高层脚手架施工方案.docx

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高层脚手架施工方案

中关村科技大厦高层脚手架施工方案

1.概述

本工程地上建筑由

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四层以上由边缘轴线向外挑出2650mm,局部外挑2100mm及4000mm,西南角圆弧门头上部,四层外挑1100mm5-8层每层分别外挑600mm共外挑3500mm。

建筑物周边大部分为九层檐高42.6m局部10层檐高46.7m;主体建筑东侧公寓18层,檐高76.2m,西侧商场写字楼22层全高91.95m檐高89.3m。

所设计外脚手架用于结构防护及装修施工。

采用扣件式钢管脚手架。

满封密目安全网。

2.设计依据

文件名称

标准

编号

建筑平面图

北京中国建筑设计院

00-A-11

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

国家行业标准

JGJ130-2001

J84-2001

《钢结构设计规范》

国家

GBJ17

《混凝土结构设计规范》

国家

GBJ10

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》

国家

GBJ18

《建筑结构荷载规范》

国家

GBJ9

《钢管脚手架扣件》

建设部标准

JCJ22-85

3.设计方案

3.1全部采用扣件式钢管脚手架，其中35以下为双排双立杆，35m以上为双排单立杆。

施工荷载按装修架2kN/m2计算。

3.2脚手架内外立杆间距1100mm、内立杆距墙500mm，立杆纵向间距1500mm（为考虑戗杆的封闭，立杆间距根据不同墙面略有调整），水平管上下步距1500-1850mm（上下不同层高调整）。

3.3群房檐高小于50m，50m以下的架子不设卸力，檐高50m以上的架子自35m起，每15m高设一道卸力层。

卸力点间距设定为两跨（考虑外挑边梁承载而确定）。

卸力层位置设在9、12、16、20四个层，标高分别为36.9m、49.3m、64.1m、78.9m。

3.4脚手架基础一般设在地下室顶板上，局部在回垫土上。

脚手架底部铺设一层脚手板，钢管下垫通长的10-12#槽钢。

回垫土部分，用两步灰土夯实上部浇筑150mm素混凝土。

3.5连墙杆的设置采用钢管支顶，钢丝绳或多道8#铅丝拉牢。

3.6有关节点做法详见附图及其标注。

4脚手架结构计算

4.1基础计算：

按50m以下不设卸力35m以下双立杆计算。

4.1.1脚手架自重（每个双立杆为一点支撑力）

（查JGJ130-2001）附录A-1，取表中（步距1.5m,纵距1.5m）

gk=0.1394kN/mgk2=0.0472（双立杆增加立杆及扣件）

NG1k=gk×50+gk2×35=8.622kN

4.1.2脚手板荷载（每个双立杆为一点支撑力）

b=0.35kN/m2（脚手板自重标准值）设两层操作层，一层防护共三层（脚手板面最大宽1.5m）1.5×1.5÷2=1.125m2每双立杆承受脚手板面积。

NG2K=0.35×1.125×3=1.181KN

4.1.3施工荷载（每个双立杆为一点支撑力）

施工荷载（装修）标准值2kN/m2

每立杆承受两层操作面积共1.125m2×2=2.25m2,

NQK=2×2.25=4.5kN

NG1k+NG2K+NQK=8.622+1.181+4.50=14.30kN

4.1.4基础承载能力:

⑴地下室顶板承载

地下室顶板设计荷载10kN/m2,由于钢管架底垫用10#槽钢及50mm厚的脚手板,没有足够刚度不能将力传给主次梁,楼板受力不能视同均布荷载计算,按设计要求荷载将力传到梁上则可承受脚手架全部荷载，虽然图1中有一排架在此梁上能将力传到主梁上，但地下结构复杂按最不利考虑，假设无次梁计算楼板承受能力。

脚手架按条带分布给楼板的力，脚手架内外立杆间距1.1m按刚性角向外每边加宽0.2m,

受力带宽1.5m,每跨最大8,4m。

1.5m×8.4m=12.6m2;

