型钢悬挑脚手架方案分析.docx
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型钢悬挑脚手架方案分析
城市综合改造项目6#楼
钢梁悬挑扣件式脚手架专项施工方案
编制人职务（职称）
审核人职务（职称）
审批人职务（职称）
批准部门（章）
目录
第一章脚手架的搭设及维护管理1
一、编制依据1
二、工程概况1
三、脚手架的构造与搭设要求3
四、脚手架的拆除7
五、安全措施7
六、脚手架维护与管理8
第二章钢梁悬挑扣件式脚手架计算书9
一、计算依据9
二、脚手架参数9
三、横向水平杆验算12
四、纵向水平杆验算14
五、扣件抗滑承载力验算16
六、立杆稳定性验算16
七、连墙件承载力验算错误！
未定义书签。
八、悬挑钢梁验算18
钢梁悬挑扣件式脚手架专项施工方案
第一章脚手架的搭设及维护管理
一、编制依据
一、设计图纸；
二、《施工组织设计》；
三、各类参考规范、图书：
《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中国建筑工业出版社；
《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；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011中国建筑工业出版社；
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中国建筑工业出版社；
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中国建筑工业出版社；
二、工程概况
（一）、基本概况
（2）、建筑设计概况
结合本工程的实际情况1#、2#、5#、6#楼北侧连廊处计划采用悬挑式脚手架。
详见下图：
三、脚手架的构造与搭设要求
1、外脚手架构造搭设的设计
采用Φ48×3.5钢管、扣件和16#工字钢等构成的悬挑脚手架，端部由2根预埋在楼板上的Φ16圆钢固定,结构边1根预埋在楼板上的Φ16圆钢进行定位，悬挑梁、斜杆、立杆、大横杆、小横杆是主要受力杆件。
剪刀撑和连墙杆是保证脚手架整体刚度和稳定性的杆件，并具有加强脚手架抵抗垂直和水平力作用的能力。
其中连墙杆还承受风荷载，且起到维护作用。
扣件是脚手架组成整体的连接件和传力件。
每5层为一个外挑单位，楼层高为2.9m，外挑脚手架的总高度为H=14.5m，工字钢16#外挑长度为1.15m，内伸长度1.85m，二至三十四层层高2.90m。
1#、5#楼悬挑架从4层开始；2#、6#楼悬挑架从5层开始，。
立杆纵向间距为1.2m，内立杆距外墙面的距离0.20m，外立杆距外墙面的距离为1.00m，大横杆的间距为0.8m，小横杆长度1.00m，间距1.2m，架体与建筑物拉结的位置为洞口两侧，竖向距离为2.9m设一点，每层连墙杆通过预埋在砼中的钢管拉结。
拉结点位置见下图：
2、材料要求
（1）脚手架采用Φ48壁厚3mm的钢管，平挑杆件采用16#工字钢。
工字钢钢不得有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹。
（2）扣件需有出厂合格证，严禁使用脆裂、变形或滑丝的扣件。
规格型号必须与钢管相配。
（3）安全网必须有厂家生产许可证、产品合格证和准用证。
（4）外挑架一律使用同规格、同型号的钢管、扣件。
（5）脚手板采用直径4㎜钢丝网，钢丝网经过刷漆处理防止生锈。
3、基本要求
用扣件式钢管搭设的脚手架是施工临时结构，它要求受施工过程中各种垂直和水平荷载。
因此脚手架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性。
在施工过程中，在各种荷载作用下不发生失稳、倒塌，并不超过结构的容许强度、无变形、倾斜、摇晃或扭曲现象，以确保安全。
4、外脚手架搭设
（1）采用16#工字钢外挑架。
楼面预埋φ16圆钢扣环。
预埋扣环由安全员负责。
（2）外挑脚手架搭设宽度为0.8m，离墙间距为0.20m，立杆间距为1.2m，脚手架的步高为1.8m，内外立杆间距为0.8m。
（3）挑架底悬挑工字钢应套在楼板上预埋3Φ16的圆钢筋上。
预埋吊环安放在楼板底筋下面，并同楼板底筋焊接一起。
（4）脚手架立杆采用对接扣件连接，相邻两立杆应错开不小于50cm，且不在同一步距内。
纵向水平杆常用对接扣件连接。
上下相邻两根纵向水平杆接头错开不小于50cm，同一步内外两根纵向水平杆接头也应错开，并不在同一跨内。
（5）外挑架架内设防护栏杆和踢脚杆，操作层防护栏杆不少于2道。
