扣件双排钢管外脚手架专项工程施工设计方案.docx

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扣件双排钢管外脚手架专项工程施工设计方案

钢管外脚手架专项施工方案

第一节：

工程概况

本工程本工程是永州市滨江豪园新城A1#、A2#、A3#、A4#楼建设工程，A1#楼地下3层，地上31层，地下面积10804.96㎡，地上面积47550.12㎡，高98.6m；A2#楼地下3层，地上31层，地下面积4700.81㎡，地上面积27741.53㎡,高98.6m；A3#楼地下3层，地上28层，地下面积8768.33㎡，地上面积27208.36㎡,高89.15m；A4#楼地下3层，地上31层，地下面积7357.59㎡，地上面积24647.24㎡,高98.6m。

该工程主要参建单位：

工程名称：

永州市滨江豪园新城A1#、A2#、A3#、A4#楼建设工程。

建设单位：

永州市中建置业发展有限公司。

建设地点：

冷水滩区清桥路与梅湾路交汇处。

设计单位：

长宇（珠海）国际建筑设计有限公司

施工单位：

湖南华雁建设有限公司

第二节：

外脚手架搭设构造要求

本工程拟采用扣件式双排钢管外脚手架，并考虑在第八层、十三层、十九层、二十五设置悬挑脚手架，将整个脚手架系统分两段，即八层以下为落地式脚手架，八层以上采用型钢悬挑脚手架。

1、架子基础

架子立杆落地在地下室周围已有硬化混凝土面层上。

2、立杆

统一采用Φ48×3.0m钢管，杆长4－6m，纵向间距为1.5m，横向间距0.8m，里排立杆离墙0.3m，遇外墙构架时则按外通里断的构造形式进行处理。

立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。

在纵向水平

杆与立杆的交点处，必须设置横向水平杆卡牢，立杆接头与相近的纵向水平的距离不得大于步距的三分之一；相邻接头错开布置在不同步距内；同步距内隔一根立杆的两个接头在高度方向错开的距离不小于500mm。

立杆与纵向水平杆必须用十字扣件紧扣，不得隔步设置或遗漏。

为避免架子受力不均匀，在立杆底部设扫地杆，扫地杆距地下室顶板100mm。

开始搭设立杆时，每隔六跨设置一根抛撑。

抛撑与地面夹角在（45-60°）之间，连接点中心至主节点的距离不大于300mm。

至连墙杆安装稳定后，根据情况拆除抛撑。

3、纵向水平杆

大横杆隔步交错设置在立杆内外侧，四周交圈，步距1.7m，上下接头位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一，用一字扣件连接。

大横杆与立杆用十字扣连接，每一步架的纵向水平高低差不大于50mm。

4、横向水平杆

长度1.5m-1.6m，间距不大于1.5m，离墙面100mm，伸出外立杆不少于100mm。

小横杆布置在大横杆上部并靠近立杆，与大横杆之间用十字扣连接。

在相邻立杆之间根据需要加设一根或两根。

在任何情况下均不得拆除靠近立杆的小横杆，其小横杆间距在铺设脚手板时不得大于1m，底层第一步搭设纵横向扫地杆。

5、连墙杆

由于建筑层高大部分为3.0m，且在外侧梁面上预埋短钢管比较方便，故决定连墙杆按水平间距3跨（4.5m），竖向间距3.0m呈梅花状交错布置，连墙杆采用钢管将内外立杆及预埋钢管进行水平连接。