按设计均布荷载10kN/m2计算10kN/m2×12,6m2=126kN,按最不利情况每跨楼板承受6组内外立杆12个点,14.3kN×12=171.6kN＞126kN。

不能满足要求，为此采取下部支撑两层楼板共同受力，参见附图2。

地下二层仍然条带分布三排架立杆间距1m，承载面积按2.2m×8.4m=18.48m2计算,设计承载4kN/m2,18.48m2×4kN/m2,=73.92kN。

两层受力面共同承受能力为126+73.92=199.92kN＞171.6kN,能满足要求,另外8.4m跨的框架梁间有纵横次梁,还有部分立杆在主梁边缘,大部分力可以通过次梁或直接传给框架梁,所以在以上满足要求的情况下不再增加安全系数。

⑵回填土承载

回垫土采取素土夯实上部浇筑厚度100mm，C15素混凝土，同样垫一层脚手板用10#槽钢做管垫。

一般素土夯实干密度达到1.65，其承载能力为120kN/m2。

钢管架每柱（双）立杆给底座的荷载为14.3kN。

14.3÷120=0.12m2。

（需要承载面）

按右图2所示混凝土层底面对回填土受压面最少400mm×400mm=160000mm2即0.16m2＞0.12m2,实际沿槽钢走向承载面远远大于400mm。

不会沉降。

4.2立杆稳定性计算

4.2.150m以下立杆稳定性计算（按组合风载）

≤f（JGJ130-2001P16）

=60.75N/mm2＜f=205N/mm2符合要求

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK=12.52+5.36=17.88kN

Lo=kμh=2326.2mm

式中k=1.155;μ=1.55;h=1500mm

i=15.8mm

λ=2326.2/15.8=147.23

=0.319

A=489mm2×2=978mm2（双立杆）

f=205N/mm2

W=5080mm3×2=10160mm3（双立杆按最小抗弯模量计算）

MW=0.85×1.4MWK=

=0.16547kN-m=165470N-mm

式中MWK（风荷载标准值产生的弯矩）；

k=0.7μz

μS

=0.0412kN/m2

其中：

μz=1.36（GBJ9按城市高50m）

μS=1.3=1.3×0.095=0.1235（=0.095）

=0.35kN/m2（GBJ9-北京地区）

la=1.5mh=1.5m

4.2.250m以上每15m卸载立杆稳定性计算（按组合风载）

≤f（JGJ130-2001P16）

=138.88N/mm2＜f=205N/mm2符合要求

N=1.2（NG1K+NG2K）+0.85×1.4∑NQK=6.1317kN

其中：

1.脚手架自重

NG1k=gk×15=0.1394kN/m×15m=2.091kN（单立杆）

2.脚手板荷载b=0.35kN/m2设一层操作层，一层防护共两层（脚手板面最大宽1.5m）1.5×1.5÷2=1.125m2（每立杆承受脚手板面积）

NG2K=0.35×1.125×2=0.7875KN

3.施工荷载（施工荷载装修标准值2kN/m2）

NQK=2×1.125=2.25kN

Lo=kμh=2326.2mm

式中k=1.155;μ=1.55;h=1850mm;Lo=kμh=3297.625mm

i=15.8mm

λ=3297.625/15.8=208.7（规范容许值210,符合要求）

=0.166

A=489mm2

f=205N/mm2

W=5080mm3

MW=0.85×1.4MWK=

=0.32180kN-m=321800N-mm

式中MWK（风荷载标准值产生的弯矩）；

k=0.7μz

μS

=0.052675kN/m2

其中：

μz=1.72（GBJ9按城市高90m）

μS=1.3=1.3×0.095=0.1235（=0.095）

la=1.5mh=1.85m

4.2.350m以上屋面架设卸载立杆稳定性计算

屋面以上脚手架最高达44.90m,为考虑屋面承载能力仍然每15m卸载。

