脚手架专项施工方案.docx

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脚手架专项施工方案

重庆市大足区中医院综合楼

建设工程一期

脚

手

架

工

程

专

项

施

工

方

案

编制单位：

重庆建工第十一建筑工程有限责任公司

编制时间：

2015年12月

目录

1.编制依据

2.工程概况

3.脚架选型与布置

4.脚手架用途

5.脚手架设材料与要求

6.第一种外架方式：

双排钢管落地脚手架

7.第二种外架方式：

普通型钢悬挑脚手架

8.悬挑脚手架搭设注意事项

9.脚手架安全管理

1.编制依据

1.1《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

1.2《建筑结构荷载规范》（GB50009）

1.3《钢管脚手架扣件标准》（GB15831）

1.4《建筑结构静力计算手册》

1.5《钢结构设计规范》（GB50017）

1.6《碳素结构钢》（GB/T700）

1.7《重庆市大足区中医院综合楼建设工程一期施工图》

2.工程概况

重庆市大足区中医院综合楼建设工程一期位于庆市大足区龙岗街道北环中路2号，地势较为平整。

总建筑面积49077.48m2。

建筑总高度64.55m（地下2层、地上15层），主楼（住院部）15层，附楼（门诊部）4层，钢筋混凝土框剪/框架结构。

3.脚手架选形与布置

本工程脚手架根据建筑物设计特征、结构布置、高度及外墙施工要求，分别选择落地式脚手架、悬挑式脚手架两种形式，以满足建筑物施工过程中模板支撑、操作和安全防护的需要，其布置形式如下：

3.1落地式脚手架：

地下室外落地式脚手架搭设高度-10.0m～±0.0m（地下室两层），搭设高度10.0m；

主楼、附楼北、西、南侧落地式脚手架搭设高度±0.0mm～±22.0m（地上五层）

3.2悬挑式脚手架:

主楼采用悬挑式脚手架，分四步悬挑搭设，每步高度如下：

第一步悬挑架：

综合楼东侧标高±0.0m～+18.3m（1F～5F），搭设高度18.3m；

第二步悬挑架：

标高+18.3m～+38.7m（6F～11F），搭设高度20.4m；

第三步悬挑架：

标高+38.7m～+59.8m（12F～屋面），搭设高度21.1m；

第四步悬挑架：

北、南侧标高+59.8m～+66m（屋面～机房屋面），搭设高度6.2m。

4.脚手架搭设材料与要求

4.1搭设脚手架的主要材料采用：

Φ48×2.7钢管、连墙杆的质量应符合国标《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢规定、扣件的材质应符合国标《钢管脚手架扣件》（GB15831）中的规定、钢笆脚手板、绿色密目安全网、型钢（工字钢、槽钢、钢筋）、钢丝绳以及配套构配件应符合《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）中的规定。

4.2所有脚手架外侧立杆设置防护栏杆，并满挂密目式安全绿网，剪刀撑应涂刷黄黑相间颜色。

5.第一种外架方式：

落地脚手架

5.1纵向水平杆验算

纵、横向水平杆布置

承载能力极限状态

q=1.2×（0.027+Gkjb×lb/（n+1））+1.4×Gk×lb/（n+1）=1.2×（0.027+0.35×0.8/（2+1））+1.4×3×0.8/（2+1）=1.272kN/m

正常使用极限状态

q'=（0.027+Gkjb×lb/（n+1））+Gk×lb/（n+1）=（0.027+0.35×0.8/（2+1））+3×0.8/（2+1）=0.927kN/m

计算简图如下：

1、抗弯验算

Mmax=0.1qla2=0.1×1.272×1.52=0.286kN·m

σ=Mmax/W=0.286×106/4490=63.74N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

νmax=0.677q'la4/（100EI）=0.677×0.927×15004/（100×206000×107800）=1.43mm

νmax＝1.43mm≤[ν]＝min[la/150，10]＝min[1500/150，10]＝10mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=1.1qla=1.1×1.272×1.5=2.099kN

