接布置为两步三跨，钢管为φ48*3.0，施工荷载为3kN/m2。

二、钢管扣件式脚手架方案

（一）、基本要求

用扣件式钢管搭设的脚手架，是施工用的临时结构，它要求受施工过程中垂直和水平荷载，因此，脚手架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性。

在施工过程中，在各种荷载作用下，不发生失稳倒塌，不超过结构的容许强度，变形倾斜，摇晃或扭曲现象，以确保安全。

（二）、受荷情况

采用φ48×3.0钢管和扣件等构成的脚手架，立杆、大横杆和小横杆是主要受力杆件。

剪刀撑、斜撑和连墙筋是保证脚手架整体强度和稳定性的杆件，并具有加强脚手架抵抗垂直和水平力作用的能力，其中连墙筋还要承受风荷载，扣件是脚手架组成整体的连接件和传力件。

三、脚手架的构造与搭设要求

1、立柱构造要求

立柱接头必须采用对接扣件对接，对接、搭接应符合以下要求：

立柱上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3。

剪刀撑的搭接长度不应小于1m，不少于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

2、纵向水平杆构造要求：

横向水平杆设置在纵向水平杆之上。

纵向水平杆的长度一般不宜小于3跨，并不小于6m。

纵向水平杆一般宜采用对接扣件连接，也可采用搭接，对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm并应避免设在纵向水平杆的跨中。

搭接接头长度不应小于1m，并应等距设置三个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm。

3、横向水平杆的构造要求：

双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。

4、竹架板脚手板的构造要求：

竹架板应平行于纵向水平杆方向铺设，应采用对接平铺，四个脚应用直径为1.2mm的镀锌钢丝固定在横向水平杆上。

自顶层操作层的脚手板往下计，宜每隔1.8m满铺一层脚手板。

5、连墙件布置及构造要求：

连墙筋采用φ25以上的钢筋，钢筋为三级钢，弯成90度直角，一端埋入梁中，埋深250mm以上，连墙件宜靠近主节点设置，连墙筋垂直间距为3.6m、水平间距为4.5m，连墙件必须从底步第一根纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定。

。

6、门洞构造要求：

洞口处增设的斜杆应采用旋转扣件优先固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线距中心节点的距离不应大于150mm。

洞口两侧增设的横向支撑应伸出增设的斜杆端部；增设的短斜杆端部应增设一个安全扣件。

7、脚手架搭设顺序：

按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。

杆件搭设顺序如下：

放置纵向扫地杆——立柱——横向扫地杆——第一步横向水平杆——连墙件（或加抛撑）——第二步横向水平杆……。

8、脚手架搭设注意事项：

垫板、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平稳，不得悬空。

搭设立柱时，外径不同的钢管严禁混用，相邻立柱的对接扣件不得在同一高度内，错开距离应符合构造要求。

当搭至有连墙件的构造层时，搭设完该处的立柱、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。

当脚手架操作层高出连墙件两步时，应采取临时稳定措施，直到连墙件搭设完后方可拆除。

剪刀撑、横向支撑应随立柱、纵横向水平杆等同步搭设，剪刀撑横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。

对接扣件的开口应朝上或朝内。

各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

铺设脚手板时，应满铺、铺稳。

脚手板的探头应采用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆上，在拐角、斜道平口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，以放置滑动。

栏杆和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧，上栏杆上坡高度1.2m，中栏杆居中设置，挡脚板高度不应小于是150mm。

脚手架搭设完毕后，必须经有关部门验收后，方可投入使用。

首步脚手架的步高一般为2000mm，离底部200mm处设置一道大、小横杆，以保持脚手架底部的整体性，底部的立柱间隔多采用不同长度的钢管，将相邻柱的对接接头位于不同高度上，使立柱受荷的薄弱截面错开。

脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架外侧每隔9m（水平距离）左右用斜杆搭设成剪刀撑，自下而上循序连续设置，与地平成45-60度夹角，最下面的斜杆与立杆的连接点，离地面不大于50cm，斜杆下端伸入地面20cm，斜杆采用搭接时，搭接长度不小于100cm，并用两只旋转扣件扣牢，剪刀撑应用旋转扣件与立杆和横向水平杆扣牢。

