落地式脚手架和悬挑脚手架.docx
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落地式脚手架和悬挑脚手架
落地式脚手架和悬挑脚手架
一、工程概况
象山县客运东站工程·高层主楼，建筑面积为25000㎡。
地上主楼20层、裙房3层，地下一层地下室。
悬挑脚手架设置位置：
主楼于5层、10层、15层位置安放16#槽钢。
二、钢管扣件式脚手架设计方案
1、脚手架的主要配件及材料选用
1.1现场脚手架钢管采用有生产许可证的厂家生产的直径48mm，厚3.0mm的3号普通钢管，表面平整光滑，无锈蚀、裂纹、分层、划道，符合现行国家《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定，并有产品出厂合格证。
1.2采用可锻铸铁做的扣件，其材质符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，扣件必须有生产许可证，产品必须有出厂合格证，无裂纹、气孔、砂眼等缺陷，贴面平整，活动部位灵活，夹紧钢管时，开口处最小距离不小于5mm，在螺栓拧紧扭矩力达65Nm时，不得发生破坏。
1.3脚手片采购必须注重质量，有一定的厚度，并且编织紧密。
1.4安全网用绿色阻燃密目安全网，必须满足2000目/100cm2，做贯穿试验不穿透，6×1.8m的单张中质量不少于3.0kg，安全网必须有生产许可证和质量合格证以及建筑安全监督部门发放的准用证，严禁无证不合格产品。
在悬挑脚手架位置加设挑网一圈，从架体外3m。
1.5主体施工阶段外脚手架的面自一层开始用聚丙烯密目安全网全部封闭，直到屋面以上1.2m，该网一直保留到外架装饰结束。
2、悬挑式脚手架的设计、计算及构造
2.1设计依据：
国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ130-2001）；
国家行业标准《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
国家行业标准《钢结构设计规范》（GBJ17-88）
国家行业标准《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）。
2.2搭设方式与主要参数
脚手架用φ48×3.0钢管和扣件搭设成双排架，其横距为1.05m，纵距为1.5m，步距为1.8m；（即五层一挑）
脚手架立杆下部支撑在用型钢制作的水平悬挑梁上；
脚手架搭设高度共9步，计15m高；
里立杆离墙面0.4m；
每2步设一层毛竹片；
施工作业层按2层计，每层活荷载为3KN/m2；
脚手架外立杆里侧挂米木安全网封闭施工；
剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置；
其他搭设要求遵照JGJ130-2001执行。
3、荷载取值与组合
3.1脚手架结构自重（包括立杆、纵、横、水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）
查（JGJ130-2001）规范（以下简称规范）表A-1得；
NG1K=15×0.1248=1.872NK
3.2构、配件自重
3.2.1外立杆
（1）毛竹片，按2步一层及共5层，单位荷载按0.10KN/m2计：
NG2K-1=（5×1.05×0.10）/2=0.3938KN
（2）栏杆、挡脚板（挡脚板按三层计）查表4.2.1-2
NG2K-2=3×0.14×15+2×1.5×0.384+2×2×0.0132=0.9132KN
（3）安全网
NG2K-3=18×1.5×0.01=0.27KN
（4）合计
NG2K=0.3938=0.9132+0.27=1.57KN
3.2.2内立杆
（1）毛竹片
NG2K-1=5×1.05×1.5×0.10/2+0.3×1.5×2×0.10=0.4838KN
（2）纵向横杆（搁置悬挑部分的毛竹片用）
NG2K-2=2×2×1.5×0.384+2×2×0.0132=0.2832KN
（3）合计：
NG2K0.4838+0.2832=0.757KN
3.2.3施工荷载
外立杆N2K=2×1.5×1.05×3/2=4.725KN
里力杆NQK=4.725+0.3×1.5×2×3=7.425KN
3.2.4垂直荷载组合
外立杆N1=1.2×（2.2462+1.577）+1.4×4.725=11.203KN
里力杆N2=1.2×（2.2462+0.757）+1.4×7.425=14.011KN
4、水平悬挑梁计算（见计算简图）
选用16a槽钢W=108.3cm3，自重q=17.23kg/m
水平挑梁端部增加斜拉杆，故挑梁简化为支梁计算弯距。
Mmax=N2a2b2/l=N1a2b2/l=1/8（ql2）
=14×3×1.1/4.1+11×4.05×0.05/4.1+1/8×0.17×4.12
