脚手架安装及拆除施工方案.docx

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脚手架安装及拆除施工方案

天津港东疆公安基地工程

脚手架安装及拆除专项施工方案

工程名称：

天津港东疆公安基地工程

编制单位：

中交一航局第四工程第三项目部

编制人：

审批人：

报送日期：

2011年9月13日

一、编制依据

天津港东疆公安基地工程综合楼结构专业施工图设计

天津港东疆公安基地工程综合楼建筑专业施工图设计

建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范（JGJ128-2001）

二、编制说明

天津港东疆公安基地工程综合楼主体结构为框架结构，脚手架体系包括外脚手架和内脚手架两部分，其中，外脚手架采用扣件式双排钢管脚手架，内脚手架为扣件式钢管满堂脚手架。

本方案结合脚手架施工特点及现场实际情况编制，主要包括脚手架的安装及脚手架拆除施工两大方面，为现场施工作业提供指导，保障施工作业的安全。

三、工程概况

天津港东疆公安基地工程，位于天津港东疆港区，澳洲路与通海道交口处。

占地面积约15063m2，总建筑面积约11150m2，其中综合楼7150m2，特勤消防站4000m2。

主要建设内容为综合楼、特勤消防站、附属用房、训练场、训练塔、立体车库及停车场等相关辅助设施。

其平面布置图见下图。

天津港东疆公安基地综合楼及特勤消防站为钢筋混凝土框架结构，建筑平面形式为L型，分A、B两区，其中A区综合楼五层（局部六层，含地下室半层），一层层高为4.0m，二~五层层高为3.8m；B区特勤消防站三层，一层层高为6.0m，二~三层层高为3.8m；工程占地面积为2662m2，建筑面积为11150m2。

四、脚手架验算

（一）落地式双排钢管外手架计算书

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范》（JGJ130-2001）。

本计算书以综合楼A区外排脚手架为对象进行验算（A区脚手架24m，B区脚手架18m）。

计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为24.0米，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1.20米，立杆的步距1.50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3.00米，水平间距3.00米。

施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设4层。

1）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=0.350×1.200/3=0.140kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m

静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.140=0.214kN/m

活荷载的计算值q2=1.4×1.200=1.680kN/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=（0.08×0.214+0.10×1.680）×1.5002=0.417kN.m

支座最大弯矩计算公式如下:

支座最大弯矩为

M2=-（0.10×0.214+0.117×1.680）×1.5002=-0.490kN.m

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

=0.490×106/5080.0=96.541N/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+0.140=0.178kN/m

活荷载标准值q2=1.200kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=（0.677×0.178+0.990×1.200）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=2.639mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

2）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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.200×1.500/3=0.210kN

活荷载标准值Q=3.000×1.200×1.500/3=1.800kN

荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.210+1.4×1.800=2.841kN

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）×1.2002/8+2.841×1.200/3=1.145kN.m

=1.145×106/5080.0=225.343N/mm2

小横杆的计算强度小于235.0N/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=5.0×0.038×1200.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.04mm

集中荷载标准值P=0.058+0.210+1.800=2.068kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V2=2067.600×1200.0×（3×1200.02-4×1200.02/9）/（72×2.06×105×121900.0）=5.050mm

最大挠度和

V=V1+V2=5.091mm

小横杆的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求!

3）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=0.038×1.200=0.046kN

脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.200×1.500/2=0.315kN

活荷载标准值Q=3.000×1.200×1.500/2=2.700kN

荷载的计算值R=1.2×0.046+1.2×0.315+1.4×2.700=4.213kN

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。

4）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0.1394

NG1=0.139×24.000=3.346kN

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×4×1.500×（1.200+0.300）/2=1.575kN

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

NG3=0.140×1.500×4/2=0.420kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×24.000=0.180kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.521kN。

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=3.000×2×1.500×1.200/2=5.400kN

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）附录表D.4的规定采用：

W0=0.450

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

Uz=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=0.600

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.250×0.600=0.236kN/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=1.2×5.521+0.85×1.4×5.400=13.051kN

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=1.2×5.521+1.4×5.400=14.185kN

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=0.85×1.4×0.236×1.500×1.500×1.500/10=0.095kN.m

5）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=14.185kN；

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=1.550；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.550×1.500=2.685m；

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2685/16=170；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.248；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=14185/（0.25×489）=116.966N/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=13.051kN；

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=1.550；

l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.550×1.500=2.685m；

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2685/16=170；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.248；

MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.095kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=13051/（0.25×489）+95000/5080=126.293N/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!

