维修综合楼外架搭设方案.docx

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维修综合楼外架搭设方案

目　　录

维修综合楼外架搭设方案

1.工程概况

广州市轨道交通二、八号线工程【嘉禾车辆段及综合基地±0.00以上工程】地处广州市白云区嘉禾街，嘉禾车站的东北方向，位于岭南新世界以北，新科村以南，广州军区嘉禾农场以西，规划七路和规划八路之间的条形地块上，与三号线共用，段址长约730米、宽约380米，平面上呈东西向展布，地势平坦开阔，总用地面积35.65公顷。

车辆段北临60米的规划大道，南临既有道路松园路，西侧临近106国道，交通便捷。

车辆维修综合楼位于嘉禾车辆段南角，地上五层，地下一层，总长度为114.6m。

总宽度23.7m，主体结构为框架结构。

地下一层高度5.7m，地上五层高度26.4m。

由于地下一层涉及到施工完毕后基坑土方回填，回填时上部工程尚未完工，为不影响上部工程施工，同时确保土方回填顺利进行，本工程外脚手架分两部分搭设，地下室部分直接从基坑底部搭设至±0.00标高，±0.00以上部分采用悬挑式外架，脚手架搭设至屋面女儿墙顶以上1.5m。

2.编制依据

（1）维修综合楼涉及图纸

（2）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130—2001）》；

（3）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

（4）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）

（5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

（6）我公司施工经验总结

3.材料及要求

3.1.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Φ48mm，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。

3.2.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65N·m时，不得发生破坏。

3.3.脚手板

脚手板采用竹脚手板。

3.4.安全网

按照广州市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。

4.外脚手架构造

4.1.±0.00以下部分

±0.00以下部分外架设计为：

立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为1.00米，立杆的步距为1.80米搭设高度为6.7米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.30米；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为双扣件；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距4.50米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件。

基础用砂浆硬化后在铺垫木枋，立杆连接可调式顶托倒扣在木枋上，外架操作层满铺脚手板，张挂密目式安全网。

外架用钢管支撑在基坑护壁上，并与主体结构成刚性连接。

4.2.±0.00以上部分

±0.00以上部分采用悬挑式外架，外架支撑在悬挑的槽钢上，搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.30米，立杆的横距为0.8米，立杆的步距为1.80米；

脚手架为双排脚手架，搭设高度为30米，立杆采用单立管；内排架距离墙长度为0.30米；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2；采用的钢管类型为Φ48×3.5；横杆与立杆连接方式为双扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；连墙件采用两步三跨，竖向间距3.60米，水平间距2.60米，采用扣件连接；连墙件连接方式为双扣件；

5.悬挑脚手架的设计

5.1.参数信息

5.1.1.活荷载参数

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

3.000；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2层；

5.1.2.风荷载参数

本工程地处广东省广州市，查荷载规范基本风压为0.500，风荷载高度变化系数μz为1.420，风荷载体型系数μs为1.300；

计算中考虑风荷载作用；

5.1.3.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m2）:

0.1190；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:

0.140；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

5层；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、木脚手板挡板；

5.1.4.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用16号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.40米，建筑物内锚固段长度2.00米。

与楼板连接的螺栓直径（mm）:

20.00；

楼板混凝土标号:

C30；

5.1.5.拉绳与支杆参数

支撑数量为:

1；

钢丝绳安全系数为:

6.000；

钢丝绳与梁夹角为（度）:

70；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.00m。

5.2小横杆的计算

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。

按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。

（1）均布荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×1.300/3=0.130kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.300/3=1.300kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.130+1.4×1.300=2.022kN/m；

小横杆计算简图

（2）强度计算

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:

最大弯矩Mqmax=2.022×0.8002/8=0.162kN.m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=31.844N/mm2；

小横杆的最大应力计算值σ=31.844N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2，满足要求！

（3）挠度计算:

最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度

荷载标准值q=0.038+0.130+1.300=1.468kN/m；

最大挠度V=5.0×1.468×800.04/（384×2.060×105×121900.0）=0.312mm；

小横杆的最大挠度0.312mm小于小横杆的最大容许挠度800.0/150=5.333与10mm，满足要求！

5.3.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，小横杆在大横杆的上面。

（1）荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.800=0.031kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×0.800×1.300/3=0.104kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.300/3=1.040kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.031+1.2×0.104+1.4×1.040）/2=0.809kN；

大横杆计算简图

（2）强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.038×1.300×1.3002=0.007kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.267×0.809×1.300=0.281kN.m；

M=M1max+M2max=0.007+0.281=0.287kN.m

最大应力计算值σ=0.287×106/5080.0=56.593N/mm2；

大横杆的最大应力计算值σ=56.593N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0N/mm2，满足要求！

（3）挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:

mm

均布荷载最大挠度计算公式如下:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

Vmax=0.677×0.038×1300.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.030mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

