华夏博园外脚手架方案讲解.docx

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华夏博园外脚手架方案讲解

目录

一、编制依据2

二、工程概况2

三、施工部署3

四、脚手架工程设计及搭设参数3

五、落地脚手架验算3

六、悬挑脚手架的的验算11

七、搭设脚手架18

八、脚手架的拆除25

九、安全技术措施26

十、注意事项28

外脚手架专项施工方案

一、编制依据

工程涉及的主要国家或行业规范、标准、规程、土建、地方标准

类别

名称

编号或文件

行业标准

建造施工安全检查标准

JGJ59-99

技术规范

建造施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

JGJ130-2011

设计规范

钢结构设计规范

GB50017-2003

材料手册

新编实用材料手册

ISBN7-5331-0073-5-TB.1

安全手册

建造施工安全技术手册

ISBN7-112-01478-6

二、工程概况

（一）工程概况：

工程名称:

华夏博园3#楼工程；建设地点：

湖北省孝感市；总建筑面积：

15922.46，结构形式：

剪力墙结构；建筑层数：

18+1层，建筑层高：

住宅层高：

2.8米，建筑高度：

53.500米,合理使用年限:

50年;抗震设防要求:

6度,抗震设防类别:

乙类；住宅套数：

144套。

本工程已施工完成地下室部份，现接手从正负零以上开始。

（二）脚手架结构设计一览表

栋号

3#楼

备注

脚手架类型

悬挑式

搭设高度（m）

55M

步距（m）

1.8

立杆横局（m）

1.05

立杆纵距（m）

1.5

连墙件设置（m）

两步三跨

剪刀撑设置（m）

全高设置连续剪刀

三、施工部署

脚手架施工人员由项目技术负责人、安全员、架子工等人员组成，架子搭设的全过程由技术人员统一调度、部署，并负责架子安装质量的监控与验收。

四、脚手架工程设计及搭设参数

本工程3#楼采用全封闭悬挑双排外脚手架，分三段搭设，在第2层、第9层及第15层位置分别设工字钢悬挑并钢丝绳斜拉结构。

脚手架钢管选用φ48×3.5；外挑采用悬挑工字钢I16横梁，悬挑梁长3.75m，挑出长度1.3米，水平间距1.5m；工字钢在楼面上用2Φ20的预埋螺栓固定，预埋螺栓必需预埋在砼楼板内，距外墙边0.20米和1.5米设置，另外，每根悬挑梁端部设一根φ15.5钢丝绳斜拉。

立杆步距为1.8米，内立杆距外墙0.2米，外立杆距外墙面为1.25米，小横杆长度为1.25米。

脚手架与建筑物的连墙拉结在两步三跨内采用刚性连接的方式，外侧用密目安全网全封闭。

悬挑脚手架为双排脚手架，搭设高度为61.8米，分段搭设，每段高度19.6米（7层），立杆采用单立管。

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。

采用的钢管类型为Φ48×3.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3米，水平间距3.6米。

施工均布荷载为2kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。

悬挑水平钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度1.70米。

悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，用钢丝绳或支杆与建筑物拉结，悬挑脚手架工字钢位置布置图如后附图1所示。

五、局部落地脚手架验算

计算的脚手架为双排脚手架，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。

采用的钢管类型为Φ48×3.5，连墙件采用与每层边梁相连，竖向间距为2跨，竖向间距3.6米，水平间距3.0米。

施工均布荷载为2kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设5层。

㈠、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。

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=0.15×1.05/3=0.0525kN/m

活荷载标准值Q=2×1.05/3=0.7kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.0525=0.1086N/m

活荷载的计算值q2=1.4×0.7=0.98kN/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）

2．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=（0.08×0.1086+0.10×0.98）×1.502=0.24kN.m

支座最大弯矩计算公式如下：

支座最大弯矩为

M2=－（0.10×0.1086+0.117×0.98）×1.502=-0.2824kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.2824×106/5080=55.5906N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

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+0.0525=0.0905kN/m

活荷载标准值q2=0.7kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.0905+0.990×0.7）×15004/（100×2.06×105×121900）

=1.5206mm

大横杆的最大挠度小于1500/150或10mm，满足要求！

㈡、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。

1．荷载值计算：

大横杆的自重标准值P1=0.038×1.50=0.057kN

脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.50/3

=0.0788kN

活荷载标准值Q=2×1.05×1.50/3=1.05kN

荷载的计算值P=1.2×0.057+1.2×0.0788+1.4×1.05=1.633kN

小横杆计算简图

2．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）×1.052/8+1.633×1.05/3=0.5778kN.m

=0.5778×106/5080=113.7402N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求！

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=5.0×0.038×10504/（384×2.06×105×121900）=0.024mm

集中荷载标准值P=0.057+0.0788+1.05=1.1858kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1185.8×1050×（3×10502－4×10502/9）/（72×2.06×105×121900）=1.9403mm

最大挠度和：

V=V1+V2=1.9643mm

小横杆的最大挠度小于1050/150或10mm，满足要求！

㈢、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=0.038×1.05=0.0399kN

脚手板的荷载标准值P2=0.15×1.05×1.50/2=0.1181kN

活荷载标准值Q=2×1.05×1.50/2=1.575kN

荷载的计算值R=1.2×0.0399+1.2×0.1181+1.4×1.575=2.3946kN

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。

㈣、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）；本例为0.1248

NG1=0.1248×32.9=4.10kN

2．脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35

NG2=0.35×6×1.50×（1.05+0.3）/2=2.13kN

3．栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.15×1.50×6/2=0.675kN

4．吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.50×32.9=0.246kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.15kN。

