高层建筑外脚手架施工方案中国工程监理人才网.docx
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高层建筑外脚手架施工方案中国工程监理人才网
高层建筑外脚手架施工方案
一、编制依据
1、****工程烟****施工图纸;
2、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）;
3、高层建筑施工手册;
二、工程概况
****工程（A、B区）由****房地产有限公司投资兴建，本工程为高层建筑，分别由****三栋塔楼组成。
其中，****由A、B栋塔楼组成，共32层，包括屋面女儿墙总高度为96.5m，其中地下室为1层，塔楼为31层。
****由A、B、C三栋塔楼组成，地下室都为1层，塔楼层数分别为30、28、27层。
****也由A、B、C三栋塔楼组成，地下室为一层，塔楼层数分别为28、28、30层****层数最多，层高最高。
本工程结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。
本工程****地下室层高为5.5m，首层层高为5m，其上每层层高都为3m。
考虑到房屋外脚手架荷载、工期等的影响，本工程外脚手架沿高度方向采用一次沿四周满搭设的方式，搭设高度至檐口，搭设方案如下：
搭设总高度约为98m（至檐口高度96.5.0m再加上1.5m）。
本工程根据建设方制定的相关外墙装修方案，我司从第六层楼面开始悬挑，共悬挑两次，在十九层楼面再悬挑一次。
六层楼面标高为：
17.00m，十九层楼面标高为：
56.00m。
采用工字钢悬挑及钢丝绳卸荷，十三层（标高为38.0m）、二十六层（标高为77.0m）卸荷两次，采用钢丝绳卸荷。
首层至五层采用落地式钢管脚手架搭设。
三、材料及要求
1、钢管
钢管包括立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、附墙杆等。
钢管采用外径为48mm，壁厚3.5mm，其材质应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合GB700-79《普通碳素结构钢技术要求》中A3钢的要求。
弯曲变形，锈蚀钢管不得使用。
脚手架钢管每根最大质量不应大于25kg。
钢管上严禁打孔。
2、扣件
扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。
扣件及其附件应符合GB978-67《可锻铁分类及技术条件》的规定，机械性能不低于KT33-8的可锻铸铁的制作性能，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定，螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定，垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。
扣件与钢管的贴合面必须严格整形，保证钢管扣紧时接触良好，扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的旋转面间隙小于1mm，扣件表面应进行防锈处理。
脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N•m时，不得发生破坏。
3、钢丝绳
钢丝绳选用6×19φ14光面钢丝绳，强度极限≥1850MPa，破断拉力总和≥134kN。
断股、锈蚀严重的钢丝绳不得使用。
工字钢选用16号工字钢。
4、脚手板
脚手板采用竹网片或钢筋网片，每三步铺一道，操作台满铺三步架。
5、安全网
按照本地区安全质量监督总站的有关规定，本工程中的安全网采用密目式安全网。
6、红白标志栏板
采用18cm高标准红白栏板。
每二层沿建筑物四周设置一道。
四、外脚手架构造：
本工程外脚手架从第六层开始悬挑，并采用工字钢悬挑及钢丝绳卸荷两次的方法支撑脚手架。
脚手架的具体构造说明如下：
1、平面布置：
立杆纵向间距1500mm，横向间距1000mm，内排立杆距离建筑物的距离为300mm。
立杆与大横杆必须采用直角扣件扣紧，不得隔步设置和遗漏。
且立杆的直接头应相互错开0.5节长，其接头距离大横杆的距离不大于步距的1/3。
2、立面布置
大横杆步距1800mm，上下横杆的接长位置错开布置，错开距离不小于纵距的1/3，扶手杆水平设置于每步架1.2m高处。
剪刀撑要求满设，并沿高连续布置，斜杆与立杆接触部位均用旋转扣件扣紧，其与水平杆的夹角在45°～60°之间，剪刀撑的节点应在同一水平和垂直线上，其接长必须采用搭接，搭接长度不小于1000mm，且不少于三个扣件，除在两头与立杆和大横杆连接外，中间还增加2～4个节点。
立杆和大横杆交点处一定设小横杆。
3、斜道搭设
斜道坡度为1：
3，宽度不小于1m，斜道脚手板应铺严，上面设厚3cm，间距不大于30cm的防滑条，转弯处搭设休息平台，宽度不小于1.2m，护栏高度1.2m。
斜道设置在便于人员通行的脚手架外侧。
用安全网封闭，外设踢脚板，通道两侧设置剪刀撑，进出口搭设防护棚，并悬挂标志牌。
4、纵向水平杆的构造
纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨。
纵向水平杆采用对接扣件连接，符合下列规定：
纵向水平杆的对接扣件交错布置：