脚手架满铺脚手板，脚手板采用直径4㎜钢丝网，对接平铺在四根水平杆上，四角与内外排水平杆用1.2mm的镀锌铁丝绑扎牢固。
安全密目网则从外排架子内侧上端向下绕过每步架子与外架外侧绑扎，满铺底层和操作层满挂水平兜网（水平安全网）。
（6）小横杆设置每个主节点处必须设置小横杆，用直角扣件扣连接，小横杆伸出外立杆连接点外不小于10cm。
各杆件端头伸出扣件盖板边沿长度不应小于100㎜。
对接扣件的开口应朝上或向内。
（7）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、旋转扣件的中心点距离主节点不应大于150㎜。
（8）脚手架与主体结构必须采用刚性连接（钢管一端同主体结构预埋钢管，用扣件同外立杆扣紧连接）不允许采用一顶一拉的柔性连接，连接杆与结构梁、柱中预埋件连接时，混凝土强度不宜底于15N/mm2才能使用。
连墙件按要求加设，用钢管和扣件与外架连接，纵向每一层设置一道连墙件，横向根据实际情况设置，连墙件按图设置。
（9）沿脚手架纵向两端和转角处起，在脚手架外侧用斜杆搭成剪刀撑，自上而下循序连续设置。
剪刀撑设置每道剪刀撑跨越立杆的根数宜在5-7根，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与脚手架底部成45o-60o夹角的倾角。
斜杆用旋转扣件与立杆和水平和横向水平杆扣牢。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不应小于1m。
活动扣件不少于3个。
剪刀撑，横向斜撑搭设应随立杆，纵向和横向水平杆同步搭设。
（10）外立杆里侧设0.6m、1.2m高各设一道防护栏杆和18cm高踢脚板，用16#铁丝绑扎牢固。
踢脚板色标采用黑、黄色。
一黑一黄间距15cm为一道。
踢脚板采取隔一步设一道。
（11）脚手架3步一隔离，在内立杆与墙面之间用竹胶板隔离，竹胶板底部钉40×70木方支承在小横杆钢管上，用18#铁丝同钢管捆牢，每块竹胶板应固定牢固，封闭严密。
（12）安全网使用必须要有质量保证书及产品合格证，悬挂时用18#铁丝绑牢。
（13）阳台部位脚手架应从阳台根部的阳台梁处挑出，不得从阳台内挑出。
（14）卸荷钢绳的安装，在工字钢出结构对应的角度上进行张拉钢绳，
张拉角度为45o-60o之间为宜。
（15）外架四角与电器安装镀锌接地扁铁焊接，以确保接地保护有效。
四、脚手架的拆除
1.拆脚手架应设警戒区，并有专人负责警戒。
2.拆除脚手架前，应将脚手架上的留存材料、杂物等清除干净。
3.脚手架拆除顺序一般为竹片笆、栏杆、剪刀撑、牵杆、横杆、立杆，按自上而下先装后拆，逐步拆除，一步一清，不得采用踏步式拆法、不准上下同时作业，剪刀撑应先拆中间扣，再拆两头扣，由中间操作人向下递杆子。
4.拆下的杆件与零配件，应按类分堆（零配件装入容器）用塔吊吊下，严禁高空抛掷。
5.拆下的杆件和零配件运到地面时，应随时按品种，分规格堆放整齐，妥善保管，有损坏者给予维修和保养。
五、安全措施
1.搭设脚手架必须由经安全教育并持有特种作业岗位证的架子工承担，凡患有高血压、心脏病者不得上脚手架操作。
2、在搭设前对操作人员进行安全技术交底，建立安全技术检查制度。
架子工必须持证上岗，遵守高空作业的有关规定。
3、在搭设过程中，操作人员必须使用好安全防护用品。
工人必须戴
安全帽，佩好安全带，工具及零配件要放在工具袋内，穿防滑鞋工作，袖口、裤口要扎紧。
4、现场设专职指挥人员，负责安全警戒，协调配合工作，统一指挥，统一调度。
5、施工现场带电线路如无可靠的安全措施，一律不准通过脚手架，非电工不准擅自拉接电线的电器装置。
6、严禁在脚手架上堆放钢管模板、木材等施工材料等，以确保脚手架畅通及防止超载。
7、吊运脚手架钢管等必须用专用保险吊钩起吊，要堆放平稳，并严格控制脚手架上施工荷载。
8、脚手架外侧的安全网与周边杆件、安全栏杆等妥善扎结。
9、翻搭脚手架时应坚持先搭后拆的原则，确保安全操作。
10、严格控制施工荷载≤3KN/m2，不得超载，主体结构施工时，仅作围护操作架子用，不得堆放钢模、钢管和大量钢管。
不准利用外挑架作承重支撑，不定期清理外架上垃圾。
11、必须做好附墙拉结杆，以保证架子整体稳定，不向外倾斜。
12、六级以上大风天气必须停止作业，并做好临时加固措施。
冬天下雪后应及时清除积雪做好检查加固工作，验收合格后方可使用。
13、脚手架四角应有接地保护及避雷装置。
六、脚手架维护与管理
1、每一外挑结构搭设时，安全员、施工员必须亲临现场落实本方案的搭设措施和安全规定。