进入砌体施工阶段时，分层将连墙杆进行改造，即用双股8号铁丝绕过里排架立杆与大横杆的连接点，与预埋短钢管进行拉结，并在砼墙柱部位设撑杆顶住墙柱砼面。

连墙杆呈水平设置，当搭至有连墙杆的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，立即搭设连墙杆。

6、剪刀撑

剪刀撑与立杆、水平杆同步搭设，在外侧立面整个长度和高度上连续设置，与地面夹角45－60°，每道剪刀撑跨约5根（或6根）立杆。

底层斜杆下端支撑在垫板上，与立杆或横向水平杆伸出端扣紧，在视线上成一条直线。

剪刀撑必须采用搭接，其搭接长度≥1米，且不少于3个回转扣件，脚手架立杆应等距。

7、横向斜撑

在架子拐角处及中间段每6m各设一道横向斜撑，在同一节间，由底至顶层连续布置，以保护架体的横向刚度。

8、护头棚及防护栏杆

在出入口处设置比入口宽2米（每边各1米）的护头棚，护头棚采用双层硬质材料搭设，并用密目网封闭，两侧用双层密目网封闭。

楼层四周及洞口处设置防护栏杆，颜色为黄黑相间。

9、安全网

密目安全网挂于外立杆内侧，作业层下设水平小眼兜网，满铺脚手板并设平网封闭，每隔三层设一道水平兜网。

10、脚手架

整个架体上应铺满、铺稳脚手板，离开墙面120-150mm，脚手板端头应用镀锌钢丝固定在支承杆件上:

在拐角、斜道平台口处的脚手板与横向水平杆用钢丝绑牢，防止滑动。

结构施工脚手架考虑满铺两层脚手板，作业层铺一道，挑架部位铺一道。

装饰阶段考虑满铺脚手板三层，作业层为两层，作业层满铺脚手板，挑架部位铺一道。

11、护栏、挡脚板

所有操作层上设置1.2m高护栏和大于180mm高挡脚板。

脚于架外侧设置挡脚板，挡脚板设置在脚手架钢管内侧，安全网外侧，竹脚手板与钢管必须用16#铁丝捆扎。

基坑外侧周边设置1.2m高安全护栏，基坑靠近塔吊附近搭设临时梯子，以便操作人员上下。

12、扣件

规格必须与钢管外径一致。

在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件中心点的相互距离不应大于150mm；开口应朝上或朝内；脚手架各杆件相交伸出的端头均应大于100mm，以防杆件滑脱。

13、标志杆

外脚手架钢管刷黄色油漆，剪刀撑及脚手架底部、中间（挑架分界线）、顶层相应水平面四周交圈设置黄黑相间的标志杆。

14、悬挑架

采用14#工字钢作悬挑主梁，长3-6m，挑出室外1.3m，部分阳台挑出室外3.9米，伸入楼层的长度不得少于1.4m（角部剪刀墙外除外）。

悬挑梁在楼层内设置两道锚固，一道设置在离外墙面0.1处，另一道设置在离外

墙面1.1外。

锚固部位预埋φ20钢筋U型卡环各l根，工宇钢放置在两根钢筋卡环之间，设置到位后，用楔子将工宁钢与卡环卡紧（里边一道钢筋卡环设置一根φ20钢筋销子，销子穿过工字钢腹板，克服水平力作用），以免工字钢倾覆或产生滑移，工字钢悬挑端焊吊环，用φ12钢丝绳及花蓝螺栓将工字钢与上层梁面预埋吊环进行斜拉，部分空调板悬挑工字钢室外过长，采用φ12钢丝绳及花蓝螺、将外架内排工宇钢再次进行斜拉减负，并在设置立杆部位焊接φ32短钢管，立杆套在短钢管内，以防立杆滑出工字钢面。

由于转角的特殊性（有结构砼墙）无法预留悬挑梁，故需在转角设置一根悬挑梁作为主梁，再辅以钢管支撑，转角处每一根立柱需支撑两根钢管，以保证强度不低于悬挑梁强度。

悬挑梁因其需承受脚手架荷载的作用，在脚手架施工过程中是不得拆除的，如遇到剪力墙与砖墙时，为留置悬挑梁，需在剪力墙或砖墙处预留出悬挑梁的位置，可采用预留木盒或包裹杂物的方法，包裹强度以悬挑梁能取出为标准。

15、卸料平台

该工程卸料平台主要考虑模板拆除后向上周转使用，要求尽量少装，因为模板材料占用体积均较大，且平台使用周期很短，从安全和经济角度出发，决定采用槽钢悬挑平台。

每个平台设三根悬挑槽钢，更确保卸料平台与外脚手架承受的荷重分流。

卸料平台的尺寸为1800X2000mm，并有1000mm的纵向延伸钢管作为防坠网承挂点，三面均为1.2m、0.6m两道安全护栏。

卸料平台在建筑物垂直方向应错开设置，使用期间应加强检查，确保施工安全。

16、升降机工作平台

升降机工作平台采用落地式独立双排外脚手架，架体高度超过40m时，应搭设卸荷拉杆，沿架体高度间距不得大于9m，卸荷拉杆与建筑物的预埋钢管相连接，预埋钢管埋深不得小于250mm。

