阳光花园小学教学楼脚手架施工方案12.docx
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阳光花园小学教学楼脚手架施工方案12
黄金*99居住区一期工程13#楼
脚手架施工方案
工程名称：
黄金*99居住区一期工程13#楼
施工单位：
山东天齐置业集团股份有限公司济南分公司
编制人：
周善明
日期：
二00九年月
一、编制依据…………………………………………………………1
二、工程概况…………………………………………………………1
三、外脚手架搭设方式的选择………………………………………1
四、脚手架的基本搭设方式……………………….…………………2
五、悬挑脚手架的验算………………………………………………3
六、卸料平台验算…………….…………………………………16
七、施工准备…………………………………...…………….………25
八、脚手架的施工……………………………………………………25
九、质量要求及注意事项…………………………………...………27
十、安全技术措施…………………………………….………………28
一、编制依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
2、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
3、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）
4、阳光花园—小学施工图
5、《建筑施工手册》第四版（缩印本）
6、采用《实用五金手册》
7、本工程施工组织设计
8、《建筑施工现场管理标准》DBJ14-033-2005。
本工程采用《PKPM施工安全设施计算软件》进行计算。
二、工程概况
本工程为黄金*99居住区一期工程13#楼，位于济南市旅游路与浆水泉路交汇处。
本工程地下1层，地上11+1F层。
建筑面积6417.90m2，剪力墙结构，主楼基础形式为片筏基础，附房为独立柱基。
本工程建筑总长度为54.2m，总宽度为21.3m，1~2层为商业，层高为3.9m、3.3m；其余层均为住宅，层高2.9m；室内外高差为0.450~1.80m，房屋总高度为：
36.30m（自室外地面至主要屋面顶）。
。
三、外脚手架搭设方式的选择
本工程因工期较紧，为不影响基础砌砖、基础回填土及其他分项工程施工，决定采用悬挑脚手架和落地式脚手架相结合的双排脚手架方案。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（以下简称《规范》）中要求：
脚手架搭设高度HS不宜超过50米，超过50米的脚手架可采用分段悬挑等措施，选用悬挑双排脚手架，每次悬挑高度不超过25米。
本工程外脚手架一层以下采用落地式双排脚手架，一层以上采用悬挑双排脚手架。
共一次悬挑，悬挑脚手架的高度为：
第一次悬挑：
+3.565mm（一层顶）至+19.80m（结构最高处上一步架），搭设高度16.50m。
四、脚手架的基本搭设方式
1、悬挑脚手架：
从一层顶板开始设置第一道悬挑梁，悬挑梁采用18号工字钢，长度为4.5m，外挑1300mm，间距1.5m左右（视每个面的长度而有所变化）。
在楼板预留两道φ18固定环，以备固定悬挑梁，悬挑梁和楼面上的φ18圆套环相焊接。
悬挑梁端点上焊φ18钢吊环，用以斜拉钢丝绳。
斜拉用的钢丝绳采用6×19，直径为16毫米，间距同立杆纵距1500mm。
2、脚手架搭设尺寸为：
立杆横距Lb=1.50m，立杆纵距1.05m，立杆步距h=1.80m，脚手架内立杆距外墙表面0.30m。
立杆纵距应以La=1.80m为基本值，结合本立杆所在平面的纵向尺寸，进行调整确定，但不得超过2.0m。
3、连墙件与建筑物的连接：
采用双扣件刚性连接，连墙件采用二步三跨，菱形布置；连墙件竖向间距3.6米，水平间距5.4米。
连墙件的连墙杆同脚手架；连墙杆与脚手架的连接、连墙杆与建筑物的连接（各连接点采用双扣件连接）采用双扣件连接。
4、脚手架采用Φ４８×３.0钢管搭设，铺设冲压木脚手板。
5、剪刀撑应取5根立杆，斜杆与地面夹角为450～600，剪力撑应沿架高连续布置，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横相扣紧外，在其中间应增加2～4个扣结点。
五、悬挑脚手架的验算：
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）。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度为32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1.05米，立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为
48×3.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距5.40米。
施工均布荷载为3.0kN/m2，同时施工2层，脚手板共铺设2层。
悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.30米，建筑物内锚固段长度3.20米。
悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物1.20m。
拉杆采用钢丝绳。
（一）小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.800/2=0.135kN/m
活荷载标准值Q=3.000×1.800/2=2.700kN/m
荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.135+1.4×2.700=3.988kN/m
小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩
计算公式如下:
M=3.988×1.0502/8=0.550kN.m
=0.550×106/4491.0=122.380N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
荷载标准值q=0.038+0.135+2.700=2.873kN/m
简支梁均布荷载作用下的最大挠度
V=5.0×2.873×1050.04/（384×2.06×105×107780.0）=2.048mm
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!