=11.27+0.54+0.36=12.167KNM
σ=M/W=12167000/0.938×108300=120N/m2＜205N/m2（安全）
5、立杆强度及稳定性计算
5.1无风载时，立杆最大垂直力为14.011KN
立杆步距1.8m
立杆计算长度，根据第5.3.3条规定
lo=1.155×1.5×180=312cm
则细长比λ=312/1.58=197.5
查附录C，φ=0.185
立杆轴向压应力f=14011/（0.185×489）
=154.88N/mm2＜205N/mm2（安全）
5.2在风载作业下，外立杆稳定性计算
建筑物最大高度按67.5m计，最后一组挑架假设从67.5-10×1.8=59.5m开始搭设，此情况立杆垂直度最大，相应风载也大。
基本风载0.55KN/m2，高度变化系数（B类）1.964
查表A-3，敞开式脚手架的挡风面积为1.8×1.5×0.089=0.2403m2
密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，脚手架综合挡风面积为：
（1.8×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2
其综合挡风系数φ=1.047015/（1.8×1.5）=0.5445
背后开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数为1.3φ，则脚手架所承受风载标准值（按4.2.3计算）
07×0.55×1.964×（1.3×0.5445）=0.5352KN/m
由风荷载设计值产生的外立杆弯距（据公式5.3.4）
Mw=0.85×1.4×0.5352×1.5×1.82/10=0.3045KNm
组合风载后外立杆压弯应力
F=11203.1/（0.185×489）+0.3095×106/（5.08×103）
=184.77N/mm2＜205N/mm2（安全）
6、连墙件设计
6.1按照常规的做法连墙件二端分别用一个扣件与立杆和墙体预埋件连接，按照规范（5.4.1）公式进行多次试算。
一个扣件所传递轴向力设计值均大于表5.1.7所列一个直角扣件、旋转扣件的抗滑承载力设计值8KN，故决定采用2个扣件进行连接，即连墙杆一侧分别与里外立杆同时连接，另一侧在建筑物内、外墙面各加两只直角扣件扣紧，或者在建筑物上预埋钢板，在预埋钢板上焊上一短钢管，通过两只旋转扣件与连墙件连接；这样，连墙件所能传递的轴向力设计值可达2×8=16KN。
6.2脚手架高度在50m以下，采用两只扣件连接时，连接件按2步2跨设置，连墙件的轴向力设计值按公式5.4.1计算为：
W50=1.4×0.7×0.55×（1.3×0.5445）×1.67×（5.4×3）+5=15.32＜16KN（安全）
6.3脚手架高度在50m以下采用两只扣件连接时，连墙件按3步2跨设置，连墙件的轴向设计值为：
W100=104×0.7×0.55×（1.3×0.5445）×2.09×（3.6×3.0）+5
=13.61KN＜16KN（安全）
7、大横杆计算
应力σ=M/W≤f
弯距M=1.2Mck+1.42Mθk
Mck—脚手板在自身，标准值产生的弯距
Mθk—施工荷载标准值产生的弯距
Mck=0.393×1.05×1.5×1.05/8=0.08KNM
Mθk=3×1.05×1.5×1.05/8=0.62KNM
M=1.2Mck+1.42Mθk
1.2×0.8+1.4+0.62=0.096+0.868=0.964KNM
σ=M/W=0.964KNM/5.08cm3=964000/5080=189.76＜205K/mm2（安全）
8、机件抗滑验算
按公式R≤Rc
内立杆N1=14.011KN
外立杆N2=11.203KN
R=14.011/2=7KN＜Rc=8KN（安全）
9、预埋件卡环抗剪验算
拉力N=Ra=10.92KN
卡环面积F=πR2=3.14×82=200.96mm2J=130N/mm2
抗剪力N1=200.96mm2×130N/mm2=26.125KN＞10.92（安全）
10、斜拉杆计算
在实际施工中，由于挑梁不能按1.5m间距设置，且悬挑长度＞1.45m，故采用在挑梁端部设置斜拉杆。
10.1斜拉杆计算
∑y=0N1+N2-RDSin600=0
11.20+14.01-RD×0.866=0
RD=（11.20+14.01）/0.866
=29.11KN
N2N1
RD
600
10.2斜拉杆设计
选用L50×5角铁A=480mm2自重=3.77kg/m
抗拉F=Af=480×170=81600N=81.6KN＞29.11KN（安全）
10.3斜拉杆连接螺栓计算
螺栓选用M24净面积F=353mm2
材料抗拉强度170N/mm2
材料抗剪强度130N/mm2
M24螺栓J=Ff=353×130=45.89KN＞29.11KN（安全）
10.4吊点铁板及孔销计算