升降机工作平台的基础承载力应达到60kN/㎡，升降机设置在地下室顶板上时，升降机底部应设置16#工字钢基座，工字钢基座支承在顶板框架梁上。

工作平台对应的每层楼面处必须设置连墙杆，连墙杆预埋钢管埋深不得小于250mm。

工作平台卸料层应满铺木脚手板，脚手板应与架体绑扎牢固，且靠近升降机侧应高于建筑物侧20-30mm。

工作平台在架体两侧及正面外侧两立杆之间应按标准设置扶手、中栏杆及挡脚板。

第三节:

落地式脚手架设计计算书

一、基本参数：

立杆纵距la=1.5m

立杆横距1b=0.9m

脚手架形式双排架

脚手架的步距h=1.8m

脚手架搭设高度H=21.4m

小横杆间距a=0.75m

连墙件布置形式二步三跨

脚手板类型竹串片脚手板

栏杆，档板类型竹串片脚手板挡板

连墙件扣件类型单扣件

脚手板的铺设层数nj=3层

同时施工层数ns=2层

二、小横杆的计算

小横杆按照均布荷载作用下的简支梁计算

1、小横杆荷载计算

脚手板的荷载标准值q1=0.35×0.75=0.26kN/m

活荷载标准值q2=2×0.75=1.5（kN/m）

2、强度计算

（1）、最大弯矩考虑为均布荷载作用下的简支梁弯矩计算公式：

其中：

1小横杆计算长度:

取1=0.9m

ql脚手板的荷载标准值ql=0.26kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到:

M=（1.2×0.26+1.4×1.5）×0.9＾2÷8=0.24kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

σ=M/W

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.24kN.m

经计算得到:

σ=0.24×1000000÷（5.08×1000）=47.24N/mm2

小横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求。

3、挠度计算

最大挠度考虑为均布荷载作用下的简支梁，计算公式：

其中：

1小横杆计算长度1=0.9m

Ⅰ截面惯性矩Ⅰ=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

q1脚手板的荷载标准值q1=0.26kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到:

最大挠度V=5×（0.26+1.5）×（0.9×1000）＾4÷（384×206000×12.19×10000）=0.6mm

最大挠度计算值小于等于1/150=6mm，并且小于10mm,故满足要求。

三、大横杆的计算:

大横杆按照集中荷载作用下的连续梁计算

1、荷载值计算

小横杆的自重标准值：

P1=0.03763×0.9=0.03KN

脚手板的荷载标准值：

P2=0.35×0.9×0.75=0.24KN

静荷载标准值:

P=0.03+0.24=0.27kN

活荷载标准值:

Q=2×0.9×0.75=1.35kN

2、强度计算

（1）、最大弯矩计算公式如下：

M=0.175×（1.2×P+1.4×Q）×1

其中：

1小横杆计算长度1=1.5m

P静荷载标准值P=0.27kN

Q活荷载标准值Q=1.35kN

经计算得到最大弯矩M=0.175×（1.2×0.27+1.4×1.35）×1.5=0.58kN.m

（2）、截面应力计算公式如下：

σ=M/W

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.58KN.m

经计算得到：

σ=0.58×1000000÷（5.08X1000）=114.17N/mm2

大横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求。

3、挠度计算

最大挠度计算公式:

其中:

1立杆的纵距1=1.5m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

P静荷载标准值P=0.27kN

Q活荷载标准值Q=1.35kN

经计算最大挠度V=1.146×（0.27+1.35）×（1.5×1000）＾3÷（l00×

206000×12.19×10000）=2.5mm

最大挠度计算值小于等于1/150=10mm，并且小于10mm，故满足要求。

四、扣件的抗滑承载力计算:

横杆的自重标准值P1=0.03763×（0.9+1.5）=0.09kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.5×0.9÷2=0.24kN

活荷载标准值Q=2×1.5×0.9÷2=1.35kN

荷载的计算值R=1.2×（0.09+0.24）+1.4×1.35=2.29kN

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:

R≤Rc

其中:

Rc扣件抗滑承载力设计值Rc=8kN

R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=2.29kN

扣件的抗滑承载力小于等于单扣件抗滑承载力设计值8kN，满足要求!

