根据最新规范JGJ130要求 型钢悬挑脚手架方案.docx
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根据最新规范JGJ130要求型钢悬挑脚手架方案
**工程
型钢悬挑脚手架施工方案
编制单位：
*********项目部
编制人：
******
编制日期：
2012年6月
审核人：
******
审核日期：
2012年6月
审批人：
******
批准时间：
2012年6月
一、工程概述
本工程位于下部为全地下车库，为框架结构，地上为住宅为全剪结构。
二、设计要点
本工程为高层建筑施工，根据我公司项目部研究决定，本工程外立面脚手架工程采用分段搭设双排脚手架，其中11层部分采用两个搭设段（下段为落地式双排脚手架，上段位悬挑双排脚手架），19层部分采用三个搭设段（下段为落地式双排脚手架，中段及上段为悬挑双排脚手架）。
其中落地式双排脚手架设计搭设高度＜20米，悬挑双排脚手架设计高度＜18米。
编制依据：
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011及相关设计、施工验收规范。
三、本工程所选用的构配件
3.1钢管
3.1.1本工程脚手架钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793和《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091中Q235普通钢管，钢管的钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235级钢规定。
3.1.2本工程脚手架钢管采用
48㎜×3.0㎜钢管
3.2扣件
3.2.1扣件采用可锻造铸铁制造，其质量和性能符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定。
3.2.2扣件在螺栓拧紧扭力矩达到65N·m时，不得发生破坏。
3.3脚手板
根据现行行业标准《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164的相关规定，本工程脚手板采用由毛竹制作的竹笆板；。
3.4安全网
根据安全网力学性能应符合GB5726-88）《安全网力学性能试验方法》的规定，安全网采用经国家指定监督检验部门监定许可生产的产品，同时应具备监督部门批量验证和工厂检验合格证。
3.5悬挑脚手架用型钢
3.5.1根据现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700或《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定，同时按照《JG1130—2011》与《DGJ32J121-2011》中关于悬挑梁截面高度的规定（H≥16㎜），本工程悬挑脚手架用型钢采用16#工字钢。
3.5.2根据现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：
热轧光圆钢筋》GB1499.1中HPB235级钢筋的规定，同时按照《JGJ130-2011》、《DGJ32J121-2011》中规定用于固定型钢悬挑梁的U形钢筋直径≥16㎜，锚固长度按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010）中钢筋锚固的规定设置，因此本工程用于固定型钢悬挑梁的U型钢筋拉环采用
16的光圆钢筋。
3.5.3用于悬挑脚手架的钢丝绳规格为：
6×19直径D=20㎜
四、荷载
4.1.1作用于脚手架的荷载分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）
4.1.2本工程所采用的双排架永久荷载主要包含下列内容：
1）架体结构自重包括悬挑承力架和吊拉构件的自重、立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、扣件、附着在脚手架上的标语、广告设施等的自重；
2）构、配件自重：
包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。
4.1.3本工程双排脚手架可变荷载应包含下列内容：
1）施工荷载：
包括作业层上的人员、器具和材料等的自重
2）风荷载
3）其他荷载
五、构造要求
5.1悬挑承力架构造——悬挑式钢管脚手架的底部承力架为钢丝绳辅助吊拉悬挑钢梁，其构造应满足下列要求：
5.1.1悬挑式钢管脚手架的悬挑承力架宜采用工具式结构，并应能可靠地承受并传递其上方钢管脚手架传来的荷载，各悬挑承力架之间应具有保证侧向稳定的构造措施。
5.1.2悬挑承力钢梁吊拉构件、U形钢筋锚环、悬挑承力钢梁的构造应分别符合下列要求：
1以钢丝绳作为吊拉构件的悬挑式脚手架，应具有保证其可靠工作的调紧装置。
吊拉构件的作用位置宜与悬挑构件轴线一致。
2预埋于主体结构的U形锚环、U形拉环应伸入主体结构钢筋骨架（或钢筋网）内，并与钢筋骨架（网）绑扎牢固，其直径应不小于16㎜，悬挑钢梁尾端宜设置两道U形钢筋锚环，其相邻间距宜取150mm~200mm，Ｕ形钢筋拉环与型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧。
锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010）中钢筋锚固的规定（如图5.1.2所示）。
3固定于主体结构楼面的悬挑钢梁应有良好的抗拔脱能力。
4悬挑承力钢梁宜采用双轴对称截面的型钢，型号按设计计算确定。
当采用“I”字形截面的型钢时，其截面高度不应小于160mm。
5在悬挑钢梁与钢丝绳的吊拉位置应焊接U形钢筋拉环，拉环应穿过钢梁上翼缘板焊接固定于腹板两侧，其直径应按计算确定并应不小于16mm。
6钢丝绳与悬挑钢梁和主体结构连接的U形钢筋拉环应设置钢丝绳鸡心环，钢丝绳线夹的设置应按国家现行标准《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33）的规定执行。
钢丝绳与钢梁的水平夹角应不小于45°。
7脚手架立杆应支承于悬挑承力钢梁上。
8悬挑承力架上应设置钢管脚手架的立杆定位件，位置应符合设计要求。
立杆定位件宜采用直径36mm、壁厚≥3mm的钢管制作，高度宜不小于100mm。
9 一次悬挑脚手架高度不宜超过２０ｍ。
10锚固位置设置在楼板上时，楼板的厚度不宜小于120㎜，本工程楼板结构厚度为120㎜，符合规范要求。
11悬挑梁间距应按悬挑架架体立杆纵距设置，每一纵距设置一根。
12锚固型钢的主体结构混凝土强度等级不得低于C20，本工程结构混凝土强度等级为C30。
5.2扣件式钢管脚手架构造
5.2.1脚手架钢管的壁厚不应小于2.8mm。
5.2.2钢管脚手架应搭设成双排形式，步距不得大于2m，立杆底部应设置纵向和横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距悬挑钢梁上表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆紧靠纵向扫地杆下方用直角扣件固定在立杆上。
5.2.3剪刀撑
1钢管脚手架外侧必须沿全高和全长连续设置剪刀撑。
2剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不应大于150㎜。
3剪刀撑跨越立杆的最多根数按照下表进行取值
剪刀撑斜杆与水平杆的倾角α
45°
50°
60°
剪刀撑跨越立杆的最多根数n
7
6
5
5.2.4钢管脚手架的转角部位脚手架的端部必须设置横向斜撑，横向斜撑应由底至顶之字形连续布置。
5.2.5钢管脚手架连墙件必须采用刚性连墙件，直接与主体结构可靠连接。
连墙件的布置应符合下列规定：
1宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；
2应从每一悬挑段的第一步架开始设置，有困难时，应采取其他可靠措施固定；
3宜水平设置，不能水平设置时，应向脚手架一端下斜连接;
4连墙件的设置间距除应满足计算要求外，尚应符合表5.2.5规定。
表5.2.5脚手架连墙件布置最大间距
脚手架离地高度（m）
竖向间距（m）
水平间距（m）
每个连墙件覆盖面积（㎡）
≤50
2h
3la
≤27
50～100
2h
2la
≤20
注：
表中h为脚手架步高，la为脚手架立杆纵向间距。
5.2.7分段悬挑的钢管脚手架立杆、剪刀撑等杆件，在分段处应全部断开，不得上下连续设置。
5.2.8脚手架外立面应采用2000目/100cm2密目网全封闭围护。
钢管脚手架底部必须严密封闭，宜满铺木制脚手板，木脚手板拼缝应紧密，与脚手架绑扎牢固；当采用满铺竹笆片脚手板时，底部应采用2000目/100cm2密目网兜底封闭。
对于脚手架内侧空挡处，应沿高度每隔4个步高设置30mm×30mm平网封闭。
5.2.9立杆
1立杆接长必须采用对接扣件连接（顶层顶步除外），并应交错布置，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距的1/3。
2钢管脚手架的立杆横距大于800mm时，每步横向水平杆上扣接的纵向水平钢管不应少于4根，立杆的纵距不应大于1700mm。
钢管脚手架的立杆横距小于等于800mm时，每步横向水平杆上扣接的纵向水平钢管不应少于3根，立杆的纵距不应大于1500mm。
3双排立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。
4脚手架立杆顶端栏杆宜高出女儿墙上端1m，宜高出檐口上端1.5m。
5.2.10纵向水平杆、横向水平杆、脚手板
1纵向水平杆应设置在立杆内侧，单根杆长度≥3跨
2纵向水平杆接长应采用对接扣件连接或搭接，并应符合下列规定：
1）两根相邻纵向水平杆的接头不应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500㎜；各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3（如下图）
2）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定；端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100㎜。
3横向水平杆的构造应符合下列规定：
1）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，主节点间距不应大于纵距的1/2;
2）本工程使用竹笆脚手板时，双排脚手架的横向水平杆的两端，应用直角扣件固定在立杆上；
4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。
5脚手板的设置应符合下列规定；
1）作业层脚手板应铺满、铺稳、铺实。
2）竹笆脚手板按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且应对接平铺，四个角应用直径不小于1.2㎜的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。
3）作业层端部脚手板探头长度应取150㎜，其板的两端均应固定于支承杆件上。
5.3水平安全防护架
本工程在层高18.9米及36.3米处设置水平安全防护架，外挑3米，沿建筑物四周布置，安全防护架水平面布置安全兜网，具体施工工艺按照本工程水平安全防护架搭设专项方案。
6设计计算
根据以上规定，本工程的相关设计计算内容如下（参照脚手架搭设方案图）：
主要设计计算参数：
1计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为18.0米，立杆采用单立管。
2搭设尺寸为：
立杆的纵距1.50米，立杆的横距1.05米，立杆的步距1.80米。
3采用的钢管类型为
48×3.0，
4连墙件50米以下采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米；50~100米采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米。
5施工均布荷载为2.5kN/m2，装饰脚手架同时施工2层，脚手板共铺设4层。
6悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度L1=1.50米，建筑物内锚固段长度L2=1.25×L1=1.25×1.5=1.875米，取L2为1.9米
7悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物辅助拉结，最外面支点距离建筑物1.30m。
计算内容
6.1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，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
6.1.1均布荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050/3=0.052kN/m
活荷载标准值Q=2.500×1.050/3=0.875kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.052=0.109kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×0.875=1.225kN/m
大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）
大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）
6.1.2抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=（0.08×0.109+0.10×1.225）×1.5002=0.295kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-（0.10×0.109+0.117×1.225）×1.5002=-0.347kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
=0.347×106/4491.0=77.271N/mm2
大横杆的计算强度＜［205.0N/mm2］,满足要求!
