悬挑脚手架施工方案书.docx

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悬挑脚手架施工方案书

悬挑脚手架工程专项施工方案

一、编制依据

1、《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；

2、《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；

3、《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；

4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；

5、《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；

6、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社；

7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；

8、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中国建筑工业出版社；

9、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社；

10、结合本工程施工图纸及施工组织设计编制本施工方案。

二、工程概况

本工程总建筑面积为162493.22M2，其中A-1地块73759.35M2；A-2地块88733.87M2，地上建筑面积为93424.38M2，地下建筑面积为69068.84M2，人防建筑面积为1843M2，别墅形状有围合型和联体型两种，60幢为三层联合别墅，12幢三层围合别墅，其中4幢为8层小高层住宅楼，另外为地下车库及垃圾房、中心站等配套设施。

别墅单幢建筑高度9.30米，小高层建筑高度24米。

本工程采用悬挑脚手架搭设的只有四幢小高层，从三层楼面开始悬挑，样板区小高层10#楼三层楼面全部采用悬挑，17#、53#楼北面、60#楼三层楼面南面采用悬挑，其他三面采用落地脚手架搭设，悬挑脚手架搭设高度为18米。

三、材料要求

1、钢管：

必须符合国家A3钢的技术条件，外径为48mm，壁厚3.0mm，无严重锈蚀，压扁或裂纹的钢管。

2、扣件：

扣件应符合建设部颁发的《钢管脚手架扣件标准》的要求，扣件应有出厂合格证,严禁使用脆裂，变形或滑丝的扣件，其规格型号必须与钢管相配。

3、脚手片：

应采用结实，制作牢固，规格为1.2B×1.8H的架手片，禁用青、嫩、虫蛀等的脚手片材料。

四、脚手架搭设要求（具体详见落地脚手架施工方案）

1、脚手架剪刀撑、连墙件布置

架体搭设时扫地杆的高度不得大于200mm；为确保架体的稳定，除了在架体的四周设置剪刀撑，还必须在架体的中间设置纵向、横向剪刀撑。

脚手架布置剪刀撑时从上到下连续布置，按方案计算书设置连墙件。

2、脚手架技术安全保障措施

脚手架施工前对工人进行技术安全交底，并做好备案；脚手架施工完毕后，项目部对脚手架进行验收，验收合格后，再准使用。

3、脚手架防护栏杆搭设高度要求

防护栏杆的高度分别为600mm、1200mm，顶步防护栏杆的高度不得低于1500mm。

4、脚手架施工中的高处作业安全措施

高处悬空作业时，操作人员必须佩带安全带，保险钩应高挂低用，并扣在牢固的部位；脚手架搭、拆的垂直下方区域应设置警戒线，并设警示标志和专人监护。

5、搭、拆脚手架临时中断时安全措施

对尚未完全拆除的脚手架而临时停工、休息、隔夜或临时组织修补的，剩余的脚手架架体上的底笆或脚手板、防护栏杆、拉结件等，必须齐全、安全、牢固、有效。

6、搭设悬挑脚手架安全措施

悬挑脚手架搭设时，底部应设置隔离措施和张设安全平网。

密目网采用阻燃型。

安全网搭接严密，支设牢固，外观整齐，安全网内不得存留杂物。

安全网绳不得损坏或腐朽，支好的安全网在承受1000N重表面积2800cm2的沙袋假人，从10m高处的冲击后，网绳、系绳、边绳不断。

随施工层支3m宽的安全网，首层必须固定一道3m宽的双层安全网。

安全网的外口高于里口80cm。

本工程的安全网一律用组合钢管角架挑支，用钢丝绳绷挂，其外沿尽量绷直，内口与建筑物锁牢。

电梯井、采光井，螺旋式楼梯口，除必须设防护栏杆外，还在井口内首层并每隔4层固定一道安全网或层层铺设脚手板。

首层安全网距地高度：

水平3m宽时不得小于3m，水平6m宽时不得小于5m。

安全网下方不得堆放物品。

7、恶劣天气环境下严禁脚手架施工

如遇大风、大雨、雷击、迷雾以及晚上，严禁脚手架的搭设、拆除施工。

8、脚手架拆除遵循以下原则

脚手架拆除必须严格遵循操作规程的要求，严禁违反施工顺序和高处抛掷的现象出现。

拆下的各类杆件、材料等，应及时通过垂直运输机械或人员安全输送到地面或楼层边缘1000mmm范围外，严禁堆积在脚手架上。

被拆除脚手架应在同一水平面同步拆除，不得擅自单立面拆除或与周边即将被拆除或与周边即将被拆除脚手架形成悬殊高低情况。

拆除过程中，脚手架上的连墙件剪刀撑应随被拆除的脚手架同步拆除，严禁先行将连墙件、剪刀撑大部或全部拆除。

9、脚手架连墙方式

脚手架连墙方式采用预埋件及48钢管硬拉结，见附图。

五、型钢悬挑脚手架计算书

一、参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为18m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为1.05m，立杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.25m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步两跨，竖向间距3.6m，水平间距3m，采用软拉硬撑连接；

2.活荷载参数

施工均布荷载（kN/m2）:

3.000；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

1层；

3.风荷载参数

本工程地处上海，基本风压0.55kN/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0.214；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.140；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