五、脚手架计算:

1、荷载计算:

每米立杆承受的结构自重标准值NG1=0.12×21.4=2.568kN

脚手板的自重标准值NG2=0.35×3×1.5×（0.9+0.3）=0.94kN

栏杆与挡脚板自重标准值NG3=0.14×1.5×3÷2=0.32kN

吊挂的安全设施荷载:

NG4=0.5×1.5×21.4=15.05kN

静荷载标准值NG=2.568+0.94+0.32+15.05=18.878kN

活荷载标准值NQ=2×2×1.5×0.9÷2=2.7kN

风荷载标准值Wk=0.7×0.74×0.6×0.35=0.11kN/m2

不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值N=1.2×18.878+1.4×2.7=26.43kN

考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值N=1.2×18.878+0.85×1.4×

2.7=23.84kN

风荷载标准值产生的立杆段弯矩:

Mwk=0.11×1.5×1.8＾2÷10=0.05kN.m

风荷载设计值产生的立杆段弯矩:

Mw=0.85×1.4×0.05=0.06kN.rn构配件自重标准值产生的轴向力:

NG2k=0.94+0.32+23.62=24.88kN

2、立轩的稳定性计算:

（1）、立杆的长细比计算:

其中:

10立杆的计算长度10=1.155×l.5×1.8=3.12m

I立杆的回转半径I=15.8cm

经过计算，立杆的长细比λ=3.12×100÷15.8=20

（2）、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中:

A立杆净截面面积:

取A=4.89cm2

N不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值;取N=38.17kN

Φ轴心受压立杆的稳定系数，由长细比λ的结果查表得到Φ

=0.947

不考虑风荷载时立杆的稳定性σ=38.17×1000÷（0.947×（4.89×100））=82.43N/mm2

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中:

A立杆净截面面积:

取A=4.89cm2

W立杆净截面模量（抵抗矩）;取W=5.08cm3

N考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值;取N=37.6kN

Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;取Mw=0.06kN.m

Φ轴心受压立杆的稳定系数，由长细比λ的结果查表得到Φ=0.947

考虑风荷载时立杆的稳定性σ=37.6×1000÷（0.947×（4.89×100））+（0.06×1000000）÷（5.08×1000）=93.01N/mm2，

不考虑风荷载时，立杆稳定性小于等于205N/mm2，满足要求。

考虑风荷载时,立杆稳定性小于等于205N/mm2，满足要求。

六、连墙件的计算:

（1）、风荷载产生的连墙件轴向力设计值按照下式计算：

N1w=1.4×wk×Aw

其中:

wk风荷载基本风压值，wk=0.11KN/m2

Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积：

Aw=16.2m2

经计算得到：

风荷载产生的连墙件的轴向力设计值N1w=1.4×0.11×16.2=2.49KN

（2）、连墙件的轴向力计算值按照下式计算：

N1=N1w+N0

其中N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；取N0=5kNNlw风荷载连墙件的连墙件轴向力计算值Nlw=2.49kN

经计算得到:

连墙件轴向力计算值Nl=2.49+5=7.49kN

（3）、连墙件轴向力设计值

Nf=Φ×A×[f]

其中:

Φ轴心受压立杆的稳定系数，由长细比λ查表得到中=0.995

A立杆净截面面积A=4.89cm2

[f]钢管的强度设计值[f]=205N/mm2

经过计算得到Nf=0.995×（4.89×100）×205÷1000=99.74kN

长细比λ计算:

其中:

1计算长度1=0.3m

I钢管回转半径I=15.8cm

经过计算，立杆的长细比λ=0.3×100÷15.8=2

连墙件轴向力计算值小于等于连墙件的轴向力设计值;满足要求。

连墙件轴向力计算值小子等于扣件抗滑承载力，满足要求。

第四节:

悬挂式挑架设计

悬挂式挑架是在建筑物上设置型钢支撑作为挑架搭设的基础，组成悬挑架支承结构，将脚手架荷载全部传递到建筑结构上，在型钢支撑土搭设扣件式双排钢管外脚手架。

悬挂式挑架的搭设间距及位置同落地式脚架立杆。

悬挑（挂）构件与梁板结构的连接，应预先预埋铁件或留好孔洞（短肢墙部位），保证连接可靠，不得随便打凿孔洞，破坏墙体。

脚手架立杆与似的连接，应在挑梁上焊短钢管（长150~200mm），其外径应比脚手立杆内径小（1.0-1.5mm），同时在立杆下部绑1-2道扫地杆，以确保脚手架底部的稳定。