外立杆里侧设1.2米高防护栏杆和18cm高的挡脚板（用两道水平钢管紧贴外立杆内侧，用扣件扣牢），外侧围护全部设置密目安全网。

脚手架拆除

脚手架顶部开始拆除，先自脚手架一端开始拆除顶部的扶手与栏杆柱，再拆除脚手板，依次拆除栏杆、剪刀撑，脚手架与建筑物间的联结杆不可提前拆除，拆除联结杆后，应立即组织人员将该处饰面修补完毕。

拆除脚手架应设置警戒区，并有专人负责警戒，拆除脚手架前应将脚手架上的留存材料、杂物等清理干净。

拆下的杆件与零配件，应按类分堆（扣件装入容器内）用吊车吊下，严禁高空抛掷。

拆下的杆件与零配件运到地面时，应随时按品种分规格堆放整齐，妥善保管，有损坏者给予维修和保养。

四、安全措施

搭设脚手架必须经安全教育持岗位证的架子工承担，凡有高血压、心脏病者不得上脚手架操作。

搭拆脚手架时，工人必须戴好安全帽，佩好安全带，工具及零配件要放在工具袋内，穿防滑鞋工作，袖口、裤口要扎紧。

在靠近架空输电线路搭设脚手架时，应按供电局规定确保一定的安全距离，必要时应切断电源或迁移电线。

施工现场带电线路如无可靠的安全措施，一律不准通过脚手架，非电工不准擅自拉接电线电器装置。

严禁在脚手架上堆放模板、木料及施工多余的物料等以确保脚手架畅通和防止超载。

（脚手架承载力为每平方270kg）。

吊运脚手板，脚手管等须用专用保险吊钩，严禁单点起吊，要堆放平稳，并严格控制脚手架上的施工荷载。

脚手架四角应有接地保护及避雷装置。

五、脚手架检查制度

1、脚手架检查每月两次。

2、检查人员包括技术负责、安全员、架子班长及其有关人员。

3、检查要有针对性，要仔细、认真检查。

4、检查出问题要及时整改，定时、定措施，并落实到人。

整改后，要有专人进行复查，并填写复查意见。

5、安全员、维护人员要天天察看，发现部题要及时通知架子班。

六、脚手架管理制度

1、为加强脚手架的安全管理，保障职工的人身安全，根据国家有关脚手架的技术规定，结合本工地实际情况，制定如下制度，各施工人员必须执行本制度。

2、脚手架在搭设前，必须编制施工组织设计，由公司技术负责人审批，批准后方可实施。

3、架子施工操作人员必须经培训合格后方可施工作业。

4、搭设前，对施工人员进行教育及技术交底。

5、脚手架由架子工严格按规范、设计要求搭设，不得违章作业。

并按规定要求使用。

6、各种杆结、拉结、安全防护不随意拆除。

7、现场安全员、维护人员要及时对脚手架进行检查维修，如有隐患及时整改。

8、外脚手架荷载每平方米不得超过270kg。

在外脚手架上不得放置模板、钢管、钢筋及零星杂物。

钢管落地脚手架计算书

一、参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为14.7m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

横距Lb为0.8m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.30m；

小横杆在上，大横杆在下；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件采用两步三跨，竖向间距4.5m，水平间距3.75m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

3.000kN/m2；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

3层；

3.风荷载参数

本工程地处陕西宝鸡市，基本风压0.35kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取

0.74，风荷载体型系数μs为0.693；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.140；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.010；

脚手板类别:

竹串片脚手板；栏杆挡板类别:

木脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.033；

脚手板铺设总层数:

6；

5.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

120.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.20；地基承载力调整系数:

1.00。

二、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=0.033kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1.5/4=0.131kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.5/4=1.125kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.033+1.2×0.131+1.4×1.125=1.772kN/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

最大弯矩Mqmax=1.772×0.82/8=0.142kN·m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=31.581N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=31.581N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，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

荷载标准值q=0.033+0.131+1.125=1.29kN/m；

νqmax=5ql4/384EI

最大挠度ν=5.0×1.29×8004/（384×2.06×105×107800）=0.31mm；

小横杆的最大挠度0.31mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333与10mm，满足要求！

三、大横杆的计算

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.033×0.8=0.027kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×0.8×1.5/4=0.105kN；

活荷载标准值:

Q=3×0.8×1.5/4=0.9kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.027+1.2×0.105+1.4×0.9）/2=0.709kN；

大横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

Mmax=0.08ql2

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.033×1.5×1.5=0.006kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=0.417Pl

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.417×0.709×1.5=0.443kN·m；

M=M1max+M2max=0.006+0.443=0.449kN·m

最大应力计算值σ=0.449?