吊点铁板选用-15×30δ=15F=30×15=450mm2
抗剪力J=450×130=58.5KN＞29.11KN（安全）
埋入铁板孔销选用φ25ι=300F=490.8mm2
抗剪力J=490.8×130=63.8KN＞29.11KN（安全）
10.5悬挑架平面外联系采用[8，挑梁与联系梁连接采用M14。
三、悬挑脚手架第一步，搭设安全措施
由于悬挑梁第一步搭设时，埋件砼强度未达到设计值，必须借助挑梁下面落地脚手架承受，第一、二步挑架荷载。
故必须采用下图示措施传递荷载（见附图1：
悬挑架起步翻架示意图）
四、落地式脚手架构造及搭设
1、六层（含六层以下）钢管脚手架均采用落地式双排钢管扣件脚手架，排距Lb选用1.05m，步距h选用1.8m，最大柱距Lmax选用1.5m，连墙件每两步两跨设一点。
各栋号落地脚手架从地下室顶板开始搭设-1.2m，地下室从-6m开始搭设至±0.000.
2、立柱构造要求
立柱接头必须采用对接扣件对接，相对应符合以下要求：
立柱上的对接扣件应交错布置，两个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。
3、纵向水平杆构造要求：
3.1纵向水平杆设置在横向水平杆之上，并以直角扣件扣紧在横向水平杆上。
纵向水平杆在操作层的间距不宜大雨400mm。
3.2纵向水平杆的长度一般不宜小于跨，并不小于6m，
3.3纵向水平杆一般宜采用对接扣件连接，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。
端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100mm
4、横向水平杆的构造要求
双排架的横向水平杆两端采用直角扣件固定在立柱上，靠墙一侧的外伸长度一般为400㎜。
5、竹笆脚手板的构造要求：
5.1竹笆板主筋垂直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、2㎜的镀锌钢丝固定在纵向水平上。
5.2同时进行结构施工的操作层不多二层，自操作层的脚手板往下每隔10m 应满铺一层脚手板。
5.3脚手板禁止挑头板。
6、连墙件布置及构造要求：
6.1连墙件应采用花排均匀布置，连墙件宜靠近节点设置，并采用刚性节点，偏离主节点的距离不应大于300㎜。
6.2连墙件垂直间距、水平间距分别控制在两步两跨；连墙件必须从底步第一根纵向水平杆开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定。
6.3当脚手架下部不能设连墙件时可采用抛撑，抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45度至60度之间，连接点中心距主接点的距离不应大于300㎜，抛撑在连墙件搭设后方可坼除。
6.4连墙件中的中的连墙杆宜呈水平并垂直于墙面设置，与脚手架连接的一端可稍微下斜，不容许向上翘起。
7、剪刀撑与横向支撑的构造要求
7.1沿脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架外侧面整个长度与高度用斜杆搭成剪刀撑，自上而下循序连续设置。
7.2每道剪刀撑跨越立柱的根数宜在5—7根之间，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾角宜在450—600之间。
7.3剪刀撑斜拉杆的接头必须采用搭接，搭接要求跟以上构造要求相同。
7.4剪刀撑斜拉杆应用旋转扣件固定在之相交的横向水平杆伸出端或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
7.6横向斜撑应在同一节间，由底至顶呈连续布置。
8、门洞构造要求
8.1洞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。
8.2洞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。
9、之字型斜道构造要求及斜道脚手板构造要求
9.1斜道宜附着在脚手架或建筑物上，但斜道杆件要独立设置，人行斜道宽度不应小于1m，坡度宜采用1：
3（高：
长），拐弯处宜设置平台，宽度不应小于斜道宽度。
9.2斜道两侧平台外围均必须设置栏杆及挡脚板，栏杆高度为1.2m，挡脚板高度不应小于150mm。
9.3斜道脚手板横铺时，应在横向水平杆上增设纵向支撑斜杆，斜杆间距不应大于500mm。
9.4脚手板顺铺时，接头宜采用搭接，下面的板头应压住上面的板头，板头的凸棱处应用三角木填顺。
9.5人行斜道的脚手板上应每隔250—300mm设置一根防滑木条，木条厚度宜采用20—30mm。
10.脚手架地基与基础构造要求
立柱下端应设底座或垫块，底座一般用14—16的槽钢铺设应根据立柱传下的集中荷载对地基进行验算。