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
5、横向水平杆的构造
主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。
主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。
在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度，不应大于0.4L，且不应大于500mm。
作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。
6、立杆的构造
⑴.每根立杆下端设置在木垫板上。
⑵.脚手架必须设置纵横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
⑶.脚手架底层步距为2.0m。
⑷.立杆必须用连墙杆与建筑物可靠连接。
⑸.立杆除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
对接应符合下列规定：
①.立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步矩的1/3。
②.搭接长度不应小于1m，应采用不少于3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，且不大于150mm。
脚手架构造简图详见附图一、二、三。
五、节点构造
1、连墙杆
为了增强脚手架的侧向刚度及稳定性，在外脚手架于建筑物之间设置连接杆，设置说明如下：
⑴.连接杆用短钢管制成，长度约500～800mm，一端用扣件固定于脚手架的立杆上，另一端与预埋钢管连接，且连墙杆均采用钢管。
连接杆水平间距4.5m，按二步三跨设置，上下错开，成菱形布置。
⑵.连接杆尽可能设置在立杆与大、小横杆的连接处，与脚手架架体垂直，如在规定的位置上设置有困难，应在邻近点补足。
2、卸荷两次
搭设总高度约为98m（至檐口高度96.5m再加上1.5m）。
从第六层楼面（标高为17.0m）开始悬挑，第十九层（标高为56.0m）再悬挑一次。
同时，采用钢丝绳卸荷，十三层（标高为38.0m）、二十六层（标高为77.0m）分别卸荷三次，采用钢丝绳卸荷。
首层至五层采用落地式钢管脚手架搭设。
用单根钢丝绳（选用6×19φ14光面）在架体的外排卸荷一次，钢丝绳一端牢固拉结于立杆下的工字钢上，另一端通过M20花篮螺栓与结构上预埋的φ20钢筋环上。
钢丝绳两端绕环的搭接长度不小于50cm，不少于3只钢丝绳绳卡固定。
工字钢用吊两道预埋钢箍固定在结构上。
3、吊环
吊环是卸荷钢丝绳与结构的连接件，用φ18钢筋制成，预埋在混凝土内，水平间距1.5m。
工字钢间距为1.5m。
卸荷装置详见附图四、五。
工字钢悬挑详见附图六。
六、脚手架的设计计算
1、斜拉钢丝绳卸荷设计要点
⑴.按最大斜拉吊点竖向距离计算，为七层，7×3=21.0m。
⑵.吊点水平间距以1个立杆纵距为宜，该例L=1×1.5=1.5m。
⑶.为减少斜拉引起的水平力，避免立杆与小横杆连接扣件发生滑移而引起立杆向里弯曲变形，应使斜拉钢丝绳与水平短横杆的交角a尽量大，本工程钢丝绳投影长度为2层楼高，为6.0m。
⑷.斜拉钢丝绳用花蓝螺栓拉紧，做到所有钢丝绳拉紧程度基本相同，避免钢丝绳受力不均匀。
⑸.吊点必须在立杆与大横杆、小横杆的交点处，钢丝绳必须有大横杆底部兜紧。
2、荷载计算
卸荷一次的荷载计算：
卸荷按21.0m计算。
初步设计为：
立杆横距b=1.0m，立杆纵距L=1.50m，内立杆距建筑物墙外皮距离b1=0.30m;脚手架步距h=1.80m。
同时铺脚手板层数为3层，同时进行施工层数为2层。
脚手架与建筑主体结构连接点的布置，其竖向间距H1=2h=2×1.80=3.6m，水平距离L1=L=1×1.50=1.5m，钢管为ф48×3.5。
搭设高度为24.0m。
恒载：
⑴.脚手架结构自重（包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等自重）：
查手册表4-3-19（第243页）：
由插入法得：
当纵距为1.5m，步距为1.8m时每米立杆结构自重标准值：
gk=0.1248KN/m。
按21.0m计算时：
NG1K=21.0m×0.1248KN/m=2.62KN
式中：
NG1K——为结构自重标准值。
⑵.构配件自重（包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等）：
查手册表4-3-17（第241页）：
由插入法得：
NG2K=1.715÷2=0.86KN
式中：
NG2K——构配件自重标准值。
活载
⑴.施工荷载：
QK=3.0KN/m2，查手册表4-3-18（第242页）得：
NQK=6.3÷2=3.15KN
式中：
NQK——活荷载标准值。
⑵.风荷载：
ωk=0.7•βz•μz•μs•ω0
式中：
ωk——风荷载标准值（KN/m2），
βz——风振系数，取1.0;
μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用。
地面高度为100m，取值为1.79。
μs——脚手架风荷载体型系数，对全封闭脚手μS=1.3，为按脚手架情况确定的挡风系数，插手册表4-3-3（第234页）得=0.092.
