省级计量中心工程外架方案.docx

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省级计量中心工程外架方案

落地式双排外脚手架施工方案

山西建筑工程（集团）总公司

省级计量中心工程

2014年05月08日

目录

一、工程概况……………………………………………………………………2

二、编制依据……………………………………………………………………3

三、施工计划……………………………………………………………………4

四、施工工艺技术………………………………………………………………4

五、扣件式落地双排脚手架计算书…………………………………………6

六、施工安全保证措施…………………………………………………………19

《省级计量中心项目部组织机构图》…………………………………………23

《省级计量中心项目安全管理组织机构》……………………………………24

省级计量中心工程

±0.000上外防护脚手架施工方案

一、工程概况

1、本工程位于内蒙古通辽市新城区海力锦大街以南、保康路以东、建华北路以西、罕山大街以北，是国网内蒙古东部电力有限公司省级计量中心工程项目。

2、本建筑为国网内蒙古东部电力有限公司省级计量中心工程，主要是集仓储、检验、鉴定和研发；附有会议和办共等用房；顶层设备用房为一体的建筑。

3、结构类型：

本工程为框架结构，柱下独立基础。

4、建筑层数：

本工程共地上4层，室内外高差为450mm，一层层高7.0m，二层层高6.0m，三、四层每层层高5.0m，顶层设备房层高3.6m；装拆区为1-4层通高的空间，层高为22.95m；500kv（750kv）电压互感器检定实验室/标准电压互感器检定实验室/现场检验设备库为1-3层通高的空间，层高为18.00m；高压计量为1-2层通高空间，层高为13.00m。

建筑高度23.80m（室外设计地面至屋面面层），建筑总高度27.65m（室外设计地面到设备房女儿墙顶）。

5、标高：

本工程室内标高±0.000相当于绝对标高178.66米（m）。

6、根据建筑特征和规范要求，本工程从基础地梁至屋面设置了收缩后浇带。

而收缩后浇带可以在两侧结构施工完2个月后浇筑砼。

7、外防护架体概况

工程东、南、西、北侧均为落地式双排脚手架，架体高度从一层平面到四层结构，高度为25米，进行全封闭防护。

外架与结构进行拉接固定，确保架体的稳定性。

架体操作层脚手板采用50mm厚木脚手板满铺。

8、施工架体要求及技术保证条件

2.1外防护架搭设类型

结合工程结构情况,使用Φ48×3.5管材。

2.2材料要求

2.2.1支撑架体

①钢管ф48×3.5mm，连接件（“十”字扣件、对接扣件、旋转扣件）。

②加固钢管选用Φ48×3.5管材，管壁厚薄均匀，且无裂缝、翘曲、不圆等缺陷。

③钢管连接扣件，符合出厂质量标准、无裂缝、丝扣浸油、无乱扣、扭转灵活，支模加固使用的附件均符合出厂质量标准。

④立杆垫板采用50mm厚木板。

⑤立杆、横杆统一刷黄色油漆，剪刀撑钢管用红白花杆，沿外侧连续设置，踢脚板外侧统一用粘贴喷绘的黑黄标志。

3.1架体施工、技术要求

架体要保证安全使用要求：

安全稳固。

架体承受荷载：

架体及构配件自重，施工操作人员。

对架体要进行承载力、刚度、稳定性验算，确保架体的安全。

二、编制依据

1、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

3、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）

6、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》建质[2009]87号

7、《地基基础施工质量验收规范》GB50202-2002

8、《省级计量中心工程施工组织设计》

9、省级计量中心工程施工图

三、施工计划

防护外架服务于结构施工，外防护脚手架与主体结构同步。

结构施工前先进行外防护架体搭设，验收合格后进行结构施工。

施工进度计划详见施工组织设计。

四、施工工艺技术

1、落地式双排脚手架

立杆间距1500mm,排距900mm，步距1800mm，扫地杆距基础200mm。

2、双排脚手架与主体结构进行水平（拉接角度为10 ）连墙拉接，连墙件布置方式为二步二跨。

连墙件与主结点偏移距离不得大于300mm。

3、架体搭设作业程序

架体搭设前，用回弹仪测试悬挑结构砼强度不得少于C20。

放线、抄平，用粉笔画出立杆位置线---放置纵向扫地杆---自角部起依次向两边竖立杆底层杆，底端与纵向扫地杆扣接固定后，装设横向扫地杆并与立杆固定（固定立杆底端前，要吊线确保立杆垂直），每边竖起3~4根立杆后，随即装设第一步纵向水平拉杆（与立杆扣接固定）和横向水平拉杆、校正立杆垂直和平杆水平，按不小于65N·M力矩拧紧扣件螺栓，形成构架的起始段---按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。