自然地面不处理，地耐力按
60KN/㎡计算：
立杆下面积X=14/60=0.23㎡
立杆下垫块面积0.5m×0.5m=0.25㎡>0.23㎡（安全）
五、脚手架搭设顺序
1．按脚手架的柱距、排距要求进行放线、定位。
2．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……。
六、脚手架搭设注意事项
1．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。
2．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。
3．开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。
4．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。
5．封闭型脚手架的同一步纵向水平杆必须四周交圈，用直角扣件与内、外角柱固定。
6．双排脚手架的横向水平杆靠墙一端至墙装饰面的距离不应大于100mm。
7．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。
8．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距离不应大于150mm。
9．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。
10．铺设脚手板时，应满铺、铺稳，靠墙一侧立墙面距离不应大于150mm。
脚手板的端头应采用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支撑杆上，在拐角、斜道平口处的脚手析，应与横向水平杆可靠连接，以放置滑动。
11．樽和挡脚板应搭设在外排立柱的内侧，上樽上皮1.2m，中樽居中设置，挡脚板高度不应小于150mm。
12．脚手架搭设完毕后，必须经有关部门验收后，方可投入使用。
七、脚下架拆除要点
1．划出工作区域，禁止行人进入。
2．严格遵守拆除顺序，由上而下，后绑者先拆除，先绑者后拆除，一般先拆樽脚手板，剪刀撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等。
3．统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一个人有关的结扣时，应先告知对方以防坠落。
4．材料工具要用滑轮和绳索运送不得乱扔。
八、脚手架工程附图
高层公寓A、B、C楼挑架挑梁材料表
序号
名称
规格
单位
数量
重量
备注
1
挑梁
[16a
根
58×8
42115kg
2
联系梁
[8
M
200×8
12864kg
3
斜拉杆
L50×5
根
58×8
6122kg
4
斜拉板
-15×80
τ=200
块
58×8
5
锚筋
φ25
τ=500
根
58×8
893kg
6
螺栓
M24×40
只
116×8
220kg
7
定位筋
φ16
根
116×8
3063kg
8
锚固筋
φ18
根
116×8
3063kg
挑架平台焊缝计算
1、斜拉杆连接焊缝
（1）计算依据：
GBJ17-88钢结构设计规范
（2）角焊缝抗拉、抗压和看剪：
ftw=160N/mm2
焊条为E350，手工焊
（3）斜拉杆最大拉力N=43KN（见原方案）
（4）焊缝连接计算
当力平行焊缝长度方向：
τf=N/×lw≤ftw
τf——按焊缝有效截面计算沿焊缝长度方向的剪应力
he——角焊缝有效厚度，对直角焊缝等于0.7hf，hf为小边尺寸
ftw——角焊缝强度设计值
a、当he=5mm时：
τf=43KN/5×180=43000N/900=48N＜160N（安全）
b、当he=4mm时：
τf=43KN/4×120=43000N/480=82N＜160N（安全）
结论：
斜拉杆连接焊缝必须lw≥120mm，he≥4时，可以满足安全要求。
2、挑梁水平推力焊缝计算
（1）挑梁最大水平推力计算
H=Ncos600=43×0.5=21.5KN
N
60
H
（2）挑梁水平力焊缝计算
lw=H/heffw=21500/5×160=26.88mm
结论：
挑梁水平焊缝lw≥27mm安全。
脚手架钢丝绳代替型钢斜拉杆复核计算书
1、代替说明：
因本工程局部挑脚手架拉杆采用φ16钢丝绳代替角钢┗50×5型钢斜拉杆。
2、复核计算
计算简图：
600┗50×5
φ16钢丝绳
HN2N1
L
型钢斜拉杆┗50×5拉力为43.67KN（见原设计计算书），φ16钢丝绳拉力小于型钢拉杆的拉力，为更安全，仍取43.67KN，φ16钢丝绳的破断拉力为152KN。
安全系数：
K=152/43.67=3.5（安全）
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