正常使用极限状态

Rmax'=1.1q'la=1.1×0.927×1.5=1.529kN

5.2横向水平杆验算

承载能力极限状态

由上节可知F1=Rmax=2.099kN

q=1.2×0.027=0.04kN/m

正常使用极限状态

由上节可知F1'=Rmax'=1.529kN

q'=0.033kN/m

1、抗弯验算

计算简图如下：

弯矩图（kN·m）

σ=Mmax/W=0.562×106/4490=125.25N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

2、挠度验算

计算简图如下：

变形图（mm）

νmax＝1.258mm≤[ν]＝min[lb/150，10]＝min[800/150，10]＝5.333mm

满足要求！

3、支座反力计算

承载能力极限状态

Rmax=2.115kN

5.3扣件抗滑承载力验算

扣件抗滑承载力验算：

纵向水平杆：

Rmax=2.099/2=1.049kN≤Rc=0.85×8=6.8kN

横向水平杆：

Rmax=2.115kN≤Rc=0.85×8=6.8kN

满足要求！

5.4、荷载计算

立杆静荷载计算

1、立杆承受的结构自重标准值NG1k

单外立杆：

NG1k=（gk+la×n/2×0.027/h）×H=（0.129+1.5×2/2×0.027/1.8）×22=3.448kN

单内立杆：

NG1k=3.448kN

2、脚手板的自重标准值NG2k1

单外立杆：

NG2k1=（H/h+1）×la×lb×Gkjb×1/2/2=（22/1.8+1）×1.5×0.8×0.35×1/2/2=1.388kN

1/2表示脚手板2步1设

单内立杆：

NG2k1=1.388kN

3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2

单外立杆：

NG2k2=（H/h+1）×la×Gkdb×1/2=（22/1.8+1）×1.5×0.14×1/2=1.388kN

1/2表示挡脚板2步1设

4、围护材料的自重标准值NG2k3

单外立杆：

NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×22=0.33kN

构配件自重标准值NG2k总计

单外立杆：

NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.388+1.388+0.33=3.107kN

单内立杆：

NG2k=NG2k1=1.388kN

立杆施工活荷载计算

外立杆：

NQ1k=la×lb×（njj×Gkjj+nzj×Gkzj）/2=1.5×0.8×（1×3+1×2）/2=3kN

内立杆：

NQ1k=3kN

组合风荷载作用下单立杆轴向力：

单外立杆：

N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.448+3.107）+0.9×1.4×3=11.646kN

单内立杆：

N=1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k=1.2×（3.448+1.388）+0.9×1.4×3=9.584kN

5.5立杆稳定性验算

1、立杆长细比验算

立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m

长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210

轴心受压构件的稳定系数计算：

立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×1.8=3.118m

长细比λ=l0/i=3.118×103/15.9=196.132

查《规范》表A得，φ=0.188

满足要求！

2、立杆稳定性验算

不组合风荷载作用

单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+1.4×NQ1k）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（3.448+3.107）+1.4×3）×（9+max[6，（1-0.8）×13]）/22=8.227kN

σ=N/（φA）=8226.955/（0.188×424）=103.208N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

组合风荷载作用

单立杆的轴心压力设计值N=（1.2×（NG1k+NG2k）+0.9×1.4×NQ1k）×（hx1+max[6，（1-Kf）×hj顶]）/H=（1.2×（3.448+3.107）+0.9×1.4×3）×（9+max[6，（1-0.8）×13]）/22=7.941kN

Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.25×1.5×1.82/10=0.153kN·m

σ=N/（φA）+Mw/W=7940.591/（0.188×424）+153090/4490=133.712N/mm2≤[f]=205N/mm2

满足要求！

5.6连墙件承载力验算

连墙件布置方式

两步三跨

连墙件连接方式

扣件连接

连墙件约束脚手架平面外变形轴向力N0（kN）

3

连墙件计算长度l0（mm）

600

连墙件截面类型

钢管

连墙件型号

Ф48×2.7

连墙件截面面积Ac（mm2）

424

连墙件截面回转半径i（mm）

15.9

连墙件抗压强度设计值[f]（N/mm2）

205

连墙件与扣件连接方式

单扣件

扣件抗滑移折减系数

0.85

Nlw=1.4×ωk×2×h×3×la=1.4×0.332×2×1.8×3×1.5=7.53kN

长细比λ=l0/i=600/15.9=37.736，查《规范》表A.0.6得，φ=0.896

（Nlw+N0）/（φAc）=（7.53+3）×103/（0.896×424）=27.718N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205N/mm2=174.25N/mm2