交圈后，再全面检查一遍构架质量---按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步……---随搭设进程及时和已浇砼柱采用钢管柱箍固结及搭设剪刀撑---装设作业间横杆（在支撑架水平杆之间加设的，用于缩小铺设脚手架板支撑跨度的横杆），铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板和围护、封闭措施。

4、架体拆除

4.1架体拆除本着“先支后拆，后支先拆”的原则从上面下进行拆除。

拆下的构配件不得抛扔，要按指定地点堆放。

4.2多人同时操作时，要明确分工，统一信号。

4.3高处拆架时，操作层上临时拆下的构件不得集中堆放。

4.4对称地分别向两端拆除。

拆除时，严禁采用向旁侧一片拉倒的拆除方法。

五、扣件式落地双排脚手架计算书

计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

脚手架搭设体系剖面图

脚手架搭设体系正立面图

脚手架搭设体系平面图

（一）、参数信息

1.脚手架搭设参数

脚手架从地面开始搭设，搭设高度H：

25m；

顶步栏杆高：

1.4m；内立杆距离墙长度a：

0.5m；

立杆步距h：

1.8m；总步数：

13步；

立杆纵距la：

1.5m；立杆横距lb：

0.9m；

小横杆伸出内立杆长度a1：

0.3m；扫地杆距地：

0.2m；

采用小横杆在上布置，搭接在大横杆上的小横杆根数为1根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

连墙件布置方式为二步二跨，连接方式为扣件连接；

连墙件扣件连接方式为双扣件，扣件抗滑承载力折减系数为1；

脚手架沿墙纵向长度l：

100m；

2.荷载参数

（1）活荷载参数

结构脚手架均布活荷载：

3kN/m2；结构脚手架同时施工层数：

0层；

装修脚手架均布活荷载：

2kN/m2；装修脚手架同时施工层数：

1层；

（2）风荷载参数

本工程地处内蒙古通辽市，基本风压Wo：

0.55kN/m2；

地面粗糙度类别为：

B类（城市郊区）；

（2）静荷载参数

1）脚手板参数

选用木脚手板，步步满铺脚手板；

脚手板自重：

0.35kN/m2；铺设层数：

4层；

2）挡脚板参数

选用木脚手板（220×48×4000），铺脚手板层设挡脚板

挡脚板自重：

0.075kN/m；挡脚板铺设层数：

4层；

3）防护栏杆

第2步开始步步设防护栏杆，每步防护栏杆根数为2根，总根数为26根；

4）围护材料

2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭。

密目网选用为：

2300目/100cm2，A0=1.3mm2；

密目网自重：

0.01kN/m2；

（二）、小横杆的计算

小横杆在大横杆的上面，考虑活荷载在小横杆上的最不利布置，验算强度和挠度时不计小横杆的悬挑荷载，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算。

1.均布荷载值计算

作用在小横杆上的荷载标准值：

q=0.038+0.350×1.5/2+2×1.5/2=1.801kN/m；

作用在小横杆上的荷载设计值：

q=1.2×（0.038+0.350×1.5/2）+1.4×2×1.5/2=2.461kN/m；

2.强度验算

最大弯矩M=ql2/8=2.461×0.92/8=0.249kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.249×106/5.08×103=49.052N/mm2；

小横杆实际弯曲应力计算值σ=49.052N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度ν=5ql4/384EI