6.1.3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:
静荷载标准值q1=0.038+0.052=0.091kN/m
活荷载标准值q2=0.875kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=（0.677×0.091+0.990×0.875）×1500.04/（100×2.06×105×107780.0）=2.115mm
大横杆的最大挠度＜［1500.0/150=10mm］,满足要求!
6.2小横杆的计算:
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，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
6.2.1荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/3=0.079kN
活荷载标准值Q=2.500×1.050×1.500/3=1.313kN
荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.079+1.4×1.313=2.001kN
小横杆计算简图
6.2.2抗弯强度计算
最大弯矩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弯矩和
均布荷载最大弯矩计算公式如下:
集中荷载最大弯矩计算公式如下:
M=（1.2×0.038）×1.0502/8+2.001×1.050/3=0.707kN.m
=0.707×106/4491.0=157.369N/mm2
小横杆的计算强度＜［205.0N/mm2］，满足要求!
6.2.3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
均布荷载最大挠度计算公式如下:
集中荷载最大挠度计算公式如下:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1050.004/（384×2.060×105×107780.000）=0.03mm
集中荷载标准值P=0.058+0.079+1.313=1.449kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1448.850×1050.0×（3×1050.02-4×1050.02/9）/（72×2.06×105×107780.0）=2.681mm
最大挠度和
V=V1+V2=2.709mm
小横杆的最大挠度＜［1050.0/150=10mm］,满足要求!
6.3扣件抗滑力的计算:
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8.0kN；
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
1.荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.500/2=0.118kN
活荷载标准值Q=2.500×1.050×1.500/2=1.969kN
荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.118+1.4×1.969=2.946kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
6.4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）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本工程为0.1248kN/m
NG1=0.125×18.000=2.246kN
（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本工程采用竹笆片脚手板，标准值为0.15kN/m2
NG2=0.150×4×1.500×（1.050+0.250）/2=0.585kN
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本工程采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m
NG3=0.150×1.500×4/2=0.450kN
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；取值0.005kN/m2
NG4=0.005×1.500×18.000=0.135kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.416kN。
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外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=2.500×2×1.500×1.050/2=3.937kN
风荷载标准值应按照以下公式计算
Wk=UzUsWo
其中Wo——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
Wo=0.450
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：
Uz=1.250
Us——风荷载体型系数：
Us=1.560
经计算得到，风荷载标准值Wk=0.450×1.250×1.560=0.878kN/m2。
考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+0.85×1.4NQ
=1.2×3.416+0.85×1.4×3.937=5.214kN
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4Wklah2/10=0.85×1.4×0.878×1.5×1.8²/10
=0.508KN·m
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）。
6.5立杆的稳定性计算:
6.5.1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=9.61kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；
k——计算长度附加系数，取1.155；
u——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50；
A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.49cm3；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=119.63
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
经过计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
6.5.2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=8.79kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；
k——计算长度附加系数，取1.155；
u——计算长度系数，由脚手架的高度确定；u=1.50
A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=4.49cm3；
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.508kN.m；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=188.44
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
经计算考虑风荷载时，立杆的稳定性计算
<[f],满足要求!
6.6连墙件的计算:
连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：
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
wk——风荷载基本风压标准值，wk=0.0614kN/m2；
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×4.50=16.200m2；
No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5.000
外架连墙件预埋件采用-6*100*100，Q235钢板制作锚脚为2Ф12，L=150㎜
经计算得到Nlw=1.3931kN，连墙件轴向力计算值Nl=6.393kN
连墙件轴向力设计值Nf=
A[f]
其中
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l/i=25.00/1.60的结果查表得到
=0.96；
A=4.24cm2；[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=83.433kN
Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求，同时满足N1＜Rc（单扣件抗滑承载力设计值取8.0KN）！
6.7悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里面端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体250mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1300mm，
水平支撑梁的截面惯性矩I=1130.00cm4，截面抵抗矩W=141.00cm3，截面积A=26.10cm2。
受脚手架集中荷载P=9.61kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×26.10×0.0001×7.85×10=0.25kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）
悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）
悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=11.001kN,R2=9.360kN,R3=-0.399kN
最大弯矩Mmax=1.266kN.m
抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=1.266×106/（1.05×141000.0）+4.469×1000/2610.0=10.263N/mm2
经计算，水平支撑梁的抗弯计算强度＜215.0N/mm2,满足要求!
6.8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
b——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：
b=2.00
由于
b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2
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