所以μs=1.3×0.092=0.120。
ω0——基本风压（KN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》采用。
该地区取0.7KN/m2。
ωk=0.7×1×1.79×0.12×0.7=0.09KN/m2。
3、横向水平杆计算
⑴.小横杆强度验算：
最不利荷载组合条件下的计算简图如下：
因为q恒所占比重较小，因此可偏安全简化，按下式计算Mmax：
=
q=1.2（GK•C+gK）+1.4KQQM•C
式中GK——脚手板自重，查表得,GK=0.35KN/m2;
C——小横杆间距，C=0.75;
gK——钢管单位长度的自重，查表得，gK=38.4N/m;
KQ——施工活荷载不均匀分布系数，一般取KQ=1.2;
QM——施工荷载标准值，取3.0KN/m2;
q=1.2（350×0.75+38.4）+1.4×1.2×3000×0.75=4141N/m;
=517.63N•m
验算抗弯强度：
式中：
W——小横杆钢管净截面抵抗矩，由钢管规格ф48×3.5，查表得W=5080mm3。
所以：
<205N/mm2
安全。
⑵.小横杆挠度计算
挠度按下式进行近似计算，可偏于安全：
式中，E、I为钢管材料弹性模量和钢管截面惯性矩，查表得：
E=2.06×105N/mm2，I=121900mm2，b为小横杆跨度，为1000mm。
2.15mm<1/150×1000=7mm
小横杆挠度满足要求。
⑶.扣件抗滑验算
每个扣件抗滑按8KN进行验算。
小横杆支座处的剪力为：
V=4141N/m×1.0m÷2=2.071KN<8KN
4、纵向水平杆计算
⑴.纵向水平杆强度计算
可近似按下图进行计算：
按三跨连续梁计算。
图中F1为小横杆与大横杆交点处支座反力的最大值。
F1=bq/2=0.8×4141÷2=1656.40N
因为活荷载约占90%，因此可近似全按活荷载考虑：
Mmax=0.213FL=0.213×1656.4×1.50=529.22N•m
<>
安全。
⑵.大横杆挠度验算
=1/408<1/150
挠度满足要求。
⑶.扣件抗滑验算
抗滑最大力为：
1656.4N×2=3.313KN<8KN
满足抗滑要求。
5、连墙杆计算
⑴.稳定性验算：
由风荷载产生的连墙杆的轴向力设计值为：
Nw=1.4ωkAw=1.4×2×1.8×3×1.5×0.09=2.04KN
连墙杆轴向力设计值按下列公式计算：
Nl=Nw+3=2.04+3=5.04KN
连墙杆计算长度，按最不利考虑为：
l0=立杆横距+内立杆距外墙的距离=1.0+0.3=1.3m。
λ=l0/i=1300/15.8=82.28，根据λ查表得=0.669。
N/mm2
⑵.连墙杆抗滑验算：
根据Nl=5.04KN<8KN
满足抗滑要求。
6、脚手架搭设理论高度计算
立杆采用单立杆，脚手架搭设理论高度Hs按下列公式计算。
不组合风荷载：
Hs=
组合风荷载时：
Hs=
fcm——kf-MW/W
式中：
k——考虑脚手架工作条件的结构抗力调整系数，可取0.725。
f——钢材的抗压强度设计值，采用205N/m2;
A——立杆毛截面积，取489mm2;
——轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比查表得：
=0.243;
λ——长细比，λ=l0/i=μh÷15.8=1.5×1800÷15.8=170.8;
Mw——所计算立杆的风荷载设计值：
==0.06KN•m
fcm——考虑风荷载后钢材的抗压强度设计值。
则不组合风荷载时：
Hs==81.58m
最大允许搭设高度
[H]==57.86m。
组合风荷载时：
fcm=kf-MW/W=0.725×0.205-0.06/5.08=0.137
Hs==66.00m
[H]==49.62m
最大允许搭设高度为49.62m。
最大高度满足要求，但是根据需要第六层楼面及第十九层楼面分别悬挑一次，同时，在十三层及二十六层用钢丝绳卸荷。
7、悬挑钢梁及钢丝绳卸荷计算：
钢丝绳1跨一斜拉，间距1.5m，工字钢每跨悬挑，间距1.5m。
计算简图如下图：
⑴.先计算架子一个卸荷段荷载设计值：
按高度为21.0m。