小横杆传递荷载P=（0.031+0.104+1.040）/2=0.587kN

V=1.883×0.587×1300.03/（100×2.060×105×121900.0）=0.968mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.030+0.968=0.997mm；

大横杆的最大挠度0.997mm小于大横杆的最大容许挠度1300.0/150=8.7与10mm，满足要求！

5.4.扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.800×2/2=0.031kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.300=0.050kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.300×0.800×1.300/2=0.156kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.300/2=1.560kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.050+0.156）+1.4×1.560=2.431kN

R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

5.5.脚手架立杆荷载的计算:

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），为0.1190

NG1=[0.1190+（0.80×2/2+1.30×2）×0.038/1.80]×30.00=5.746；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用竹笆片脚手板，标准值为0.30

NG2=0.300×5×1.300×（0.800+0.3）/2=1.073kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14

NG3=0.140×5×1.300/2=0.455kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.300×30.000=0.195kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.469kN；

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=3.000×0.800×1.300×2/2=3.120kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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=0.500kN/m2；

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=1.420；

Us--风荷载体型系数：

取值为1.300；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.500×1.420×1.300=0.646kN/m2；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×7.469+1.4×3.120=13.330kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.469+0.85×1.4×3.120=12.675kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.646×1.300×

1.8002/10=0.324kN.m；

5.6.立杆的稳定性计算:

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=13.330kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.500；

计算长度,由公式lo=kμh确定：

l0=3.119m；

长细比Lo/i=197.000；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.186；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=13330.000/（0.186×489.000）=146.560N/mm2；

立杆稳定性计算σ=146.560N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=12.675kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.500；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.119m；

长细比:

L0/i=197.000；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.186

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=12675.000/（0.186×489.000）+323843.411/5080.000=203.105N/mm2；

立杆稳定性计算σ=203.105N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！

5.7.连墙件的计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.646kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=9.360m2；

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=8.466kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=13.466kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l0/i=300.000/15.800的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.890×10-4×205.000×103=95.133kN；

Nl=13.466

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=13.466小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

5.8.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。

悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

本方案中，脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1000mm，

水平支撑梁的截面惯性矩I=934.50cm4，截面抵抗矩W=116.80cm3，截面积A=25.15cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×7.469+1.4×3.120=13.330kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×25.150×0.0001×78.500=0.237kN/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）

悬挑脚手架支撑梁变形图（kN）

悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R[1]=18.238kN；

R[2]=9.320kN；

R[3]=-0.091kN。

最大弯矩Mmax=1.959kN.m；

最大应力σ=M/1.05W+N/A=1.959×106/（1.05×116800.0）+

0.000×103/2515.0=15.973N/mm2；

水平支撑梁的最大应力计算值15.973N/mm2小于水平支撑梁的抗压强度设计值215.000N/mm2,满足要求！

5.9.悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用16号槽钢,计算公式如下

其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=570×10.0×65.0×235/（1000.0×160.0×235.0）=2.32

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.948。

经过计算得到最大应力σ=1.959×106/（0.948×116800.00）=17.688N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=17.688小于[f]=215.000N/mm2,满足要求!

5.10.拉绳的受力计算

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为：

RU1=19.408kN；

5.11.拉绳的强度计算

钢丝拉绳（支杆）的内力计算：

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU均取最大值进行计算，为

RU=19.408kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；

K--钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取19.408kN，α=0.820，K=6.000，得到：

经计算，钢丝绳最小直径必须大于17.000mm才能满足要求！

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环强度计算

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU的最大值进行计算作为拉环的拉力N，为

N=RU=19.408kN

钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环的强度计算公式为

其中[f]为拉环受力的单肢抗剪强度，取[f]=125N/mm2；

所需要的钢丝拉绳（斜拉杆）的拉环最小直径D=（1940.826×4/3.142×125.000）1/2=15.000mm；

5.12.锚固段与楼板连接的计算

（1）水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.32kN；

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[9320×4/（3.142×50×2）]1/2=10.8mm；

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

（2）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：

锚固深度计算公式:

其中N--锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=9.32kN；

d--楼板螺栓的直径，d=20.000mm

[fb]--楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.430N/mm2；

h--楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于

9320/（3.142×20.000×1.430）=103.8mm。

（3）水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：

混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式:

其中N--锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向压力，N=9.320kN；

d--楼板螺栓的直径，d=20.000mm；

b--楼板内的螺栓锚板边长，b=5×d=100.000mm；

fcc--混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.950fc=14.300N/mm2；

经过计算得到公式右边等于142.5kN，大于锚固力N=9.32kN，楼板混凝土局部承压计算满足要求!

6.脚手架的搭设

6.1.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。

6.2.纵向水平杆、横向水平杆、脚手板

1、纵向水平杆的构造应符合下列规定：

（1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；

（2）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。

对接、搭接应符合下列规定：

①纵向水平杆的对接扣件应交错布置：

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；个接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；

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塔接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm；

③串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400。

2、横向水平杆的构造应符合下列规定：

（1）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；

（2）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