6）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=2.175kN；

NQ——活荷载标准值，NQ=5.400kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.139kN/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=87.821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，不考虑风荷载时，脚手架搭设高度限值[H]=50.000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=2.175kN；

NQ——活荷载标准值，NQ=5.400kN；

gk——每米立杆承受的结构自重标准值，gk=0.139kN/m；

Mwk——计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩，Mwk=0.080kN.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=81.060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]=50.000米。

7）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=0.236kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.00×3.00=9.000m2；

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=2.977kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.977kN

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=30.00/1.58的结果查表得到

=0.95；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=95.411kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.977kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

8）立杆的地基承载力计算:

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

其中p——立杆基础底面的平均压力（kN/m2），p=N/A；p=56.74

N——上部结构传至基础顶面的轴向力设计值（kN）；N=14.19

A——基础底面面积（m2）；A=0.25

fg——地基承载力设计值（kN/m2）；fg=68.00

地基承载力设计值应按下式计算

fg=kc×fgk

其中kc——脚手架地基承载力调整系数；kc=0.40

fgk——地基承载力标准值；fgk=170.00

地基承载力的计算满足要求!

（二）扣件钢管楼板模板满堂脚手架计算书

计算依据1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

计算依据2《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》（杜荣军）。

本计算书中，以净空最大为6m的综合楼B区一层脚手架支撑体系为例进行验算。

模板支架搭设高度为6.0米，

搭设尺寸为：

立杆的纵距b=0.90米，立杆的横距l=0.90米，步距h=1.30米。

图1楼板支撑架立面简图

图2楼板支撑架荷载计算单元

采用的钢管类型为

48×3.5。

1）模板面板计算

面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。

模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=12.000×0.100×0.900+0.350×0.900=1.395kN/m

活荷载标准值q2=（2.000+1.000）×0.900=2.700kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=90.00×1.80×1.80/6=48.60cm3；

I=90.00×1.80×1.80×1.80/12=43.74cm4；

（1）抗弯强度计算

f=M/W<[f]

其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）；

M——面板的最大弯距（N.mm）；

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M=0.100ql2

其中q——荷载设计值（kN/m）；

经计算得到M=0.100×（1.2×1.395+1.4×2.700）×0.300×0.300=0.049kN.m

经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.049×1000×1000/48600=1.010N/mm2

面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

（2）抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×（1.2×1.395+1.4×2.700）×0.300=0.982kN

截面抗剪强度计算值T=3×982.0/（2×900.000×18.000）=0.091N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

（3）挠度计算

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250

面板最大挠度计算值v=0.677×1.395×3004/（100×6000×437400）=0.029mm

面板的最大挠度小于300.0/250,满足要求!

2）模板支撑木方的计算

木方按照均布荷载下连续梁计算。

1.荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=12.000×0.100×0.300=0.360kN/m

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.350×0.300=0.105kN/m

（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（1.000+2.000）×0.300=0.900kN/m

静荷载q1=1.2×0.360+1.2×0.105=0.558kN/m

活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m

2.木方的计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

均布荷载q=1.636/0.900=1.818kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×1.82×0.90×0.90=0.147kN.m

最大剪力Q=0.6×0.900×1.818=0.982kN

最大支座力N=1.1×0.900×1.818=1.800kN

木方的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=10.00×10.00×10.00/6=166.67cm3；

I=10.00×10.00×10.00×10.00/12=833.33cm4；

（1）木方抗弯强度计算

抗弯计算强度f=0.147×106/166666.7=0.88N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

（2）木方抗剪计算[可以不计算]

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×982/（2×100×100）=0.147N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2

木方的抗剪强度计算满足要求!

（3）木方挠度计算

最大变形v=0.677×0.465×900.04/（100×9500.00×8333333.5）=0.026mm

木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!

3）板底支撑钢管计算

横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。

集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图（kN.m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩Mmax=0.432kN.m

最大变形vmax=1.000mm

最大支座力Qmax=5.879kN

抗弯计算强度f=0.432×106/5080.0=85.03N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于900.0/150与10mm,满足要求!

4）扣件抗滑移的计算

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:

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；

计算中R取最大支座反力，R=5.88kN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

R≤8.0kN时，可采用单扣件；8.0kN12.0kN时，应采用可调托座。

5）模板支架荷载标准值（立杆轴力）

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.149×6.000=0.893kN

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×0.900×0.900=0.284kN

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=12.000×0.100×0.900×0.900=0.972kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=2.149kN。

2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×0.900×0.900=2.430kN

3.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

6）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=5.98kN

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；

i——计算立杆的截面回转半径（cm）；i=1.58

A——立杆净截面面积（cm2）；A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm3）；W=5.08

——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

l0——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1uh

（1）

l0=（h+2a）

（2）

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.155；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.700

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；

公式

（1）的计算结果：

l0=1.155×1.700×1.30=2.553m

=2553/15.8=161.554

=0.