=5.0×1.801×9004/（384×2.06×105×12.19×104）=0.613mm；

小横杆实际最大挠度计算值ν=0.613mm小于最大允许挠度值min（900/150，10）=6.000mm，满足要求！

（三）、大横杆的计算

小横杆在大横杆的上面，小横杆把荷载以集中力的形式传递给大横杆，所以，大横杆按照集中力作用下的三跨连续梁进行强度和挠度计算。

计算小横杆传递给大横杆的集中力时，计入小横杆的悬挑荷载。

1.小横杆传递给大横杆的集中力计算

内排大横杆受到的集中力标准值：

F=0.5qlb（1+a1/lb）2=0.5×1.801×0.9×（1+0.3/0.9）2=1.441kN；

内排大横杆受到的集中力设计值：

F=0.5qlb（1+a1/lb）2=0.5×2.461×0.9×（1+0.3/0.9）2=1.969kN；

外排大横杆受到的集中力标准值：

F=0.5qlb[1+（a1/lb）2]=0.5×1.801×0.9×[1+（0.3/0.9）2]=0.900kN；

外排大横杆受到的集中力设计值：

F=0.5qlb[1+（a1/lb）2]=0.5×2.461×0.9×[1+（0.3/0.9）2]=1.231kN；

2.大横杆受力计算

大横杆按三跨（每跨中部）均有集中活荷载分布计算，由脚手架大横杆试验可知，大横杆按照三跨连续梁计算是偏于安全的，按以上荷载分布进行计算可以满足要求并且与我国工程长期使用经验值相符。

根据实际受力情况进行电算，得到计算简图及内力、变形图如下（内排大横杆、外排大横杆计算方式完全相同，下面是内排大横杆的计算过程，外排大横杆计算过程从略，仅给出最终计算结果）：

弯矩和剪力计算简图

弯矩图（kN·m）

剪力图（kN）

变形计算简图

变形图（mm）

计算得到内排大横杆：

最大弯矩：

M=0.525kN.m

最大变形：

ν=2.289mm

最大支座反力：

F=4.309kN

计算得到外排大横杆（计算过程从略）：

最大弯矩：

M=0.331kN.m

最大变形：

ν=1.451mm

最大支座反力：

F=2.722kN

3.强度验算

最大应力计算值σ=0.525×106/5.08×103=103.268N/mm2；

大横杆实际弯曲应力计算值σ=103.268N/mm2小于抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

4.挠度验算

最大挠度ν=2.289mm；

大横杆实际最大挠度计算值ν=2.289mm小于最大允许挠度值min（1500/150，10）=10.000mm，满足要求！

（四）、作业层立杆扣件抗滑承载力的计算

扣件的抗滑承载力按照下式计算:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值。

规范规定直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

扣件抗滑承载力折减系数1，则该工程采用的单扣件承载力取值为8.000kN，双扣件承载力取值为16.000kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。

本工程内排大横杆传给内立杆的竖向作用力为4.309kN,外排大横杆传给外立杆的竖向作用力为2.722kN；

作业层内力杆扣件抗滑承载力验算：

内立杆受到的竖向作用力R=4.309kN≤8.000kN，内力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！