计算方法同4.2.2

4.3连墙杆计算

4.3.150m以下连墙杆设计值

NL=NLW+NO

=0.77868+5=5.77868kN

式中NLW=1.4kAw=0.77868kN

k=0.7μz

μS

=0.0412kN/m2

Aw=4.5×3=13.5m2

4.3.250m以上连墙杆设计值

NL=NLW+NO

=1.228+5=6.228kN

式中NLW=1.4kAw=1.228kN

k=0.7μz

μS

=0.0527kN/m2

Aw=4.5×3=16.65m2

4.3.3验算

1）压杆稳定性

支顶采用48钢管外伸500mm,两个扣件锁定轴心受压最大6.23kN（参见4.4.5-4）

2）采用8#镀锌钢丝（俗称8#铅丝）双股双道（四根）与埋铁拉牢。

8#镀锌钢丝直径4mm,抗拉强度292N/mm2,每根8#铅丝拉力3.67kN,合计14.67kN＞6.23kN。

满足要求。

3）埋铁采用14圆钢马蹄形埋入,见图3。

埋铁受拉根部抗剪能力：

14断面

A=154mm2

=154mm2×100N/mm2=15400N，双杆抗剪能力30.8kN＞6.23kN符合要求。

4.4每15m卸力点的计算

4.4.1卸力点的设置及其荷载：

为减少外挑边梁的荷载脚手架设计每15m高设卸力层，水平方向两跨设一点。

每个卸力点荷载P=4N=6.137kN×4=24.548kN

（根据4.2.2计算N=6.1317kN）

4.4.2建筑结构承受吊点的力计算：

（按图4计算）

1）P=24.548kN；AB=3700；BP=1050；

2）∠BAP=15.843;COS15.843=0.962;AP=25.52kN

3）设计给定荷载：

沿边梁设计荷载8.86kN/m,

4）卸力点给边梁卸力线荷载：

q=25.52kN/3m=8.51kN/M＜8.86kN/m,

虽然计算结果两者接近,但设计给定荷载，包含幕墙荷载及楼面活载。

幕墙边装架子可以边拆，但是楼面活载还是存在，所以需要与设计协商解决，解决办法①在边梁梁中的次梁底加支撑缩小边梁跨度提高承载能力.②在需要卸力的层位极其几个边梁的结构设计进行调整。

4.4.3钢丝绳的验算：

采用普通起重用钢丝绳6×19股,12.5mm,容许拉力80.1kN,按4.2.2中N=6.1317kN每吊点承载两跨6.1317×2=12.26kN,按最不利的AC外侧绳计算∠BAC=23.39,COS23.39=0.918,

AC=13.36kN<80.1kN,80.1kN/13.36N=5.996≈6>3.5（安全系数）

4.4.4埋铁验算：

1）予埋铁直径=20mm;圆环内径=120mm;轴心间距=140mm.求环铁在图中箭头方向受力情况下对形心的惯性矩:

=3094469mm

W=3094469/80=38680.86mm3.

2）对A点（图5示）产生的弯矩

M=25.52kN×60mm=1531200N-mm

=

=39.586N/mm2<205N/mm2满足要求

205N/mm2÷39.586N/mm2=5.179（安全系数）

4.4.5支撑杆的验算:

（图4中BD）

48钢管支撑长度500mm计算长度L=1000mm;i=15.8mm;=63.29;0.805;N=Nls=9.59;A=489mm2;

4.5操作层纵横水平杆受力计算

4.5.1操作层荷载：

施工荷载2kN/m2，脚手板自重0.25kN/m2立杆纵向间距1.5m，小横杆长1.1m，小横杆纵向间距0.75m。

5.脚手架搭设要求

按照附图1《中关村科技大厦高层外脚手架平面图》布置排列，平面图中所示脚手架位置除西南角圆弧处外，均为四层平面，圆弧处为八层平面。

四层及圆弧八层以下，设辅助架，（参见附图2、3）。

5.1材料:

，

5.1.1钢管必须采用48×3.5符合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GBJ18规定，严禁与碗扣架杆件及其他不同规格杆件混合使用。