每三步架搭设完毕，使用前由技术主管和安全员进行验收，合格后挂牌投入使用。
2、严禁在外挑脚手架上拉缆风和设置起重把杆，不准利用外挑架吊、挂、斜拉。
3、外挑架子的杆件、扣件、拉撑杆及围护设施不准随意拆除、移位，违者从严论处。
4、由安全员、施工员、架子班长组成检查巡视小组，督促操作人员按本方案规定和有关脚手架搭设规范进行搭设。
禁止在脚手架上堆积物品。
要及时清除杂物，认真进行维修和保养。
发现隐患立即采取相应措施。
5、挑架拆除前对操作人员进行安全交底，明确专人指挥，拆除前要进行全面检查，清除杂物，进行必要的加固。
拆除时应设围栏，指定专人警戒。
必须按搭设的反顺序自上而下进行，做到一步一清。
严禁上下同时拆除。
拆除的材料严禁高处抛掷。
第二章钢梁悬挑扣件式脚手架计算书
一、计算依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑施工手册》第五版
7、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013
二、脚手架参数
架体搭设基本参数
脚手架搭设方式
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架搭设高度H（m）
14.4
水平杆步距h（m）
1.8
立杆纵距（跨距）la（m）
1.2
立杆横距lb（m）
0.8
内立杆距建筑距离a（m）
0.2
横向水平杆悬挑长度a1（m）
0.15
纵横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横杆上纵杆根数n
6
连墙件布置方式
两步两跨
连墙件连接形式
扣件连接
连墙件截面类型
钢管
连墙件型号
Ф48×3
扣件连接的连接种类
双扣件
支撑或拉杆（绳）设置形式
钢丝绳与钢丝杆不参与计算
悬挑钢梁参数
悬挑钢梁类型
工字钢
悬挑钢梁规格
16号工字钢
钢梁上表面距地面高度（m）
14.4
钢梁悬挑长度（m）
1.15
钢梁锚固长度（m）
1.85
悬挑钢梁与楼板锚固类型
U型钢筋拉环
钢梁搁置的楼板混凝土强度
C30
楼板厚度（mm）
100
钢筋保护层厚度（mm）
15
配筋钢筋强度等级
HPB300
钢梁锚固点拉环/螺栓个数
2
拉环/螺栓直径（mm）
16
荷载参数
脚手板类型
钢丝网脚手板
挡脚板类型
木挡脚板
脚手板和挡脚板铺设的方式
/
密目式安全网的自重标准值（kN/m2）
0.01
结构脚手架施工层数
2
装修脚手架施工层数
/
剪刀撑布置方式
/
横向斜撑布置方式
/
风荷载体型系数
1.274
风荷载高度变化系数
/
脚手架状况
半封闭
背靠建筑状况
敞开、开洞墙
密目网每100cm^2的目数m
2000
每目面积A（cm^2）
0.01
脚手架搭设地区
陕西（省）西安市（市）
地面粗糙程度
C类密集建筑群的中等城市市区
（图1）模板设计平面图
（图2）模板设计立面图
三、纵向水平杆验算
由于横向水平杆上的纵向水平杆是均等放置的，故纵向水平杆的距离为S=la/（n+1），纵向水平杆承受的脚手板及施工活荷载的面积，详见下图：
承载能力极限状态
qG=g+gK1×lb/（n+1）=0.033+0.3×0.8/（6+1）=0.068kN/m
qQ=QK×lb/（n+1）=3×0.8/（6+1）=0.343kN/m
1、抗弯验算
纵向水平杆按规范规定按三跨连续梁计算，那么施工活荷载可以自由布置。
选择最不利的活荷载布置和静荷载按实际布置的叠加，最符合架体的力学理论基础和施工现场实际，抗弯和挠度验算计算简图如下：
（图3）承载能力极限状态受力简图
（图4）弯矩图
Mmax=0.067kN·m
σ=Mmax/W=0.067×106/4490=14.996N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求
2、挠度验算
正常使用极限状态作用如下图：
（图5）正常使用极限状态简图
（图6）挠度图
νmax=0.361mm≤[ν]＝min[lb/150，10]=5.333mm
满足要求
3、支座反力计算
由于支座反力的计算主要是为了横向水平杆的验算，故须分为承载能力极限状态和正常使用极限状态进行计算：
FGK=1.1qGla=1.1×0.068×1.2=0.089kN
FQK=1.2qQla=1.2×0.343×1.2=0.494kN
承载能力极限状态
V=0.583kN
正常使用极限状态
VK=0.315kN
四、横向水平杆验算
由上节可知F=V,FK=VK
q=1.2g=1.2×0.033=0.04kN/m