作业层外力杆扣件抗滑承载力验算：

外立杆受到的竖向作用力R=2.722kN≤8.000kN，外力杆采用单扣件，其抗滑承载力的设计计算满足要求！

（五）、脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.确定按稳定计算的脚手架搭设高度Hs

Hs=[H]=25m；

2.静荷载标准值计算

（1）结构自重标准值NG1k

采用Φ48×3.5钢管。

外立杆：

NG1k=gkHs=0.1360×25.000=3.400kN；

内立杆：

NG1k=gkHs=0.1136×25.000=2.840kN；

（2）构配件自重标准值NG2k

1）脚手板的自重标准值NG2k1

采用木脚手板，自重标准值gk1=0.35kN/m2，铺设层数n1=4层。

外立杆：

NG2k1=n1×0.5×lb×la×gk1=4×0.5×0.9×1.5×0.35=0.945kN；

内立杆：

NG2k1=n1×（0.5×lb+a1）×la×gk1

=4×（0.5×0.9+0.3）×1.5×0.35=1.575kN；

2）挡脚板的自重标准值NG2k2

采用木脚手板（220×48×4000），自重标准值gk2=0.075kN/m，铺设层数n2=4层。

外立杆：

NG2k2=n2×la×gk2=4×1.5×0.075=0.450kN；

3）防护栏杆及扣件的自重标准值NG2k3

采用Φ48×3.5钢管，自重标准值gk3=0.0384kN/m，总根数n3=26根。

外立杆：

NG2k3=n3×（la×gk3+0.0132）=26×（1.5×0.0384+0.0132）=1.841kN；

4）围护材料的自重标准值NG2k4

采用2300目/100cm2，A0=1.3mm2密目安全网全封闭，自重标准值gk4=0.01kN/m2。

外立杆：

NG2k4=la×[H]×gk4=1.5×25×0.01=0.375kN；

5）附加横杆及扣件的自重标准值NG2k5

搭接在大横杆上的小横杆根数n4=1根，铺设层数n5=4层，采用Φ48×3.5钢管，自重标准值gk6=0.0384kN/m。

外立杆：

NG2k5=n5×n4×（0.5×lb×gk6+0.0132）

=4×1×（0.5×0.9×0.0384+0.0132）=0.122kN；

内立杆：

NG2k5=n5×n4×[（0.5×lb+a1）×gk6+0.0132]

=4×1×[（0.5×0.9+0.3）×0.0384+0.0132]=0.168kN；

6）构配件自重标准值NG2k合计

外立杆：

NG2k=0.945+0.450+1.841+0.375+0.122=3.733kN；

内立杆：

NG2k=1.575+0.168=1.743kN；

3.活荷载标准值计算

活荷载按照1个装修作业层（荷载为2kN/m2）计算，活荷载合计值∑Qk=2kN/m2。

外立杆：

∑NQk=0.5×lb×la×∑Qk=0.5×0.9×1.5×2=1.350kN；

内立杆：

∑NQk=（0.5×lb+a1）×la×∑Qk=（0.5×0.9+0.3）×1.5×2=2.250kN；

4.风荷载标准值计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照荷载规范规定采用：

ω0=0.55kN/m2；

μs--风荷载体型系数：

μs=1.3ϕ=1.3×0.868=1.128；ϕ为挡风系数，考虑了脚手架和围护材料的共同作用，计算过程复杂因篇幅有限计算过程从略。

μz--风荷载高度变化系数，按照荷载规范的规定采用：

脚手架底部μz=1.000，脚手架顶部μz=1.335；

经计算得到，风荷载标准值为:

脚手架底部Wk=0.7×0.55×1.000×1.128=0.434kN/m2；

脚手架顶部Wk=0.7×0.55×1.335×1.128=0.580kN/m2；

（六）、立杆稳定性计算

（1）基本数据计算

1.立杆长细比验算

依据《扣件式规范》第5.1.9条：

长细比λ=l0/i=kμh/i=μh/i（k取为1）

查《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.500；

立杆的截面回转半径：

i=1.580cm；

λ=1.500×1.8×100/1.580=170.886

立杆实际长细比计算值λ=170.886小于容许长细比210，满足要求！

2.确定轴心受压构件的稳定系数φ

长细比λ=l0/i=kμh/i=1.155×1.500×1.8×100/1.580=197.373；

稳定系数φ查《扣件式规范》附录C表得到：

φ=0.185；

3.风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw

Mw=0.85×1.4WkLah2/10

经计算得到，各段弯矩Mw为：

脚手架底部Mw=0.251kN·m；

（2）外立杆稳定性计算

1.组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

外立杆的轴心压力设计值N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.85×1.4∑NQk

=1.2×（3.400+3.733）+0.85×1.4×1.350=10.166kN；

σ=10165.764/（0.185×489）+251206.238/5080=161.669N/mm2；

组合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值σ=161.669N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

2.不组合风荷载时,外立杆的稳定性计算

σ=N/（φA）≤[f]

外立杆的轴心压力设计值N=1.2×（NG1k+NG2k）+1.4∑NQk

=1.2×（3.400+3.733）+1.4×1.350=10.449kN；

σ=10449.264/（0.185×489）=115.348N/mm2；

不组合合风荷载时，外立杆实际抗压应力计算值σ=115.348N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（3）内立杆稳定性计算