（二）大横杆的计算:
大大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
小横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.800/2=0.142kN
活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.800/2=2.835kN
荷载的计算值P=（1.2×0.040+1.2×0.142+1.4×2.835）/2=2.094kN
大横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为大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=0.08×（1.2×0.038）×1.8002+0.150×2.094×1.800=0.577kN.m
=0.577×106/4491.0=128.536N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为大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:
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=0.677×0.038×1800.004/（100×2.060×105×107780.000）=0.12mm
集中荷载标准值P=0.040+0.142+2.835=3.017kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V1=1.146×3017.070×1800.003/（100×2.060×105×107780.000）=9.08mm
最大挠度和
V=V1+V2=9.205mm
大横杆的最大挠度小于1800.0/150与10mm,满足要求!
（三）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；
荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.800=0.069kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.050×1.800/2=0.142kN
活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.800/2=2.835kN
荷载的计算值R=1.2×0.069+1.2×0.142+1.4×2.835=4.222kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
（四）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0.1337
NG1=0.134×22.700=3.035kN
（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15
NG2=0.150×3×1.800×（1.050+0.300）/2=0.547kN
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15
NG3=0.150×1.800×3/2=0.405kN
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
NG4=0.005×1.800×22.700=0.204kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.191kN。
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=3.000×2×1.800×1.050/2=5.670kN
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）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）的规定采用：
Uz=1.670
Us——风荷载体型系数：
Us=3.120
经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.670×3.120=1.641kN/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
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——风荷载基本风压标准值（kN/m2）；
la——立杆的纵距（m）；
h——立杆的步距（m）。
（五）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=12.97kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；
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=1.50；
A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=4.49cm3；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=161.38
[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=11.78kN；
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.19；
i——计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=3.12m；
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=1.50
A——立杆净截面面积，A=4.24cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=4.49cm3；
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=1.139kN.m；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=400.19
[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],不满足要求!
（六）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——风荷载基本风压标准值，wk=1.641kN/m2；
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×5.40=19.440m2；
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=44.669kN，连墙件轴向力计算值Nl=49.669kN
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l/i=30.00/1.60的结果查表得到
=0.95；
A=4.24cm2；[f]=205.00N/mm2。
经过计算得到Nf=82.709kN
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=49.669kN大于扣件的抗滑力8.0kN，不满足要求!
连墙件扣件连接示意图
（七）悬挑梁的受力计算:
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
本工程中，脚手架排距为1050mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1400mm，
水平支撑梁的截面惯性矩I=1660.00cm4，截面抵抗矩W=185.00cm3，截面积A=30.60cm2。
受脚手架集中荷载P=1.2×4.19+1.4×5.67=12.97kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×30.60×0.0001×7.85×10=0.29kN/m
悬挑脚手架示意图
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到
悬挑脚手架支撑梁剪力图（kN）
悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）
悬挑脚手架支撑梁变形图（mm）
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=14.392kN,R2=13.209kN,R3=-0.817kN
最大弯矩Mmax=2.025kN.m
抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=2.025×106/（1.05×185000.0）+6.948×1000/3060.0=12.697N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
（八）悬挑梁的整体稳定性计算:
水平钢梁采用18号工字钢,计算公式如下
其中
b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B得到：
b=2.00
由于
b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用
b'查表得到其值为0.918
经过计算得到强度
=2.03×106/（0.918×185000.00）=11.93N/mm2；
水平钢梁的稳定性计算
<[f],满足要求!