qK=g=0.033kN/m
由于横向水平杆按规范规定按简支梁计算计算简图如下：
（图7）承载能力极限状态受力简图
1、抗弯验算
（图8）弯矩图
Mmax=0.374kN
σ=Mmax/W=0.374×106/4490=83.3N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求
2、挠度验算
（图9）正常使用极限状态受力简图
（图10）挠度图
νmax＝0.595mm≤[ν]＝min[la/150，10]=8mm
满足要求
3、支座反力计算
由于横向水平杆是有悬挑端的，且在抗弯和挠度验算时根据规范忽略计算，但在计算支座反力时，即验算扣件抗滑移时应予以计算，所以其计算简图为以下两图的叠加：
Vmax=3.02kN·m
五、扣件抗滑承载力验算
扣件抗滑承载力验算：
R=Vmax=3.02kN≤Rc=8kN
满足要求
六、立杆稳定验算
脚手板每隔脚手板理论铺设层数
y=min{H/[（x+1）h],y∈Z}=4
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
NG1K=Hgk+y（lb+a1）ng/2+0.0146n/2=14.4×0.12+4×（0.8+0.15）×6×0.033/2+0.0146×6/2=2.151kN
2、构配件自重标准值NG2K
Z=min（y,m）=4
NG2K=Z（Lb+a1）lagk1/2+zgk2la+laHgk3=4×（0.8+0.15）×1.2×0.3/2+4×0.17×1.2+1.2×14.4×0.01=1.673kN
3、施工活荷载标准值
∑NQK=（njgQkj+nzxQkx）（lb+a1）la/2=（2×3+0×2）×（0.8+0.15）×1.2/2=3.42kN
4、风荷载统计
风荷载体型系数：
由于脚手架为封闭式或半封闭式且脚手架背靠建筑为敞开、框架和开洞墙
ϕ=1.2（la+h+0.325lah）d/（lah）+1.2（100-mA）/100-（la+h+0.325lah）d⨯1.2（100-mA）/（100lah）=1.2×（1.2+1.8+0.325×1.2×1.8）×（48/1000）/（1.2×1.8）+1.2×（100-2000×0.01）/100-（1.2+1.8+0.325×1.2×1.8）×（48/1000）×1.2×（100-2000×0.01）/（100×1.2×1.8）=0.98
μs=1.3ϕ=1.3×0.98=1.274
风荷载高度变化系数:
立杆稳定组合风荷载时：
取距架体底部的风荷载高度变化系数μz=1.5
连墙件验算风荷载产生的连墙件轴向力设计值计算时：
取最高处连墙件位置处的风荷载高度变化系数μz=1.5
风荷载标准值：
ωk=μzμsω0=1.5×1.274×0.25=0.478kN/m2
风荷载产生的弯矩标准值：
Mwk=ωklah2/10=0.478×1.2×1.82/10=0.186kN·m
风荷载产生的弯矩设计值：
Mw=0.9⨯1.4Mwk=0.9×1.4×0.186=0.234kN·m
5、荷载组合立杆荷载组合
不组合风荷载：
N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQK=1.2×（2.151+1.673）+1.4×3.42=9.377kN
组合风荷载：
N=1.2（NG1K+NG2K）+0.9⨯1.4∑NQK=1.2×（2.151+1.673）+0.9×1.4×3.42=8.898kN
6、稳定系数ϕ的计算
l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m
允许长细比的验算：
λ=l0/i=3.119×1000/15.9=196.132≤[λ]=210
满足要求
根据λ值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到ϕ=0.188
7、立杆稳定的验算
不组合风荷载：
N/ϕA=9.377×1000/（0.188×424）=117.637N/mm2≤f=205N/mm2
满足要求
组合风荷载：
N/ϕA+MW/W=8.898×1000/（0.188×424）+0.234×106/4490=163.756N/mm2≤f=205N/mm2
满足要求
七、连墙件承载力验算
计算连墙件的计算长度：
a0=a=0.2×1000=200mm,λ=a0/i=200/15.9=12.579≤[λ]=120
根据λ值查规范JGJ130-2011附录A.O.6得到ϕ=0.968