全封闭双排脚手架仅考虑外立杆承受风荷载的作用，内立杆不考虑风荷载作用。

σ=N/（φA）≤[f]

内立杆的轴心压力设计值N=1.2（NG1k+NG2k）+1.4∑NQk

=1.2×（2.840+1.743）+1.4×2.250=8.650kN；

σ=8649.600/（0.185×489）=95.482N/mm2；

内立杆实际抗压应力计算值σ=95.482N/mm2小于抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

（七）、连墙件的稳定性计算

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=8.768kN；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.800m2；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=13.768kN；

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l/i=700/15.8的结果查表得到φ=0.871；

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.871×4.89×102×205×10-3=87.292kN；

Nl=13.768kN

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=13.768kN≤双扣件的抗滑力16.000kN，满足要求！

（八）、楼盖承载力及抗冲切验算

楼板承载力验算依据《混凝土工程模板与支架技术》杜荣军编、《工程结构设计原理》曹双寅主编、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）等规范编制。

（1）楼盖参数信息

脚手架搭设在现浇楼盖上，下面是楼盖的有关参数：

楼盖为双向板，板单元计算长度BL=4m；板单元宽度BC=3m。

楼盖板厚度h0=150mm，混凝土设计强度为C25，已浇筑20天，混凝土强度fc=10.532MPa；

结构模型立面图

结构模型平面图

（2）荷载计算

立杆传递荷载组合值：

P=9.549kN；

混凝土板活荷载设计值（kN/m2）：

QB=1.4×[2×N/（La×Lb）×（Lb×Bc）/（0.49×Bc×Bl）+Qk]

=1.4×[2×9.549/（1.5×0.9）×（0.9×3）/（0.49×3×4）+2.5]=12.595kN/m2；

混凝土板恒载设计值（kN/m2）：

GB=1.2×hi/1000×25=4.500kN/m2；

（3）板单元弯矩计算

四边固定：

Lx/Ly=3/4=0.750；查表：

mx=0.02960，my=0.01300，mx'=-0.07010，my'=-0.05650；

四边简支：

Lx/Ly=3/4=0.750；查表：

mqx=0.06200，mqy=0.03170；

因为计算单元取连续板块其中之一，故需计算折算荷载组合设计值：

GB'=GB+QB/2=4.500+12.595/2=10.797kN/m2；Gq=GB+QB=4.500+12.595=17.095kN/m2；

QB'=QB/2=12.595/2=6.297kN/m2；

Mx=（mx+υ×my）×GB'×Bc2+（mqx+υ×mqy）×QB'×Bc2=7.002kN/m2；

My=（my+υ×mx）×GB'×Bc2+（mqy+υ×mqx）×QB'×Bc2=4.338kN/m2；

Mx'=mx'×Gq×Bc2=-10.785kN/m2；

My'=my'×Gq×Bc2=-8.693kN/m2；

根据以上弯矩，在《混凝土结构计算手册（第三版）》中查表得到

楼盖板理论配筋：

钢筋位置弯矩计算值（kN/m2）理论钢筋面积（mm2）

楼盖X向正筋7.002ASX=273（HPB235）

楼盖Y向正筋4.338ASY=167（HPB235）

楼盖X向负筋-10.785ASX'=298（HRB335）

楼盖Y向负筋-8.693ASY'=238（HRB335）

楼盖板实际配筋：

钢筋位置配筋量及等级钢筋面积（mm2）

楼盖X向正筋HPB23510@100ASX=785

楼盖Y向正筋HPB23510@100ASY=785

楼盖X向负筋HRB33512@120ASX'=942

楼盖Y向负筋HRB33512@120ASY'=942

楼盖实际配筋面积≥理论配筋面积，现浇楼盖板满足承载能力要求。

（4）楼板抗冲切承载力验算

外脚手架支撑在混凝土楼盖板上，根据《混凝土结构设计规范（GB50010）》规定，受冲切承载力应满足下式：

Fl≤（0.7βhft+0.15σpc,m）ηumh0

为了安全和简化计算起见，不考虑上式中σpc,m之值，作为板承载能力安全储备，将上式修改为下式：

Fl≤0.7βhftηumh0

0.7βhftηumh0=0.7×1.000×1.124×1.651×543