N=1.2（NGIK+NG2K）+1.4NQK=1.2×（2.62+0.86）+1.4×3.15=8.59KN。
⑵.求每个吊点所承受的荷载，吊索拉力及吊点位置小横杆所受压力。
所卸荷载，宜考虑架子全部荷载由卸荷点承受，这样即使架子要下塌，钢丝绳也能把它吊起来。
实际架子处于被吊状态，这是很安全的。
每根立杆中有1根立杆设两处斜拉点，即架子每隔1个纵距，设一个斜拉点，每个斜拉点由两根钢丝绳（两个吊点）承担。
每个吊点所受荷载P1按下式计算：
P1=N×Kx
式中K1——荷载不均匀系数，取1.5。
P1=8.59×1.5=12.89KN
因为C点没有垂直反力，因此A、B两点斜拉钢丝绳的垂直分力与该点作用荷载P1相等。
TAO==1.02P1=13.15KN
TAB=-P1×=-2.79KN
TBO==1.0P1=12.89KN
TBC=-P1×=-0.64KN
TBC=-（2.79+0.64）=-3.43KN
单独考虑使用工字钢也必须安全，由平衡条件可知道：
P3×0.5=12.89×0.3+12.89×1.3—P4×1.5
P3+P4=P1+P2
P3=18.05KN
P4=7.73KN
7.1.验算钢丝绳及工字钢的抗拉强度
钢丝绳计算：
按下列公式
Px≤
式中：
Pg——钢丝绳计算拉力，为13.15KN;
PG——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）;
a——考虑钢丝受力不均匀的钢丝坡断拉力换算系数，取0.85;
K——钢丝绳使用安全系数，取8。
若采用6×19，绳芯1纲丝绳：
=8×13.15/0.85=123.76KN
选用ф14的钢丝绳，Pg=134.0>123.76KN
安全。
工字钢计算：
支座处的弯矩及剪力为：
MC==0.5×（12.89×0.32+12.89×1.32）=11.47KN•m
NC=12.89+12.89=25.78KN
抗弯强度验算：
选择16号工字钢。
=67.79≤205N/mm2，满足要求
抗剪强度验算
=N/mm2，满足要求。
挠度验算：
=≤，挠度满足要求。
7.2.选择与钢丝绳配套的卡环
钢丝绳吊环：
由已选ф14钢丝绳，查表得适用的卡环为2.1，其安全荷重21KN>13.15KN。
安全。
7.3.计算工程结构上的预埋吊环
根据《混凝土结构设计规范》的规定，吊环多采用钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋，吊环埋入深度不应小于30d（钢筋直径），并应焊接或绑扎勾住结构钢筋。
每个吊环可按两个截面计算，吊环拉应力不应大于50N/mm2。
吊筋面积Ag===132mm2。
选ф18，则Ag=254.5>132mm2。
安全。
工字钢箍环面积Ag===259mm2。
选ф20，则Ag=314.2>259mm2。
安全。
可满足要求。
8.验算吊点处扣件抗滑承载能力
每个扣件承载能力设计值为8KN。
吊点处，水平方向分力最大分力为3.43KN，采用单扣件就满足要求了。
但垂直方向分力为12.89KN，只有1个扣件显然不够，所需扣件数为2个。
因此采取措施，防止大横杆被钢丝绳兜起沿立杆向上滑移，采用附加立杆。
每个节点共有4个扣件抵抗向上滑移，能保证大横杆不沿立杆向上滑移。
9、验算卸荷点处连墙件
⑴.稳定性验算：
由风荷载产生的连墙杆的轴向力设计值为：
Nw=1.4ωkAw=1.4×2×1.8×3×1.5×0.09=2.04KN
连墙杆轴向力设计值按下列公式计算：
Nl=TAB+Nw+3=3.43+2.04+3=8.47KN
连墙杆计算长度，按最不利考虑为：
l0=立杆横距+内立杆距外墙的距离=1.0+0.3=1.3m。
λ=l0/i=1300/15.8=82.27，根据λ查表得=0.669。
N/mm2
⑵.连墙杆抗滑验算：
根据Nl=8.47KN>8KN
单根钢管不能满足扣件抗滑的要求，采取双钢管的方法。
才能满足抗滑要求。
10、卸料平台的计算
由于卸料平台根据施工实际情况确定，施工中，根据具体搭设部位的要求进行计算，其计算方法同卸荷外脚手架，采用6×19φ14光面钢丝绳卸荷。
控制堆载不超过3000N/m2。
我司将另行编制《卸料平台施工施工方案》。
七、脚手架的搭设
1.施工准备