06/4490=100.103N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力计算值σ=100.103N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:

mm；

均布荷载最大挠度计算公式如下:

νmax=0.677ql4/100EI

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

νmax=0.677?

.033?

5004/（100?

.06?

05?

07800）=0.051mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

νpmax=3.029Pl3/100EI

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

P=（0.027+0.105+0.9）/2=0.516kN

ν=3.029?

.516?

5003/（100?

.06?

05?

07800）=2.375mm；

最大挠度和：

ν=νmax+νpmax=0.051+2.375=2.426mm；

大横杆的最大挠度2.426mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！

四、扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

小横杆的自重标准值:

P1=0.033×0.8×3/2=0.04kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.033×1.5=0.05kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.35×0.8×1.5/2=0.21kN；

活荷载标准值:

Q=3×0.8×1.5/2=1.8kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.04+0.05+0.21）+1.4×1.8=2.88kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+（0.80×3/2）×0.033/1.80]×12.00=2.136kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×6×1.5×（0.8+0.3）/2=1.733kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×6×1.5/2=0.63kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.01kN/m2

NG4=0.01×1.5×12=0.18kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.679kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值

NQ=3×0.8×1.5×2/2=3.6kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×4.679+0.85×1.4×3.6=9.899kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×4.679+1.4×3.6=10.655kN；

六、立杆的稳定性计算

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μzμsω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》的规定采用：

ω0=0.32kN/m2；

μz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》的规定采用：

μz=0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.693；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.32×0.74×0.693=0.115kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.115×1.5×1.82/10=0.066kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=9.889kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=N'=10.655kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3

得：

k=1.155；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.188

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=9889/（0.188?

24）+66434.887/4490=116.638N/mm2；

立杆稳定性计算σ=116.638N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205

N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=10655/（0.188×24）=111.326N/mm2；

立杆稳定性计算σ=111.326N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205

N/mm2，满足要求！

七、最大搭设高度的计算

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）5.3.6条考虑风

荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式

计算：

Hs=[φAf-（1.2NG2k+0.85?

.4（ΣNQk+MwkφA/W））]/1.2Gk

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.725kN；

活荷载标准值：

NQ=3.6kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.066/（1.4

×0.85）=0.056kN·m；

Hs=（0.188×4.24×10-4×205×103-（1.2×1.725+0.85×1.4×（3.6+0.188×

4.24×100×0.056/4.49）））/（1.2×0.125）=58.811m；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）5.3.6条脚手架

搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=Hs/（1+0.001Hs）

[H]=58.811/（1+0.001×58.811）=55.544m；

[H]=55.544和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50

m。

脚手架单立杆搭设高度为10m，小于[H]，满足要求！

八、连墙件的稳定性计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.693，ω0＝

0.32，

Wk=0.7μzμsω0=0.7×0.92×0.693×0.32=0.143kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）5.4.1条连墙件

约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=3.239kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=8.239kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长

度；

A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.24×10-4×205×103=82.487kN；

Nl=8.239

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=8.239小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

九、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=40.59kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=8.118kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=40.59kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

悬挑式脚手架施工方案

一、施工顺序

1、施工组织设计审批后，由材料员购买所需材料（16#工字钢；钢管、扣件），所购材料必须具备检测报告。

2、在工字钢悬挑层结构板混凝土浇筑前，预先埋设锚固长度35d的2Φ16钢筋环，并安放在楼板筋下面，砼楼板筋用铁丝绑牢。

3、待砼达到一定强度后，悬挑工字钢与楼板上预埋件2Φ16钢筋环扣紧。

为了保证架体不出现倾斜、摇晃现象确保安全，在每层设置预埋钢筋。

用钢管把预埋钢筋与架体外立杆连接。

二、脚手架的构造与搭设要求

1、基本要求

扣件式钢管搭设的脚手架是施工临时结构，它要承受施工过程中各种垂直和水平荷载。

因此脚手架必须有足够的作用下不发生失稳、倒塌，并不超过结构容许强度、变形、倾斜、摇晃或扭曲现象，以确保安全。

2、受荷情况

采用Φ48×3.0钢管和扣件工字钢等构成的脚手架、悬挑梁、钢丝绳、立杆、大横杆和小横杆是主要受力杆件。

剪力撑和连墙杆是保证脚手架整体刚度和稳定性的杆件，并具有加强脚手架抵抗垂直和水平力作用的能力。

其中连