脚手架须控制使用荷载，设计时主要考虑两步架同时进行装修作业，不得同时进行两步架以上的作业，搭设要牢固。

一、基本参数：

立杆纵距1a=1.5m

立杆横距1b=0.9m

脚手架形式双排架

脚手架的步距h=1.8m

脚手架搭设高度H=17.4m

小横杆问距a=0.75m

连墙件布置形式二步三跨

悬挑梁采用14号热轧工字钢槽口侧向放置

每根立杆下都有悬挑梁

悬挑长度1=1.3m

梁上支点距集中力作用点距离c=0.1m

支杆（吊绳）墙上支点距挑梁的垂直距离L2=2.9m

二、小横杆的计算

1、小横杆荷载计算

脚手板的荷载标准值ql=0.35×0.75=0.26kN/m

活荷载标准值q2=2×0.75=1.5（kN/m）

2、强度计算

（1）、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:

其中:

1小横杆计算跨度1=0.9m

q1脚手板的荷载标准值q1=0.26kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到:

M=（1.2×0.26+1.4×1.5）×0.9＾2÷8=0.24kN.m

（2）、截面应力计算公式如下:

σ=M/W

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.24kN.m

经计算得到:

σ=0.24×1000000÷（5.08×1000）=47.24N/mm2

小横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求。

3、挠度计算

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:

其中:

1小横杆计算跨度1=0.9m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

q1脚手板的荷载标准值ql=0.26kN/m

q2活荷载标准值q2=1.5kN/m

经计算得到:

最大挠度V=5×（0.26+1.5）×（0.9×1000）＾4÷（384×

206000×12.19×10000）=0.6mm

最大挠度计算值小于等于1/150=6mm，并且小于10mm，故满足要求。

3、大横杆的计算:

1、荷载值计算

小横杆的自重标准值:

Pl=0.03763×0.9=0.03kN

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×0.9×0.75=0.24kN

脚手板的荷载标准值:

P=0.03+0.24=0.27kN

活荷载标准值:

Q=2×0.9×0.75=1.35kN

2、强度计算

（1）、最大弯矩计算公式如下:

M=0.175×（1.2×P+1.4×Q）×1

其中:

1立杆的纵距1=1.5m

P静荷载标准值P=0.27kN

Q活荷载标准值Q=1.35kN

经计算得到最大弯矩M=0.175×（1.2×0.27+1.4×1.35）=0.58kN.m

（2）、截面应力计算公式如下:

σ=M/w

其中W钢管截面抵抗矩W=5.08cm3

M最大弯矩M=0.58KN.m

经计算得到:

σ=0.58×1000000÷（5.08×1000）=114.17N/mm2

大横杆强度计算值小于或等于钢管抗弯强度设计值205N/mm2，故满足要求。

3、挠度计算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和大横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

其中:

1立杆的纵距1=1.5m

I截面惯性矩I=12.19cm4

E弹性摸量E=206000N/mm2

P静荷载标准值P=0.27kN

Q活荷载标准值Q=1.35kN

经计算最大挠度V=1.146×（0.27+1.35×（1.5×1000）＾3÷（l00×

206000×12.19×10000）=2.5mm

最大挠度计算值小于等于1/150=10mm,并且小于10mm,故满足要求。

四、扣件的抗滑承载力计算:

横杆的自重标准值P1=0.03763×（0.9+1.5）=0.09kN

脚手板的荷载标准值P2=0.35×1.5×0.9÷2=0.24kN

活荷载标准值Q＝2×1.5×0.9÷2=1.35KN

荷载的计算值R＝1.2×（0.09+0.24）+1.4×1.35＝2.29KN

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：

R≤Rc

其中：

Rc扣件抗滑承载力设计值Rc＝8KN

R纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R＝2.29KN

扣件的抗滑承载力小于等于单扣件抗滑承载力设计值8KN，满足设计要求。

五、脚手架计算：

1、荷载计算：

立杆承受的结构自重标准值NG1＝0.12×17.4＝2.08KN

作业层面材料自重标准值NG2＝0.3587×1.5M＝0.54KN

整体拉结和防护材料自重标准值