嘉通云尚ABC单元内天井脚手架施工方案.docx

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嘉通云尚ABC单元内天井脚手架施工方案

一、编制依据

西南建筑设计院设计的嘉通·云尚A、B、C单元施工图；

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）；

《建筑结构荷载规范》（2006年版）（GB50009-2001）。

招投标文件及施工图纸

参考手册

《建筑施工手册》

《简明施工计算手册》

《实用建筑施工安全手册》

《建筑施工脚手架实用手册》

二、工程概况

1、建筑概况

嘉通·云尚工程位于成都市石油路，与石油医院比邻，三面紧挨小区、学校，该工程由A、B、C三个单元及三层地下室组成，靠城市道路侧A单元由5层商业裙楼围绕。

地下室建筑面积22563.8，设置一个人防单元；主楼地下三层、地上39层，层高为2.88m，总高119.6m，其建筑面积88753m2；建筑防火分类：

耐火等级为一级；抗震设防烈度为7度。

属全现浇框架（商业及地下室）—剪力墙（主楼）结构，基础为柱下独立基础（商业及地下室）及筏板基础（主楼），地下室外墙、筏板基础、抗水底板均采用抗渗砼。

2、结构概况

（1）、基础类型：

筏板基础、独立基础，属全现浇框架-剪力墙结构。

（2）、砌体：

填充墙采用容重小于8KN/M³空心页岩砖，外墙采用页岩多孔砖，M5混合砂浆砌筑。

（3）、砼强度等级：

基础垫层C15，基础为C30，梁、板及楼梯为C30，构造柱、过梁C20，主楼剪力墙及柱、商业及地下室柱砼等级详各部位图。

（4）、钢筋：

I级钢筋，II级钢筋，III级钢筋。

（5）、主要构件截面尺寸（单位：

mm）：

柱500~1100，剪力墙（墙厚）200~400，各层楼板100~120。

三、编制目的

1、由于本工程为整体提升架，未覆盖内天井位置，为满足施工需要及保证安全生产，本工程内天井位置采用搭设悬挑脚手架，采用“工”字型钢悬挑或做底部支撑钢梁（工字钢两端固定与楼板或者剪力墙上），每次悬挑层数6层，该悬挑脚手架不作承重架体，只作主体及外墙装饰施工操作架，其平面布置及架体构造如附图所示。

2、材料选择

悬挑脚手架采用钢管扣件式架体，悬挑梁选用16号工字型钢，采用两种方式进行悬挑：

一端悬挑和两端支撑。

一端悬挑：

钢梁纵距同脚手架架体立杆间距，脚手架架体为双排脚手架，立杆纵距1.5m，立杆离主体结构外边300mm，横距为0.9m，步距1.5m；两端支撑（工字钢两端固定与楼板或者剪力墙上）：

立杆纵横向间距1.5m，步距1.5m；钢管选用φ48.3×3.6。

四、安全生产领导小组

安全生产、文明施工是企业生存与发展的前提条件，是达到安全生产目标的必然保障，也是我项目部创建“成都市安全文明工地”的根本要求。

安全管理、文明施工目标

死亡：

0

重伤：

0

轻伤频率：

<14‰

争创“绿色环保工地”，积极创建“安全文明施工标准化工地”；

施工安全达到JGJ59-99的规定，现场无重大机械设备、生产性灾害、中毒、倒塌、治安、火灾事故和传染病发生；无违纪违章公示和新闻媒体曝光记录。

为此，本项目经理部成立以现场经理张继航为组长的安全防护领导小组，其机构组成、人员编制及责任分工如下：

组　长：

胥阳阳（项目经理）——现场施工总负责、协调工作

副组长：

张诗元（责任工长）——现场施工总指挥

邱云（技术负责人）——技术指导

盛伟（安全工程师）——技术总指导

组　员：

彭传彬、魏强、吴森、刘刚、徐泓斐、李平、万永贵（现场工长）——现场施工协调

张继茂、万永贵（材料员）——现场材料协调

范炳艳、胡霖晓（内业技术）——现场内业资料收集

汪强（安全员）——现场施工安全监督、质量验收、安全指挥、质量检查

五、一端悬挑工字钢计算

1.脚手架设置

计算的脚手架为双排脚手架，横杆与立杆采用双扣件方式连接，搭设高度为17.3米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.90米，立杆的步距1.50米。

内排架距离墙长度为0.30米。

横向杆计算外伸长度为0.15米。

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根。

采用的钢管类型为Φ48×3.2。

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.00米，水平间距4.50米,采用扣件连接。

2.荷载参数

脚手板自重标准值0.30kN/m2，栏杆、挡脚板自重为0.11kN/m2，安全设施及安全网、挡风板自重为0.010kN/m2，同时施工1层，施工均布荷载为3.0kN/m2，脚手板共铺设1层。

脚手架用途:

混凝土、砌筑结构脚手架。

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度1.70米。

悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.20m。

拉杆采用钢丝绳。

钢丝绳作为保护措施不参与悬挑梁的计算。

3、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。

考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力和挠度不计入悬挑荷载）。

1）.作用小横杆线荷载

（1）作用小横杆线荷载标准值

qk=（3.00+0.30）×1.50/2=2.47kN/m

（2）作用小横杆线荷载设计值

q=（1.4×3.00+1.2×0.30）×1.50/2=3.420kN/m

小横杆计算简图

2）.抗弯强度计算

最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩

Mmax=qlb2/8=3.420×0.902/8=0.346kN.m

σ=Mmax/W=0.346×106/4730.0=73.21N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/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

V=5qklb4/384EI=5.0×2.47×900.04/（384×2.06×105×11.36×104）=0.90mm

小横杆的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

4、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。

用小横杆支座的最大反力计算值，考虑活荷载在大横杆的不利布置，计算大横杆的最大弯矩和变形。

（需要考虑悬挑荷载）

1）.由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力

（1）由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值

Fk=0.5qklb（1+a1/lb）2=0.5×2.47×0.90×（1+0.15/0.90）2=1.51kN

（2）由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值

F=0.5qlb（1+a1/lb）2=0.5×3.420×0.90×（1+0.15/0.90）2=2.09kN

大横杆计算荷载简图

2）.抗弯强度

最大弯矩考虑为小横杆荷载的计算值最不利分配的弯矩

M=0.175Fla=0.175×2.09×1.50=0.5486kN.m

σ=M/W=0.5486×106/4730.0=115.99N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

3）.挠度计算

最大挠度考虑为小横杆荷载的标准值最不利分配的挠度

V=1.146×Fkla3/100EI=1.146×1.51×103×1500.003/（100×2.060×105×11.36×104）=2.5mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

5、扣件抗滑力的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数1.00该工程实际的旋转双扣件承载力取值为16.00kN。

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（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取16.00kN。

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

纵向水平杆通过扣件传给立杆的竖向设计值:

R=2.150F=2.150×2.09=4.5kN

双扣件抗滑承载力的设计计算R<=16.00满足要求!

6、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。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架自重标准值产生的轴向力

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）gk:

查规范本例为0.1315

NG1=H×gk=17.28×0.1315=2.272kN

（2）脚手板自重标准值产生的轴向力

脚手板的自重标准值（kN/m2）:

本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.30

NG2=0.300×1×1.500×（0.900+0.150）/2=0.236kN

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值产生的轴向力

栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）:

本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11

NG3=0.110×1.500×1/2=0.082kN

（4）吊挂的安全设施及安全网、挡风板自重标准值产生的轴向力

吊挂的安全设施荷载，包括安全网和挡风板自重标准值（kN/m2）:

0.010

NG4=0.010×1.500×17.280=0.259kN

经计算得到，静荷载标准值

构配件自重：

NG2K=NG2+NG3+NG4=0.577kN。

钢管结构自重与构配件自重：

NG=NG1+NG2k=2.849kN。

（5）施工荷载标准值产生的轴向力

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

NQ=（3.000×1×1.500×（0.900+0.150））/2=2.36kN

（6）风荷载标准值产生的轴向力

风荷载标准值:

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》的规定采用：

W0=0.300

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

脚手架底部Uz=0.740,

Us——风荷载体型系数：

Us=0.8000

经计算得到，脚手架底部风荷载标准值Wk=0.740×0.8000×0.300=0.178kN/m2。

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值

N=1.2×NG+0.9×1.4NQ=6.392kN

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值

N=1.2NG+1.4NQ=6.723kN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW

MW=0.9×1.4Wklah2/10

其中Wk——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经计算得,底部立杆段弯矩Mw=0.9×1.4×0.178×1.50×1.502/10=0.076kN.m

7、立杆的稳定性计算:

卸荷吊点按照构造考虑，不进行计算。

1）.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=6.723kN；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；

μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；

h——立杆步距，h=1.50；

λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=142；

λ<=[λ]=210,满足要求!

k——计算长度附加系数，取1.155；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.60m；

Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=163的结果查表得到0.265；

A——立杆净截面面积，A=4.50cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.73cm3；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

经计算得到σ=6723.000/（0.265×450.000）=56.38N/mm2

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

2）.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=6.392kN；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.59cm；

μ——计算长度系数，由脚手架的基本参数确定，μ=1.50；

h——立杆步距，h=1.50；

λ——计算长细比,由k=1时,λ=kμh/i=142；

λ<=[λ]=210,满足要求!

k——计算长度附加系数，取1.155；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kμh确定，l0=2.60m；

Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由k=1.155时,λ=kμh/i=163的结果查表得到0.265；

A——立杆净截面面积，A=4.50cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.73cm3；

　　[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.076kN.m；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；

经计算得到σ=6392.000/（0.265×450.000）+（76000.000/4730.000）=69.67N/mm2

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

8、连墙件的计算:

（1）连墙件的轴向力设计值计算：

Nl=Nlw+No

其中Nlw——风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），应按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw

脚手架顶部Uz=1.000

连墙件均匀布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位

脚手架顶部风荷载标准值Wk=Uz×Us×Wo=1.000×0.8000×0.300=0.240kN/m2。

Wk——风荷载基本风压标准值，Wk=0.240kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=2.00×1.50×3.00×1.50=13.500m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=3.000kN

经计算得到Nlw=4.536kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.54kN

（2）连墙件的稳定承载力计算：

连墙件的计算长度lo取脚手架到墙的距离

长细比λ=lo/i=30.00/1.59=19

长细比λ=19<[λ]=150（查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》）,满足要求!

