1号房外墙悬挑脚手架施工方案设计.docx

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1号房外墙悬挑脚手架施工方案设计

绿地顾村公园商务广场项目

1号房工程

外

墙

悬

挑

脚

手

架

施

工

方

案

绿地建设（集团）

2010年7月

页次

一、工程概况…………………………………………..3

二、施工部署……………………………………………..3

三、悬挑式双排钢管脚手架施工方案………………….4

四、脚手架拆除方案……………………………………..17

绿地顾村公园商务广场1号房工程

外墙悬挑脚手架施工方案：

一、工程概况：

本工程为1号房工程，地上17层、地下二层。

地上建筑面积1660m2。

建筑物屋面标高为53.8m。

在屋面上有一构架，构架顶标高为61.7m。

底层室外地面标高为1.40m。

结构类型为钢筋混凝土框架剪力墙结构。

施工现场场地宽广，场地地面较平整。

计划所有外墙脚手架搭设材料均用钢管搭设，所有外墙脚手架均为主体、装饰使用，使用荷载按照结构架操作层二排同时承受荷载使用。

外墙脚手架总搭设高度为60.3m。

一~三层（四层楼面）外墙脚手架计划采用落地脚手架。

四层楼面以上外墙脚手架采用悬挑式脚手架。

四~十七层的外墙脚手架在立面高度方向分三段悬挑，第一段为四~九层楼面，第二段为九~十四层楼面，第三段为十四~屋面构架层。

每个悬挑段的脚手架搭设最大高度为16.0m

二、施工总部署.

2.1、外墙悬挑脚手架的设计：

2.1.1、悬挑脚手架共分为三个悬挑段，分别在四层楼面、九层楼面、十四层楼面设置型钢悬挑层，每个悬挑段从楼面采用16号槽钢作水平挑杆,并设置12.6号槽钢作斜撑，挑架按1.4m间距布置，挑架上部的钢管架按结构架要求搭设：

步距1.80m，横距1.05m，纵距1.4m，与型钢挑架间距相同,以便立杆均能支在型钢挑架的水平挑杆上。

水平挑杆均放在楼板上,用φ18Ω形预埋钢筋环与楼板固定，以抵抗挑架的水平拉力或压力和悬挑弯矩。

2.1.2、所有钢管均采用Φ48x3.5mm，质量必须符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）,所有扣件符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定,脚手架搭设应符合现行国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》和市《悬挑式脚手架安全技术规程》。

计算时钢管按照Φ48x3.5mm计算。

钢管质量必须达到规和方案要求。

三、悬挑式双排钢管脚手架施工方案：

3.1.悬挑式脚手架的施工部署：

每个悬挑段脚手架搭设高度为16.0m，每个悬挑段从楼面采用16号槽钢作水平挑杆,下部设12.6号槽钢作斜撑，挑架按1.4m间距布置，挑架上部的钢管架按结构架要求搭设：

步距1.80m，横距1.05m，纵距1.4m，与型钢挑架间距相同,以便立杆均能支在型钢挑架的水平挑杆上。

水平挑杆均放在楼板上,用φ18Ω形预埋钢筋环与楼板固定。

脚手架立杆全部采用单立杆，立杆纵向间距为1.4m立杆横向间距为1.05米。

大横杆步距为1.8米。

所有钢管均采用Φ48x3.5mm，质量必须符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）,所有扣件符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定,脚手架搭设应符合现行国家标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》和市《悬挑式脚手架安全技术规程》。

计算时钢管按照Φ48x3.5m计算。

3.2悬挑式外墙脚手架平面布置：

悬挑式外墙脚手架平面布置详见“悬挑脚手架平面布置图”。

3.3项尺寸及构造要求

3.3.1细部构造要点：

1.悬挑架的水平杆是架体的主要受力杆件，不仅支承上部架体，而且承受架体立杆荷载产生的弯矩，故必须与结构拉牢锚固。

本方案是将型钢搁在楼板上，在相应部位，沿挑杆轴线前后预埋2只φ18Ω形钢筋套住挑杆，紧固后焊接牢固。

水平杆下设置12.6号槽钢斜撑。

2.转角处的悬挑杆用［16做水平支撑，为拐角处不在挑杆处的架体立杆做支承梁，在型钢层面的钢管架均须连续纵向设扫地杆。

铺操作层竹笆脚手板时，其纵向水平杆间距不得大于300。

3.外架连墙杆应严格按二步二跨设置，切不可疏漏。

4.外架剪刀撑应符合以下要求：

1）.每道剪刀撑跨越立杆的根数宜在5～7根之间，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6m，斜杆倾角宜在45～60度之间。

2）.剪刀撑应每段沿架体外立面整个长度和高度连续设置。

3）.剪刀撑的斜杆宜搭接，其搭接长度必须大于1m，且至少用两个旋转扣件扣牢。

4）.剪刀斜撑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，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。