10层；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

木脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5m，建筑物内锚固段长度2.5m。

锚固压点压环钢筋直径（mm）:

16.00；

楼板混凝土标号:

C30；

6.拉绳与支杆参数

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。

二、大横杆的计算

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.033kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×1.05/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.05/（2+1）=1.05kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.033+1.2×0.105=0.166kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×1.05=1.47kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.166×1.52+0.10×1.47×1.52=0.361kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.166×1.52-0.117×1.47×1.52=-0.424kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.361×106,0.424×106）/4490=94.432N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=94.432N/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

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.033+0.105=0.138kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=1.05kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.138×15004/（100×2.06×105×107800）+0.990×1.05×15004/（100×2.06×105×107800）=2.583mm；

大横杆的最大挠度2.583mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

三、小横杆的计算

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值：

p1=0.033×1.5=0.05kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×1.05×1.5/（2+1）=0.158kN；

活荷载标准值：

Q=3×1.05×1.5/（2+1）=1.575kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.05+0.158）+1.4×1.575=2.454kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.033×1.052/8=0.006kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

Mpmax=2.454×1.05/3=0.859kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.864kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.864×106/4490=192.514N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=192.514N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.033×10504/（384×2.06×105×107800）=0.024mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.158+1.575=1.782kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

νpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI

νpmax=1782.45×1050×（3×10502-4×10502/9）/（72×2.06×105×107800）=3.298mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.024+3.298=3.322mm；

小横杆的最大挠度为3.322mm小于小横杆的最大容许挠度1050/150=7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；

大横杆的自重标准值:

P1=0.033×1.5×2/2=0.05kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.033×1.05/2=0.017kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.05×1.5/2=0.236kN；

活荷载标准值:

Q=3×1.05×1.5/2=2.362kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.05+0.017+0.236）+1.4×2.362=3.672kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

五、脚手架立杆荷载的计算

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+（1.50×2/2）×0.033/1.80]×18.00=2.746kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2=0.3×10×1.5×（1.05+0.25）/2=2.925kN；

（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=0.14×10×1.5/2=1.05kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×18=0.135kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.856kN；

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=3×1.05×1.5×1/2=2.362kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.856+0.85×1.4×2.362=11.038kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.856+1.4×2.362=11.535kN；

六、立杆的稳定性计算

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=0.55kN/m2；

μz--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：

μz=0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.214；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.55×0.74×0.214=0.061kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.061×1.5×1.82/10=0.035kN·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=11.038kN；

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'=11.535kN；

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》（JGJ130-2001）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》（JGJ130-2001）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=11038.455/（0.188×424）+35260.58/4490=146.332N/mm2；

立杆稳定性计算σ=146.332N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=11534.58/（0.188×424）=144.703N/mm2；

立杆稳定性计算σ=144.703N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、连墙件的计算

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＝0.214，ω0＝0.55，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.55=0.076kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.8m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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=1.146kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6.146kN；

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=250/15.9的结果查表得到φ=0.958，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=0.958×4.24×10-4×205×103=83.269kN；

Nl=6.146

连墙件拉接部分柔性钢筋的直径按下式计算：

A=N/fy

d=2×（A/2/π）1/2

其中fy--为拉接柔性钢筋的抗拉强度取：

210N/mm2

A--拉接柔性钢筋的截面积按照两个截面计算A=29.267mm2

N--拉接柔性钢筋上承受的拉应力（kN）

d--拉接柔性钢筋的直径（mm）

d=4.316mm

由以上计算得到柔性拉接钢筋的最小直径d=4.316mm。

八、悬挑梁的受力计算

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,k1=m1/l,k2=m2/l。

本方案算例中，m=1.5m，l=2.5m，m1=0.25m，m2=1.3m；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1130cm4，截面模量（抵抗矩）W=141cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2NG+1.4NQ=1.2×6.856+1.4×2.362=11.535kN；

正常使用极限状态，荷载标准组合

N″=NG+NQ=6.856+2.362=9.218kN；

水平钢梁自重强度计算荷载q=2.61×10-3×78.5=0.205kN/m；

k=1.5/2.5=0.6

k1=0.25/2.5=0.1

k2=1.3/2.5=0.52

代入公式，经过计算得到

支座反力RA=30.569kN

支座反力RB=-6.988kN

最大弯矩MA=18.109kN·m

最大应力σ=18109094.625/（1.05×141000）=122.317N/mm2

水平支撑梁的最大应力计算值122.317N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215N/mm2,满足要求！

最大挠度νmax=9.744mm

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3000mm

水平支撑梁的最大挠度9.744mm大于水平支撑梁的最大容许挠度3000/300mm,满足要求！

九、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

σ=M/φbWx≤[f]

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）得，φb=1.3

由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.85。

经过计算得到最大应力σ=18.109×106/（0.85×141000）=150.553N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=150.553小于[f]=215N/mm2,满足要求！

十、锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点如果采用压环，拉环强度计算如下

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=6.988kN；

压环钢筋的设计直径D=16mm；

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

σ=N/2A≤[f]

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm2；

A=πD2/4=3.142×162/4=201.062mm2

σ=N/2A=6987.532/201.062×2=17.377N/mm2；

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30cm以上搭接长度。

拉环所受应力小于50N/mm2，满足要求！