技术人员应熟悉上部图纸，熟悉各个部位及高度的结构变化，项目部应组织必要的物料进场，其中包括φ48×3.5mm钢管、对接卡口、直角扣件、旋转扣件和安全网等，以备外脚手架搭设使用;有关作业班组应组织足够的作业人员，准备外脚手架的搭设;同时在施工前，应当组织有关技术人员和安质人员对作业班组进行作业前技术、安全交底。
架子工必须具备国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》的条件，经过培训、考核、取得安全操作证并经体检合格后方可从事脚手架安装、拆除作业。
2.基础处理
本工程外脚手架基础位于地下室混凝土屋面顶板上，可直接在外架钢管下面垫木方。
3.脚手架搭设要求
外脚手架搭设的基本要求是：
横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。
4.外脚手架的搭设顺序
外脚手架的搭设应严格遵循以下顺序：
铺木方→摆放扫地杆→逐根树立立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第三、四步大横杆和小横杆→安连墙杆→接立杆→加设室外地坪夯实后，再铺木方。
5、脚手架的搭设
脚手架的搭设除了按顺序搭设处，还得注意下列事项：
①按照规定的构造方案和尺寸进行搭设;
②及时与结构拉结或临时支顶，以确保搭设过程的安全;
③拧紧扣件（拧紧程度要适当）;
④有变形的杆件和不合格的扣件（有长度、扣接不紧等）不能使用;
⑤搭设工人必须佩挂安全带;
⑥随时校正杆件的垂直和偏差避免偏差过大;
⑦没有完成的脚手架，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以发生意外;
6、建筑物出入口处脚手架的搭设
建筑物出入口处的脚手架，应根据出入口的高度和宽度采用平行弦桁梁结构形式在开口处的两边要采用双立杆，悬空立杆下要设安全扣件，此处的连接要加密，每步设置，同时在洞口边及其上设置剪刀撑。
出入口脚手架的上方要有安全可靠的隔离防护设施，一般为在出入口处的外侧设置双层防护棚，防止物体堕落伤人，保护出入人员。
7、安全网
脚手架的外侧要满挂安全立网，立网的下口与立杆或建筑物要牢固的扎结，固定点的间距应不大于50cm，下边沿设挡脚板，上下两网之间的拼接要严密。
立网平网与施工作业面边沿的最大间缝不得10cm。
8、搭设的一般规定
⑴.架子工应熟悉图纸，熟悉现场具体情况，了解技术交底意图和施工操作方法，并将符合要求的钢管、扣件等材料运至现场，分类存放，搭设前清除障碍物。
⑵.架子工作业时，必须佩带好安全帽、系好安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋作业，工具及零件应放在工具包内，服从指挥，集中思想、相互配合，拆除下来的材料不乱抛、乱扔。
脚手架作业下方不准站人，架子工不准在脚手架上打闹、嬉笑。
⑶.凡遭遇六级以上大风或下雨天气时，不得进行作业。
雨后作业应待脚手架上雨水吹干后进行，防止滑落。
⑷.在靠近电源处拆除脚手架时，必须将电源先切断或严密防护，必要时变更位置后方可进行作业，不允许将电源线拉在脚手架上，以防止漏电伤人。
⑸.不在脚手架上附装机械设备，悬挑平台拉缆风绳及搭（接）卸料槽（斗）等。
8、搭设规定
⑴.搭设双排脚手架，先立里排立杆，后立外排立杆，立杆的垂直偏差不得大于1/200架高，相邻两根立杆接头错开500mm，并不在同一步距内。
⑵.大横杆架设在立杆内侧，同一水平面的内外大横杆接头错开一跨距。
大横杆水平偏差控制在50mm内。
⑶.小横杆垂直置于大横杆之下，用扣件与立杆紧固连接，小横杆伸出大横杆之外，不应小于100mm，靠近一面，距离100～150mm，小横杆应水平、不得内高外低。
⑷.剪刀撑的位置从脚手架两端开始连续设置，竖向全高。
剪刀撑的斜杆设在立杆外侧，与大横杆成45°～60°夹角。
⑸.为保证架子的稳定性，搭设剪刀撑时，将斜杆间隔的扣在立杆上和小横杆的伸出部分上。
⑹.用对接扣件连接大横杆时，扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝
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