3.3.2钢管脚手架的搭设要求：

3.3.2.1脚手架搭设使用总要求

本工程脚手架全部采用钢管脚手架。

钢管脚手架应按市委（87）525号文规定要求执行。

安全要求如下：

1.材料的规格的质量必须符合有关技术规定的要求。

2.严格控制使用荷载，确保有较大的安全储备。

3.砌筑脚手架均布使用荷载不超过3000N/m2。

4.立杆间距横向1.05米，纵向不超过1.4米，步距1.8米。

5.应有牢固的和足够的连墙点，以保证整个脚手架的稳定性。

7.搭设过程中要及时设置联墙杆，避免在搭设中发生偏斜和倾倒。

8.脚手板要铺满、铺平、铺稳，不得有探头板。

9.搭设完毕后应进行验收，检查合格后才能使用。

10.作业层的外侧面应竹片围护，并挂设密目式安全网。

12.每隔四层设一道斜挑网。

13.架子工必须熟悉和严格遵守安全技术操作规程，佩戴和使用劳动保护用品。

14.必须有良好的防电、防雷装置，可靠的接地装置，同时设置避雷装置。

15.六级以上大风、大雪等天气条件时，应暂停在脚手架上作业。

3.3.2.2搭设中的操作要求：

1）.杆件搭设：

搭设顺序为：

安装挑杆→焊接水平支撑→焊接斜撑→逐根树立立杆，并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆→即与立杆或扫地杆扣紧→按第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一小横杆→安第二步大横杆→第二步小横杆→安装连墙件→第三、四步大横杆和小横杆→连墙杆→接立杆→加设剪力撑→铺脚手片。

2）.搭设杆件注意事项：

①按照杆件的搭设顺序和规定的构造方案及尺寸进行摆设。

②扣件拧紧程度要适当。

③及时与结构拉结或采用临时支顶，以确保搭设过程的安全。

④不合格的杆件和扣件不能用。

⑤随时校正杆件的水平和垂直偏差，随时调整。

⑥搭设工人必须佩挂安全帽。

⑦未完成的脚手架，在每一收班时要保证架工稳定。

3）.扣件安装

①连接大横杆的对接扣件，开口应朝架子侧，螺栓向上，以防雨水进入。

②装螺栓时应将根部放正和保持适当的拧紧程度，这时脚手架的承载能力，稳定和安全影响很大，因此，要求扭力矩控制在30－40N·m，最大不得超过59N·m。

4）.挑杆型钢焊接应满焊，如遇对接焊时应两边加焊160*200*10厚钢板。

吊环在混凝土结构中的锚固长度应保证560mm长。

水平支撑搁置在型钢上后应焊接牢固，焊缝饱满。

3.3.2.3对双排钢管架的构造要求：

1.）搭设尺寸

选择横距1.05m，纵距1.4m，步距1.8m，连墙件竖向间距3.6m，水平间距2.8m（即二步二跨），立面采用全封闭式安全立网（1.8x5.4m）封闭防护。

2.）构造要求

①立杆

接头采用对接，且要求将接头交错布置，二个相邻立杆接头不应设在同步同跨，且在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心距主节点距离不大于步距的1／3。

每根立杆底部均插在挑架型钢上的Ф25钢筋上。

设置纵横方向扫地杆。

纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

②纵向水平杆

纵向水平杆设于横向水平杆之上，并以直角扣件扣紧，每层架设4根纵向水平杆。

一般采用对接扣件连接。

接头应交错布置，相邻接头水平距离不小于500mm，不应设在同跨，且不得设在水平杆跨中。

③横向水平杆每一主节点处须设置一根横向水平杆，每侧外伸长度，不应小于100mm。

④脚手板要求

采用竹笆脚板，长、宽为1.0x1.2m，采用平铺法，铺设于4根纵向水平杆上，四个角采用直径为1.2mm的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

根据规要求，脚手板需要满铺。

⑤连墙件

一律采用刚性连墙件。

连墙件做法详见附图。

连墙件采用花排布置，且宜靠近主节点位置，偏离主节点不应大于300mm；必须从底步第一根纵向水平杆处开始设置。

连墙件呈水平且垂直于墙面设置，与脚手架连接的一端可稍为下斜，但不容许上翘。

⑥剪刀撑

每道剪刀撑宽度为4跨，斜杆与水平横杆的倾角为45°—60°之间，采用整个立面连续设置。

斜杆接长采用绑搭连接，且采用转扣固定在与之相交的立杆或横向水平杆的伸出端上，转扣中心线距主节点距离应小于150mm。

斜杆必须有4个与立杆或水平杆相连的固定点。

扣件安装

1）、连接大横杆的对接扣件，开口应朝架子侧，螺栓向上，以防雨水进入。

2）、装螺栓时应将根部放正和保持适当的拧紧程度，这时脚手架的承载能力，稳定和安全影响很大，因此，要求扭力矩控制在30～40N.M，最大不得超过59N.M。

3）防电避雷措施共设置4根避雷针，避雷针采用φ12镀锌钢筋制作，长度为1m，设置在主楼外架四角脚手架立杆上，并将所有最小层的大横杆全部连通，形成避雷网络。

引下线采用φ8圆钢，将立杆与整幢建筑物楼层避雷系统（即框架柱主筋）连成一体，接触处采用可靠焊接。

3.4、悬挑式脚手架结构安全性能验算：

3.4.1悬挑式扣件钢管脚手架计算书

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》（JGJ130-2001）

和市悬挑式脚手架安全技术规程DG/TJ08-2002-2006。

计算参数:

双排脚手架，搭设高度16.0米，立杆采用单立管。

立杆的纵距1.40米，立杆的横距1.05米，排架距离结构0.60米，立杆的步距1.80米。

采用的钢管类型为48×3.5，

连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距2.80米。

施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。

脚手板采用竹笆片，荷载为0.15kN/m2，按照铺设8层计算。

栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。

脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加两根大横杆。

基本风压0.55kN/m2，高度变化系数1.7700，体型系数1.1280。

悬挑水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.85米，建筑物锚固段长度2.80米。

悬挑水平钢梁采用支杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.35m，支杆采用[12.6号槽钢。

一、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=0.150×1.050/3=0.052kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.050/3=1.050kN/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=1.4×1.050=1.470kN/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.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+0.10×1.470）×1.4002=0.305kN.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+0.117×1.470）×1.4002=-0.358kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.358×106/5080.0=70.567N/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+0.052=0.091kN/m

活荷载标准值q2=1.050kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.091+0.990×1.050）×1400.04/（100×2.06×105×121900.0）=1.684mm

大横杆的最大挠度小于1400.0/150与10mm,满足要求!

二、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=0.038×1.400=0.054kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.400/3=0.073kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.400/3=1.470kN

荷载的计算值P=1.2×0.054+1.2×0.073+1.4×1.470=2.211kN

小横杆计算简图

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+2.211×1.050/3=0.780kN.m

=0.780×106/5080.0=153.563N/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=5.0×0.038×1050.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.02mm

集中荷载标准值P=0.054+0.073+1.470=1.597kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=1597.260×1050.0×（3×1050.02-4×1050.02/9）/（72×2.06×105×121900.0）=2.614mm

最大挠度和

V=V1+V2=2.638mm

小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!

三、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=0.150×1.050×1.400/2=0.110kN

活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.400/2=2.205kN

荷载的计算值R=1.2×0.040+1.2×0.110+1.4×2.205=3.268kN

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。

四、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=0.125×16.000=1.997kN

（2）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0.15

NG2=0.150×8×1.400×（1.050+0.600）/2=1.386kN

（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=0.150×1.400×8/2=0.840kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.400×16.000=0.112kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.335kN。

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，、外立杆按一纵距施工荷载总和的1/2取值。

经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×2×1.400×1.050/2=4.410kN

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》（GB50009-2001）附录表D.4的规定采用：

W0=0.550

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）附录表7.2.1的规定采用：

Uz=1.770

Us——风荷载体型系数：

Us=1.128

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×1.770×1.128=0.769kN/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

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.335+0.85×1.4×4.410=10.450kN

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

经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.2×4.335+1.4×4.410=11.376kN

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——风荷载标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经过计算得到风荷载产生的弯矩Mw=0.85×1.4×0.769×1.400×1.800×1.800/10=0.415kN.m

五、立杆的稳定性计算

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=11.376kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　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=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3；

——由长细比，为3118/16=197；

——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；

　　——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到=11376/（0.19×489）=125.221N/mm2；

　　[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<[f],满足要求!

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=10.450kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　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=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.800=3.118m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3；

——由长细比，为3118/16=197；

——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；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.415kN.m；

　　——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到=10450/（0.19×489）+415000/5080=196.704N/mm2；

　　[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<[f],满足要求!

六、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——风荷载标准值，wk=0.769kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×2.80=10.080m2；

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

经计算得到Nlw=10.848kN，连墙件轴向力计算值Nl=15.848kN

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=60.00/1.58的结果查表得到=0.90；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=89.764kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用双扣件连接，双扣件的抗滑移力为16.0KN。

经过计算得到Nl=15.848kN小于扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!

七、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，侧脚手架距离墙体600mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1350mm，

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P=11.38kN

水平钢梁自重荷载q=1.2×25.15×0.0001×7.85×10=0.24kN/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=18.835kN,R2=4.891kN,R3=0.127kN

最大弯矩Mmax=3.442kN.m

抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=3.442×106/（1.05×116800.0）+5.085×1000/2515.0=30.091N/mm2

水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求!

八、悬挑梁的整体稳定性计算

水平钢梁采用[16b号槽钢U口水平,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=570×10.0×65.0×235/（1350.0×160.0×235.0）=1.72

由于b大于0.6，按照《钢结构设计规》（GB50017