坡屋面脚手架专项施工方案设计.docx

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坡屋面脚手架专项施工方案设计

玉屏山森林度假酒店一期

坡

屋

面

脚

手

架

专

项

施

工

方

案

编制人：

审核人：

编制单位：

洪雅县第一建筑公司

编制日期：

2015年5月18日

JL—A002

坡屋面脚手架专项施工方案报审表

工程名称：

玉屏山森林度假酒店一期编号：

致四川四强建设项目管理有限公司（监理单位）：

现报上坡屋面脚手架专项施工方案，已经我单位上级技术负责人审查批准，请予审查和批准。

附：

承包单位项目部（公章）：

项目负责人：

项目技术负责人：

日期：

专业监理工程师审查意见：

1、同意□2、不同意□3、按以下主要内容修改补充□

专业监理工程师（签字）：

日期：

总监理工程师审查意见

1、同意□2、不同意□3、按以下主要内容修改补充后□

并于月日前报来。

项目监理机构单位（公章）：

总监理工程师（签字）：

日期：

建设单位审查意见：

1、同意□2、不同意□3、按以下主要内容修改补充后□

并于月日前报来。

建设单位单位（公章）：

建设单位负责人（签字）：

日期：

注：

本表由施工单位填写，一式三份，连同施工组织设计一并送项目监理机构审查。

建设、监理、施工单位各一份。

四川省建设厅制

1、编制目的

由于本工程坡屋面坡度较陡，结构施工复杂，屋面作业危险性较高，为便于屋面各工种作业人员施工及作业安全要求，特编制此坡屋面脚手架专项施工方案。

二、编制依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）中国建筑工业出版社；

《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；

《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；

《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；

《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中国建筑工业出版社；

《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011中国建筑工业

出版社；

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011中国建筑工业出版社；

三、工程概况

玉屏山森林度假酒店一期工程；属于剪力墙结构;地上17层;地下2层；建筑高度：

62.65m；标准层层高：

3.15m；总建筑面积：

21129.79平方米；总工期：

560天。

本工程由洪雅巴登黑森林投资有限公司投资建设，中国建筑标准设计研究院有限公司设计，四川省乐山地质工程勘察院地质勘察，四川四强建设项目管理有限公司监理，洪雅县第一建筑公司组织施工；由陈军担任项目经理，黄守东担任技术负责人。

四、施工过程及内容

4.1外脚手架及屋面施工做法

由于此工程坡屋面坡向达到50.8度，工人在施工过程中无法在上面行走和施工，为保证屋面施工有足够的工作面和安全性，在坡屋面施工过程中搭设坡屋面专项施工脚手架，在砼达到规定强度后，随主体由外至里搭设脚手架，浇筑口作为脚手架立杆支撑，后期屋面施工考虑由屋脊至下施工，随施工分段的完成拆除相应脚手架并剔除浇筑口完善收口工作。

。

坡屋面脚手架搭设剖面图

4.2脚手架验算过程

1.脚手架参数

根据坡屋面施工图纸，满堂脚手架才能满足施工及安全性，计算搭设高度为3米，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1米，立杆的横距为1.5米，横杆的步距为1.8米；

纵横向横杆通长布置；

采用的钢管类型为Φ48Χ3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用一步两跨，竖向间距1.5米，水平间距2米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

2.000kN/m2；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处四川省眉山市，基本风压为0.3kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为1.00，风荷载体型系数μs为0.65；

脚手架计算中考虑风荷载作用

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m2）:

0.1291；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

5；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆、竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m2）:

0.035；

5.地基参数

地基土类型:

混凝土；地基承载力标准值（kpa）:

160.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

二、横杆的计算:

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-20011）第5.2.4条规定，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。

将大横杆上面的脚手板自重和施工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=0.035kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×1.5/（2+1）=0.15kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.5/（2+1）=1kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.035+1.2×0.15=0.222kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×1=1.4kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.222×12+0.10×1.4×12=0.158kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.222×12-0.117×1.4×12=-0.186kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.158Χ106,0.186Χ106）/4730=39.323N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=39.323N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算:

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：

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.035+0.15=0.185kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=1kN/m；

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.185×10004/（100×2.06×105×113600）+0.990×1×10004/（100×2.06×105×113600）=0.477mm；

大横杆的最大挠度0.477mm小于大横杆的最大容许挠度1000/150mm与10mm，满足要求！

三、小横杆的计算:

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，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作为小横杆集中荷载，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=0.035×1=0.035kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×1.5×1/（2+1）=0.150kN；

活荷载标准值：

Q=2×1.5×1/（2+1）=1.000kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.035+0.15）+1.4×1=1.622kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=1.2×0.035×1.52/8=0.012kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=1.622×1.5/3=0.811kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.823kN.m；

最大应力计算值σ=M/W=0.823Χ106/4730=174.035N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=174.035N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5×0.035×15004/（384×2.06×105×113600）=0.1mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.035+0.15+1=1.185kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax=1185.4×1500×（3×15002-4×15002/9）/（72×2.06×105

×113600）=6.068mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.1+6.068=6.168mm；

小横杆的最大挠度为6.168mm小于小横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm,满足要求！

四、扣件抗滑力的计算:

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。

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6.40kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值:

P1=0.035×1×2/2=0.035kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.035×1.5/2=0.027kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×1.5×1/2=0.225kN；

活荷载标准值:

Q=2×1.5×1/2=1.5kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.035+0.027+0.225）+1.4×1.5=2.444kN；