风荷载作用在一个连墙件处的面积：
Aw=2h2la=2×1.8×2×1.2=8.64m2
风荷载标准值：
ωk=μzμsω0=1.5×1.274×0.25=0.478kN/m2
风荷载产生的连墙件轴向力设计值：
Nlw=1.4ωkAw=1.4×0.478×8.64=5.779kN
连墙件的轴向力设计值：
Nl=Nlw+N0=5.779+3=8.779kN
其中N0由JGJ130-5.2.12条进行取值。
将Nl、ϕ带入下式：
强度：
σ=Nl/Ac=8.779×1000/424=20.705N/mm2≤0.85f=0.85×205=174.25N/mm2
稳定：
Nl/ϕA=8.779×1000/（0.968×424）=21.389N/mm2≤0.85f=0.85×205=174.25N/mm2
扣件抗滑移：
Nl=8.779kN≤Rc=12kN
满足要求
八、悬挑钢梁验算
1、计算简图
悬挑钢梁示意图如下：
（图11）钢梁示意图
根据规范规定及钢梁的实际受力、约束条件，可将悬挑钢梁简化为一段悬挑的简支梁，计算简图如下：
（图12）承载能力极限状态受力简图
2、荷载统计
根据钢梁的计算简图和荷载情况，利用基本力学原理求解最大弯矩、最大剪力计算。
承载能力极限状态最大弯矩：
（图13）弯矩图
Mmax=11.415kN·m
承载能力极限状态下的最大剪力：
（图14）剪力图
Qmax=19.032kN
支座反力：
R2=6.957kN
R1=26.449kN
3、抗弯强度、整体稳定验算
σ=Mmax/Wn=11.415×103/141=80.958N/mm2≤f=205N/mm2
因λy=lc/iy=（1.85/93.1=0.02）≤120（235/fv）-2=120×（235/120）-2=31.29-
故?
b=1.07-（λy2/44000）fy/235=1.07-0.022/44000×270/235=1.07
σ=Mmax/?
bW=11.415×1000/（1.07×141）=75.662N/mm2≤f=205N/mm2
满足要求
4、抗剪强度验算
?
?
max=Qmax/[（I:
S）tw]=19.032×1000/（139.851×6）=22.682N/mm2≤fv=120N/mm2
满足要求
5、悬挑钢梁的挠度验算
由集中荷载产生的挠度和钢梁自重均布线荷载产生的挠度叠加
（图15）正常使用极限状态受力简图
正常使用极限状态最大弯矩：
Mkmax=8.829kN·m
（图16）挠度图
vmax=4.02mm≤[v]mm=2lc1/250=2×1150/250=9.2mm
满足要求
6、固定钢梁的U形拉环（或螺栓）强度验算
将=50N/mm,=,为拉环截面面积的2倍与拉环个数的乘积，代入下式：
σ=Nm/Al=6.957×1000/804.248=8.65N/mm2≤f=42.5（多拉环）N/mm2
满足要求
7、钢梁固定点下楼板的负弯矩钢筋计算
由于钢梁搁置在的楼板上普遍为双向板或单向板，这样计算过于复杂，所以可以简化为简支板带承受跨中集中荷载，且简支板带的跨度为2Lc。
这样简化后能够提供安全储备，且便于计算。
Mmax=1/2R2lc=1/2×6.957×1.85=6.435kN·m
根据《混凝土结构设计规范》，查相关表格得α1=1.0，取b=1000mm,h0=板厚-15mm，计算式如下：
αs=Mmax/（α1fcbh02）=6.435×1000000/（1×14.3×1000×（100-15）2）=0.062
ξ=1-（1-2αs）0.5=1-0.936=0.064
Υs=1-ξ/2=1-0.064/2=0.968
As=Mmax/（Υsfcbh02）=6.435×1000000/（0.968×14.3×1000×（100-15）2）=0.064mm2
因As=0.064,c查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）附录A得到配筋为三级钢（）@（）
8、悬挑钢梁前搁置点下混凝土强度的验算
因悬挑钢梁搁置在楼板上，悬挑钢梁搁置的前端处承受最大的荷载即集中作用力，而此处的作用面积认为b*b，符合实际情况：
Fl=R1=26.449kN
根据《混凝土结构设计规范》中6.6条规定取βc=1.0，βl=√3，A1n=b2=882/1000=7.744mm2
Fl=26.449kN≤1.35βcβlfcAln=1.35×1×1.732×14.3×7.744=258.938kN
满足要求
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