满足要求！

5.7落地脚手架的拆除

1拆除脚手架前应全面检查其扣件连接、连墙杆件、支撑体系等是否符合搭设时的要求，清除脚手架上的所有杂物及地面障碍物，并由单位工程施工负责人进行脚手架拆除的安全技术交底。

2拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。

3连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应事先增设连墙件进行固定。

4当脚手架采取分段或分立面拆除时（如施工电梯部位），对不拆除的脚手架两端应事先按每个楼层增设连墙杆件和横向斜撑进行加固。

5当脚手架拆至底部最后一根立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙杆件。

6.第二种外架方式：

6.1型钢悬挑架材料选择

悬挑型钢水平梁选用16号热轧工字钢，斜拉杆采用钢丝绳14，搭设脚手架用料同双排落地脚手架。

6.2型钢悬挑架搭设尺寸

立杆纵距La=1.500m，立杆横距Lb=0.80m，步距h=1.80m，脚手架内立杆中心离建筑物结构边缘最大距离1300mm，连墙杆件水平间距L1=3.0m，竖向间距H1=4m，连墙杆件使用Φ48×2.7钢管，一端用直角扣件与脚手架内外立杆连接，另一端与建筑物预埋钢管使用双扣件连接；脚手架外侧满挂绿色密目安全立网。

7.3型钢悬挑架搭设顺序

型钢挑梁制作→预埋铁件及锚环→挑梁所在楼层混凝土浇捣→安装型钢挑支构件（按平面图）→型钢挑梁固定（按图）→安装并焊接型钢纵向联梁（按图）→按脚手架纵横距及内排架距墙尺寸焊接立杆限位短柱（纵向应拉通线）→竖立杆→设置架体临时支撑→安装横向扫地杆→安装纵向扫地杆→安装第一步小横杆→安装第一步纵向水平杆→铺钢笆脚手板→设置连墙杆件→安装第二步小横杆→安装第二步纵向水平杆……→预埋吊环浇捣上层混凝土→安装斜拉钢丝绳→脚手架搭至卸荷位置安装卸荷钢绳……→继续搭设脚手架至设计高度

7.4悬挑型钢水平梁布置

本工程型钢悬挑架布置在结构楼面，采用上拉式挑支构造。

7.5悬挑型钢水平梁节点大样图及受力验算书

本工程建筑物边梁向外凸出最大距离为1200mm，为了确保外脚手架四周闭合及型钢水平梁锚固段能支承在结构受力部位；根据悬挑脚手架和型钢水平梁的实际工况及平面布置，选择承受荷载最不利的悬挑钢梁且具有代表性的节点构件作为验算对象，分别进行以下计算。

1悬挑梁安装如图7-2、图7-3。

2型钢受力计算书

1）脚手架搭设参数

普通型刚上拉式悬挑双排脚手架搭设高度为18米，立杆采用单立杆；搭设尺寸为：

立杆最大纵距为1.5米，立杆横距为0.80米，立杆的步距为1.8米；内排架距墙1.25米；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为1根；采用Φ48×2.7钢管；横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数1.0；连墙件竖向间距4.0米，水平间距3.0米，采用双扣件连接；

2）荷载参数

按装修脚手架选择，同时施工层数:

2层；施工均布荷载：

2.0kN/m2；风荷载参数按湖北省武汉市采用，基本风压为0.75，风荷载高度变化系数μz为1.0，风荷载体型系数μs为1.126；计算中考虑风荷载作用；静荷载按每米立杆承受的结构自重荷载标准值:

0.1292kN/m；脚手板自重标准值:

0.30kN/m2；栏杆挡脚板自重标准值:

0.15kN/m；安全设施与安全网自重标准值:

0.005kN/m2；脚手板铺设层数:

4层；脚手板类别:

钢笆脚手板；栏杆挡板类别:

钢杆，层板挡板。

3）水平挑支构件选择

悬挑水平钢梁按带悬臂的单跨梁计算选择16号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.10m，建筑物内锚固段长度1.90m；与楼板连接压环直径:

20mm；楼板混凝土标号:

C30；上拉钢绳数量1根，钢绳安全系数取8，钢绳上下拉结点垂直距离为3.0m；

4）脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架上的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载，经计算20米高脚手架产生的立杆轴向力为：

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值：

N1=10.561kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值：

N2=9.972kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩值：

Mw=0.316kN.m；

5）脚手架立杆的稳定性计算

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=10.561kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数按《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155，计算长度系数μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.118m；长细比Lo/i=196；

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=0.188；

立杆净截面面积：

A=4.57cm2；立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.79cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=10561/（0.188×457）=122.922N/mm2；

立杆稳定性计算σ=122.922N/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=9.972kN；Mw=0.316kN.m；

σ=9972/（0.188×457）+316000/4790=182.038N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

6）连墙件计算

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=0.497kN/m2；

每个连墙件覆盖最大脚手架外侧迎风面积Aw=13.60m2；

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：

N0=5.0kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值，按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=9.463kN；

连墙件的轴向力设计值：

Nl=Nlw+N0=14.463kN；

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=1250/15.9的结果查表得到φ=0.728，l0为内排架距离墙的长度；A=4.57cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.728×4.57×10-4×205×103=68.203kN；

Nl=14.463kN

连墙件两端采用双扣件连接，如图7-4

由以上计算得到Nl=14.463kN小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

图7-4连墙件扣件连接示意图

7）悬挑水平梁受力计算

悬挑脚手架水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。

悬臂部分受脚手架荷载P作用，里端C为与楼板的锚固点，B为墙支点，A为钢绳拉结点。

脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体1250mm，支拉钢绳的支点距离墙体为2150mm，水平钢梁计算16号工字钢水平支撑梁截面惯性矩I=1130cm4，截面抵抗矩W=141cm3，截面积A=26.1cm2。

受脚手架集中荷载：

P=（1.2×6.552+1.4×2.805）=10.561kN；

水平钢梁自重荷载：

q=1.2×26.1×0.0001×78.5=0.246kN/m；

安装上拉钢绳后经连续梁计算得到最大内力：

Tmax=18.874kN；

Rb=7.491kN；

未安装上拉钢绳时，考虑4.4米架高，悬臂水平梁计算得到最大内力：

弯矩Mmax=-10.761kN.m；Rc=-6.966KN；

水平钢梁最大应力：

σ=Mmax/1.05W=10.761×106/（1.05×141000）=72.68N/mm2；

水平梁的最大应力计算值72.68N/mm2小于抗压强度设计值215N/mm2。

满足要求！

水平钢梁整体稳定性计算:

根据公式如下

其中：

φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

φb=570×9.9×88×235/（4300×160×235）=0.72

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，

得到φb值为0.658。

经计算水平钢梁最大应力σ=10.761×106/（0.658×141000）=116N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=116小于[f]=215N/mm2，

满足要求!

8）上拉钢绳、吊环强度计算

钢梁外挑1.1m，内立杆离墙0.35m。

为安全起见，计算钢梁承载力时不考虑钢丝绳的拉力，同样计算钢丝绳承载力时不考虑钢梁的抗弯能力。

计算钢梁与楼面接触点的受力，

F1=17.1KN

F2=21.9KN

q=0.143KN/m

N2=14.85KN

N1=54.28KN

（1）钢丝绳验算：

钢丝绳与钢梁的夹角θ=68.90，两个纵距对钢丝绳产生的拉力F3为：

F1×2.8+F2×2.0+q×3.02/2=F3×sinθ×2.65

F3=37.34KN

求得F5=F3×sinθ=34.83KN，F4=F3×cosθ=13.44KN。

采用钢丝绳，则采用一根直径14.0㎜、公称抗拉强度为1700N/㎜2的6×19钢丝绳，钢丝绳允许拉力[Fg]=αFg/K=0.85×123/2.5=41.82KN>F3=37.34KN，能够满足要求。