5.1.2扣件，应采用可锻铸铁扣件，其质量应符合GB978-67，不采用钢板冲压扣件。

5.1.3钢丝绳应符合国标GB1102-74标准,卸力用钢丝绳采用12.5mm,

6×19股,起重用钢丝绳,抗拉强度≥1400N/mm2.容许拉力80.1kN。

5.1.4用于牵拉、吊挂脚手架的予埋铁一律采用Q235-A级钢（通常称一级钢）严禁用冷拔钢或合金钢等脆性钢材。

5.2搭设脚手架的基本要求:

技术人员对本方案要详细阅读（包括图纸及其表注）对施工班组进行安全、技术交底。

脚手架必须由专业人员按施工设计搭设，严禁非专业人员作业

5.2.1放线：

按设计图纸进行放线，按图纸中注明的立杆纵向间距及跨数排杆，有偏差进行调准以跨数为准均分。

5.2.2构造要求：

1）每步架，内外立杆间的小横杆都必须连接。

2）双立杆部位设双杆十字戗，单立杆部位采用单杆十字戗。

双杆十字戗可以对接，但相邻杆接头要错开最少1m，要有两个以上转角扣件连接相邻杆，并不得在同一跨内。

单杆十字戗应采取搭接，搭接长度大于1m，至少有两个转角扣件并连。

3）4m或8m以下辅助架按图纸要求设之字戗外，卸力层的卸力点内外立杆间设之字戗。

见附图4。

4）凡搭设在混凝土楼板上的脚手架，铺通长10#槽钢为管垫下垫脚手板，楼板下进行加固。

（详见附图2）

5）脚手架外侧设踢脚板。

内力杆与建筑物间铺脚手板间隙≤15cm。

铺脚手板的层位在两立杆间加设一小横杆，如采用对接脚手板，对头处设双小横杆，脚手板探头≤15cm。

6）操作层设一道护身栏。

7）在基础周边设排水沟。

5.2.3防护要求：

1）操作层下两步架拉水平安全网，双层作业时，下作业层上部设一层脚手板为护头棚。

2）脚手架外侧满封密目安全网，首层顶满铺水平安全网。

通道搭设6m护头棚。

6.主要质量要求：

6.1材料质量：

6.1.1材料进场要检查是否符合（5.1）要求,不得锈蚀。

6.1.2钢管不应弯曲,尤其立杆必须顺直,端部弯曲最大应小于5mm,但对圆弧走向的架子其大横杆应随走向弯曲。

6.2搭设质量:

6.2.1立杆垂直偏差:

步高偏差3mm;全高偏差100mm。

6.2.2纵向水平管两端高差≤50mm,内外水平杆高低差10mm。

6.2.3立杆纵向间距±50mm;横向间距±20mm;水平杆步距±20mm。

6.2.4连墙杆必须按图纸支顶同时拉牢。

6.2.5卸力钢丝绳不得使用断丝的旧钢丝绳,吊挂时绕纵横杆件一圈再用绳卡锁紧,每个头三个绳卡间距6d。

7.文明施工要求：

1）钢管表面一律刷菊红色油漆，戗杆一律刷深蓝色油漆。

2）各部位挂安全标志。

8.脚手架施用要求：

8.1荷载：

8.1.1按装修防护架2KN/m2设计，50m以下可两层作业，50m以上只考虑一层作业。

8.1.2脚手架上除操作人员外，只能放一些手动工具，不得码放材料及堆放杂物。

8.2安全要求：

8.2.1脚手架必须经安全部门验收后，才能交付使用。

8.2.2未经批准任何人不得擅自更改设计方案，确实需要修改的必须经原设计人员同意，方可修改。

8.2.3脚手架的吊挂、埋铁、绳索、及各种另部件不得随意拆除。

8.2.4设专职安全员经常巡视脚手架工作状态，保证搭设完整，使用正常。

（包括地下加固部分）。

8.2.5在装修过程脚手架连墙杆及吊挂点以上只能悬臂两步架，不能过早拆除。

8.2.6必须遵守有关安全技术要求凡本设计与有关技术要求有不一致的地方应及时向项目部反映，不得强行使用。

8.2.7除架子工外的施工人员上架子前也必须进行安全教育。