R<6.40kN，单扣件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。

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），为0.1291

NG1=[0.1291+（1.00×2/2）×0.035/1.50]×11.00=1.680；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3

NG2=0.3×5×1×（1.5+0.3）/2=1.35kN；

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

NG3=0.15×5×1/2=0.375kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1×11=0.055kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.46kN；

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=2×1.5×1×2/2=3kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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

Wo=0.3kN/m2；

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；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.645；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.3×1×0.645=0.135kN/m2；

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=1.2×3.46+1.4×3=8.352kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.46+0.85×1.4×3=7.722kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.135×1×

1.52/10=0.036kN.m；

六、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为：

立杆的轴向压力设计值：

N=8.352kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.59；

计算长度,由公式lo=k×μΧh确定：

l0=2.755m；

长细比Lo/i=173；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.237；

立杆净截面面积：

A=4.5cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.73cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=8352/（0.237Χ450）=78.309N/mm2；

立杆稳定性计算σ=78.309N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=7.722kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.59；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=2.755m；

长细比:

L0/i=173；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的结果查表得到：

φ=0.237

立杆净截面面积：

A=4.5cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.73cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=7721.64/（0.237Χ450）+36266.737/4730=80.069N/mm2；

立杆稳定性计算σ=80.069N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、最大搭设高度的计算:

按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.78kN；

活荷载标准值：

NQ=3kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.129kN/m；

Hs=[0.237×4.5×10-4×205×103-（1.2×1.78

+1.4×3）]/（1.2×0.129）=100.228m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=100.228/（1+0.001×100.228）=91.097m；

[H]=91.097和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50m。

脚手架单立杆搭设高度为11m，小于[H]，满足要求！

按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.78kN；

活荷载标准值：

NQ=3kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.129kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.036/（1.4×0.85）=0.03kN.m；

Hs=（0.237×4.5×10-4×205×103-（1.2×1.78+0.85×1.4×（3+0.237×4.5×100×0.03/4.73）））/（1.2×0.129）=99.016m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=99.016/（1+0.001×99.016）=90.095m；

[H]=90.095和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50m。

脚手架单立杆搭设高度为11m，小于[H]，满足要求！

八、连墙件的计算:

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

风荷载标准值Wk=0.135kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=3m2；

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

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=0.569kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=5.569kN；

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l0/i=300/15.9的结果查表得到φ=0.949，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.5cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.949×4.5×10-4×205×103=87.545kN；

Nl=5.569

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=5.569小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求！

九、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

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=160kpa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=160kpa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=30.887kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=7.722kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=30.887≤fg=160kpa。

地基承载力满足要求！

五、质量保证措施

1、进场（搭设前）脚手架材料质量标准

1）钢管：

采用外径48mm，壁厚3.0mm的Q235的焊接钢管，材质符合《碳素结构钢》（GB700-88）的相应规定。

不得有明显变形、裂纹、压扁和锈蚀。

必须进行防锈处理：

即对购进的钢管先行除锈，然后内壁搽涂两道防锈漆，外壁涂防锈漆一道和橘黄色面漆（安全标识性特殊钢管面漆为红白相间），并定期复涂，能保证文明施工要求。

2）扣件：

符合《可锻铸铁分类及技术条件》（GB978-67）的规定,与钢管管径相匹配。

使用机械性能不低于KT-33-8的可锻铸铁，附件材料应符合《碳素结构钢》（GB700-88）中Q235钢的规定；螺纹符合《普通螺纹》（GB196-81）的规定；扣件不得有加工不合格、无出厂合格证、表面裂纹变形、锈蚀等质量问题。

活动部位应灵活转动；夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm，表面应涂刷橘黄色油漆。

2、脚手架的质量检查及验收

1）在脚手架基础、分段措施完成之后，必须由安全部、技术部、工程部、配属队伍等按照分段、部位、搭设和防护等项目进行检查、验收，并填写验收单、合格后方可进行搭设或使用。

2）脚手架的验收和日常检查按照以下规定进行，检查合格后，方允许投入使用或继续使用。

A、每搭设10m高度；

B、达到设计高度；

C、刚搭设完毕后或连续使用达六个月；

D、施工中途停止使用超过15天，在重新使用之前；

E、在遭受暴风、大雨、大雪、地震等强力作用之后；

F、在使用过程中，发现有显著变形、沉降、拆除杆件和拉结以及其它安全隐患存在的情况时

六、安全生产保证措施

1）对现场施工人员进行“三级”安全教育。

2）遇风力超过6级以上强风时停止高处作业，采取安全措施。

3）高处作业，禁止一手携物，一手扶梯上下，使用的工具、拆装的零部件，应用吊桶、吊袋装妥后用绳索传递，严禁下掷上抛，作业现场下方一定范围内禁止人员停留。

4）从事高处作业的人员必须持证上岗，并认真遵守安全施工规定，衣着要灵活，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。

5）从事高处作业人员每年进行一次体检，患有心脏病、高血压、精神病、癫痫病者不准从事高空作业。

6）高处作业要设防护栏杆，支持安全网和安装防护门，操作人员要系安全带。

7）高处作业物料要堆放平稳，不可放置在临边和洞口附进、凡有坠落可能的，要及时撤出或固定以防跌落伤人。

8）发现安全设施有缺陷或隐患，及时报告处理，对危及人身安全的，必须停止施工，消险后才能恢复高处作业。

9）任何人不允许移动和擅自拆除安全标志，确实因工作需要须经工长批准后移动和拆除，之后重新安装好。

10）高空上作业安全设施要经常检查，处于良好状态。