其中查表得，Fg=123KN；α换算系数，取0.85；K钢丝绳的安全系数，取2.5。

套环：

采用公称直径为14㎜的套环；钢丝绳夹：

采用公称直径为14㎜的绳夹。

每一连接处需要钢丝绳夹最少3～4个，间距为150㎜，花篮螺栓为OO2型（或CO型），允许荷载为5t。

用花篮螺栓来收紧钢丝绳。

施工所用的套环、钢丝绳夹和花篮螺栓必须经有关部门试验合格并出具合格证后方可使用

9）锚固段与楼板连接计算

水平钢梁与楼板采用钢筋压环，压环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的压环受力R=Rc=-6.966kN；

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为:

其中：

[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8条[f]=50N/mm2；

水平钢梁所需压环最小直径D=[6966×4/（3.142×50×2）]1/2=10mm；

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

经上述计算可知，悬挑受力构件中，型钢上拉钢绳直径不得小于14mm、吊环最小直径必须大于12mm、压环最小直径必须大于10mm，但在实际施工中，因施工进度需要，经常出现脚手架卸荷钢绳滞后安装，卸荷钢绳与安全防护棚拉绳同时固定在同一个吊环上等现象，因此，要求本工程在选择挑支受力构件时，其上拉钢绳直径不得小于14mm，吊环、压环选用直径为20mm圆钢。

8．悬挑脚手架搭拆注意事项

8.1悬挑脚手架搭设注意事项

8.1.1本工程悬挑脚手架由于受建筑物平面几何尺寸的影响，型钢（支架）纵向布距不尽相等，型钢最大间距控制在1500mm，安装允许偏差不得超过50mm，搭设时应特别注意纵横向水平杆件与立杆的连接方法（按规范），确保主节点连接稳固，杆件交错布置合理，以保证脚手架的整体稳定性，挑架搭设时第一步脚手架步距应从型钢挑梁底面算起。

8.1.2对每根型钢（支架）挑梁的固定及支拉杆件的位置，事先应进行各部件尺寸翻样，安装时对号入座。

同时做好：

在下层混凝土结构施工时，按斜撑下支点位置预埋铁件；在型钢安装层混凝土结构施工时，应严格按型钢（桁架）挑梁位置预埋铁件或压环（压环弯脚应压在现浇楼板下层钢筋之下，两侧锚固长度大于300mm）；在上层混凝土结构施工时，按下层型钢或脚手架卸荷主节点的对应位置上预埋钢筋吊环、铁件，并保证其在同一垂直面上。

8.1.2型钢挑梁（支架）、支拉斜撑等挑架设施在安装时其所在楼层结构混凝土强度应达到设计强度的30%。

8.1.3型钢挑梁（支架）安装就位后，应先行做好固定校正工作，钢梁（支架）外伸（挑）端应略高于尾部（为梁长的3～5‰），然后按照立杆位置焊接长150mm～200mm直径为20mm立杆限位短柱。

第一步脚手架底面从外立杆至建筑物外墙面应用九层板封闭隔离。

8.1.4普悬型钢、支拉体系应按图纸放实样确定各杆件加工制作尺寸，所有联梁与型钢挑梁应进行焊接连接（图中注明者除外）。

8.1.5对接焊缝沿型钢截面周长满焊，贴角焊缝按型钢接触面长度满焊，焊缝高度（焊脚尺寸）6mm。

8.2悬挑脚手架拆除注意事项

8.2.1脚手架的拆除方法同双排落地架，拆除时脚手架上不得集中堆放钢管等其它材料，以减少脚手架使用荷载。

搭架时应按要求及时安装连墙杆，拆架时连墙杆应按顺序逐个拆除，不得图方便连续拆除多个连墙杆件。

8.2.2拆除脚手架时，凡在影响区域的地面范围内，应设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁一切非操作人员入内。

8.2.3架子拆除四周应同步进行，脚手架上的杂物应事先清理