Φ——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比λ查表得到Φ=0.949；

Nl/ΦA=7.54×103/（0.949×450）=17.65N/mm2

连墙件稳定承载力<=[f]=0.85×205，连墙件稳定承载力计算满足要求!

（3）连墙件抗滑移计算：

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.536kN小于扣件的抗滑力16.00kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

预埋钢管式连墙件扣件连接示意图

9、悬挑梁的受力计算（3米长工字钢）:

1）、型钢悬挑梁外端设置钢丝绳与上层建筑结构斜拉结，钢丝绳不参与悬挑钢梁受力计算。

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

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

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1300mm，l=1700mm，m1=300mm，m2=1200mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=141.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×2.85+1.4×2.36=6.72kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m

k=1.30/1.70=0.76

kl=0.30/1.70=0.18

k2=1.20/1.70=0.71

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=20.028kN

支座反力RB=-5.845kN

最大弯矩MA=10.292kN.m

抗弯计算强度f=10.292×106/（1.05×141000.0）=69.517N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=2.85+2.36=5.21kN

水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

最大挠度Vmax=4.106mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即2600.0mm

水平支撑梁的最大挠度小于2600.0/250,满足要求!

2）、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

其中Φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

Φ

Φb=2.00

由于Φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用Φb查表得到其值为0.929

经过计算得到强度σ=10.29×106/（0.929×141000.00）=78.57N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ<[f]=215,满足要求!

3）、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=5.845kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于5845.108/（3.1416×20×1.5）=62.0mm。

2.楼板局部受压承载力计算，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）A.5.1混凝土局部承压计算如下：

楼板局部受压局部荷载计算公式:

其中Fl——楼板局部压力设计值，即作用于楼板的轴向压力，N=20.03kN；

ω——荷载分布的影响系数，取0.75；

βl——混凝土局部受压时强度提高系数取1.0；

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.85fc=12.33N/mm2；

Al——混凝土局部受压面积；

经过计算得到公式右边等于:

0.75×1.0×100×200×12.33/1000=184.9kN

楼板混凝土局部承压计算N<=184.9满足要求!

10、悬挑梁的受力计算（4.5米长工字钢）:

1）、型钢悬挑梁外端设置钢丝绳与上层建筑结构斜拉结，钢丝绳不参与悬挑钢梁受力计算。

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

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

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1700mm，l=2800mm，m1=300mm，m2=1200mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面模量（抵抗矩）W=141.00cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×2.85+1.4×2.36=6.72kN

水平钢梁自重强度计算荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m

k=1.70/2.80=0.61

kl=0.30/2.80=0.11

k2=1.20/2.80=0.43

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=17.936kN

支座反力RB=-3.384kN

最大弯矩MA=10.439kN.m

抗弯计算强度f=10.439×106/（1.05×141000.0）=70.513N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=2.85+2.36=5.21kN

水平钢梁自重计算荷载q=26.10×0.0001×7.85×10=0.20kN/m

最大挠度Vmax=7.738mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即3400.0mm

水平支撑梁的最大挠度小于3400.0/250,满足要求!

2）、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用16号工字钢,计算公式如下

其中Φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：

Φ

Φb=2.00

由于Φb大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用Φb查表得到其值为0.929

经过计算得到强度σ=10.44×106/（0.929×141000.00）=79.70N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ<[f]=215,满足要求!

3）、锚固段与楼板连接的计算:

1.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式

其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=3.384kN；

d——楼板螺栓的直径，d=20mm；

[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；

h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于3384.176/（3.1416×20×1.5）=35.9mm。

2.楼板局部受压承载力计算，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）A.5.1混凝土局部承压计算如下：

楼板局部受压局部荷载计算公式:

其中Fl——楼板局部压力设计值，即作用于楼板的轴向压力，N=17.94kN；

ω——荷载分布的影响系数，取0.75；

βl——混凝土局部受压时强度提高系数取1.0；

fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.85fc=12.33N/mm2；

Al——混凝土局部受压面积；

经过计算得到公式右边等于:

0.75×1.0×100×200×12.33/1000=184.9kN

楼板混凝土局部承压计算N<=184.9满足要求!

六、两端固定简支工字钢脚手架计算

1）、脚手架设置

计算的脚手架为双排脚手架，横杆与立杆采用单扣件方式连接，搭设高度为17.3米，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.50米，立杆的步距1.50米。

内排架