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=2×2×1.50×1.05/2=3.9kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中：

W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

W0=0.7

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=1.25

Us——风荷载体型系数：

Us=1.3×0.4=0.52

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.4×1.25×0.52=0.182kN/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

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

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

其中Wk——风荷载基本风压值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

㈤、立杆的稳定性计算

外脚手架采用双立杆搭设部分，按照构造要求设置，不进行稳定性计算，只进行单立杆的稳定性计算。

1、不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：

其中：

N——立杆的轴心压力设计值，N=14.48kN；

φ——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.186；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.1185m；

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=1.5；

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到=150.0

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

2、考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式：

其中：

N——立杆的轴心压力设计值，N=13.66kN；

φ——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.186；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.1185m；

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=1.5

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.105kN.m；

σ——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到=170.84

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，单立杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

㈥、最大搭设高度的计算

不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.35kN；

NQk——活荷载标准值，NQ=3.15kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.1248kN/m；

经计算得到，不考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=84.2386米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50米。

考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

其中NG2K——构配件自重标准值产生的轴向力，NG2K=1.35kN；

NQk——活荷载标准值，NQ=3.15kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.1248kN/m；

Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.3572kN.m；

经计算得到，考虑风荷载时，按照稳定性计算的搭设高度Hs=88.1475米。

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

经计算得到，考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50米。

㈦、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——风荷载基本风压值，wk=0.4kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.6×3=10.8m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5kN

经计算得到Nlw=2.7518kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.7518kN

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=20/1.58的结果查表得到=0.968；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=97.0372kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求！

连墙件采用扣件与边梁连接。

经过计算得到Nl=7.7518kN小于扣件的抗滑力8kN，满足要求!

六、悬挑脚手架的的验算

1、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：

⑴每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1495

NG1=0.1495×21.30=3.18kN

⑵脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.35

NG2=0.35×4×1.50×（1.05+0.20）/2=2.415kN

⑶栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15

NG3=0.15×1.50×4/2=0.45kN

⑷吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.50×21.30=0.15kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.195kN。

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=2×2×1.50×（1.05+0.2）/2=3.75kN

风荷载标准值应按照以下公式计算

其中W0——基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

W0=0.4

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=1.25

Us——风荷载体型系数：

Us=0.52

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.35×1.25×0.52=0.1593kN/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

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

其中Wk——风荷载基本风压值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

2、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中：

N——立杆的轴心压力设计值，N=12.9271kN；

——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.186；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.1185m；

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=1.5；

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=142.128

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求!

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式

其中：

N——立杆的轴心压力设计值，N=11.89kN；

——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i的结果查表得到0.186；

i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

l0——计算长度（m），由公式l0=kuh确定，l0=3.1185m；

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=1.5

A——立杆净截面面积，A=4.89cm2；

W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.0921kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=151.699

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求!

3、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——风荷载基本风压值，wk=0.1593kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3×3.6=10.8m2；

No——连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）；No=5

经计算得到Nlw=2.4086kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.4086kN

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=20/1.58的结果查表得到

=0.968；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=97.0372kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与梁上的预埋短钢管连接。

经过计算得到Nl=7.4086kN小于扣件的抗滑力8kN，满足要求!

连墙件示意图

悬挂工字钢示意图

4、悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C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。

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式：

支座弯矩计算公式：

C点最大挠度计算公式：

其中k=m/l，kl=ml/l，k2=m2/l。

本工程算例中，m=1300mm，l=1700mm，ml=200mm，m2=1250mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=935cm4，截面模量（抵抗矩）W=117cm3。

受脚手架作用集中强度计算荷载N=1.2×6.3976+1.4×3.15=10.7641kN

水平钢梁自重强度计算荷载：

q=1.2×25.162×0.0001×7.85×10=0.237kN/m

k=1.30/1.70=0.7647

kl=200/1.70=0.1176

k2=1250/1.70=0.7353

代入公式，经过计算得到：

支座反力RA=31.0282kN

支座反力RB=-9.1069kN

最大弯矩MA=15.8082kN.m

截面应力

=15.8082×106/（1.05×117000）=128.6789N/mm2

水平支撑梁的计算强度小于205.0N/mm2，满足要求!

受脚手架作用集中计算荷载N=6.3976+3.15=9.5476kN

水平钢梁自重计算荷载q=25.162×0.0001×7.85×10=0.1975kN/m

最大挠度Vmax=7.8149mm

按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即5000.0mm

水平支撑梁的最大挠度小于5000.0/400，满足要求!

5、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用14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，按照下式计算：

经过计算得到

b=570×10×65×235/（2500×160×235.0）=0.9263

由于

b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用

b'查表得到其值为0.7656

经过计算得到强度

=15.8082×106/（0.7656×117000）

=176.4797N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算

<[f]=205，满足要求!

6、锚固段与楼板连接的计算

水平钢梁与楼板压点采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=9.1069kN

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[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[9106.9×4/（3.1416×50×2）]1/2=11mm

本例预埋螺栓采用Φ16钢筋，总长度为≥600mm，预留出砼面300mm,且下部应弯折成“L”形，锚固在楼板下层钢筋下面不小于300mm，并要保证工字钢以上大于100mm长度的调节长度。

满足要求！

七、搭设脚手架

㈠施工准备

⒈搭设前必须编制施工方案，各级工程负责人必须逐级向架设人员