（九）拉杆的受力计算:
水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算
其中RUicos
i为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。
各支点的支撑力RCi=RUisin
i
按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为
RU1=15.982kN
（十）拉绳的强度计算:
拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=15.982kN
1、拉绳的强度计算：
如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算：
其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力（kN）；
Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；
——钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；
K——钢丝绳使用安全系数，取8.0。
选择拉钢丝绳的破断拉力要大于8.00015.982/0.850=150.416kN。
选择6×19+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径17.0mm。
2、钢丝拉绳的吊环强度计算：
钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为
N=RU=15.982kN
钢丝拉绳的吊环强度计算公式为
其中[f]为吊环抗拉强度，取[f]=50N/mm2，每个吊环按照两个截面计算；
所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=[15982×4/（3.1416×50×2）]1/2=15mm
（十一）锚固段与楼板连接的计算:
1、水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：
水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=13.209kN
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，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；
所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[13209×4/（3.1416×50×2）]1/2=13mm
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。
2、水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，螺栓粘结力锚固强度计算如下：
锚固深度计算公式
其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=13.21kN；
d——楼板螺栓的直径，d=20mm；
[fb]——楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2；
h——楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h要大于13209.48/（3.1416×20×1.5）=140.2mm。
3、水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下：
混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式
其中N——锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N=13.21kN；
d——楼板螺栓的直径，d=20mm；
b——楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=100mm；
fcc——混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2；
经过计算得到公式右边等于131.6kN
楼板混凝土局部承压计算满足要求!
六、卸料平台
（一）型钢斜拉式上料平台搭设
1、采用型钢斜拉式上料平台搭设
采用型钢斜拉式上料平台，其长度为6米，宽度为2米，上料台由槽钢、角钢、钢筋栏杆及木板组成，具体做法如下。
平台水平钢梁（主梁）的悬挑长度3.00m，悬挑水平钢梁间距（平台宽度）2m。
次梁采用[16a号槽钢U口水平，主梁采用[16a号槽钢U口水平，次梁间距1.50m。
选择6×19+1钢丝绳，直径18.0mm;吊环采用Φ18mm一级钢筋。
容许承载力均布荷载2.00kN/m2，最大堆放材料荷载10.00kN。
2、型钢斜拉式上料平台设计
1）次梁的计算
次梁选择[16a号槽钢U口水平槽钢，间距1.00m，其截面特性为
面积A=21.95cm2,惯性距Ix=866.20cm4,转动惯量Wx=108.30cm3,回转半径ix=6.28cm
截面尺寸b=63.0mm,h=160.0mm,t=10.0mm
（1）荷载计算
①面板自重标准值：
标准值为0.30kN/m2；
Q1=0.30×1.50=0.45kN/m
②最大容许均布荷载为2.00kN/m2；
Q2=2.00×1.50=3.00kN/m
③槽钢自重荷载Q3=0.17kN/m
经计算得到，静荷载计算值q=1.2×（Q1+Q2+Q3）=1.2×（0.45+3.00+0.17）=4.34kN/m
经计算得到，活荷载计算值P=1.4×10.00=14.00kN
（2）内力计算
内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下：
最大弯矩M的计算公式为
经计算得到，最大弯矩计算值M=4.34×2.702/8+14.00×2.70/4=13.41kN.m
（3）抗弯强度计算
其中
x——截面塑性发展系数，取1.05；
[f]——钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
经过计算得到强度
=13.41×106/（1.05×108300.00）=117.90N/mm2；
次梁槽钢的抗弯强度计算
<[f],满足要求!
（4）整体稳定性计算
其中
b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：
经过计算得到
b=570×10.0×63.0×235/（2700.0×160.0×235.0）=0.83
b大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B其值用
b'查表得到其值为0.721
经过计算得到强度
=13.41×106/（0.721×108300.00）=171.81N/mm2；
次梁槽钢的稳定性计算
<[f],满足要求!
2）主梁的计算
卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。
主梁选择[16a号槽钢U口水平槽钢，其截面特性为
面积A=21.95cm2,惯性距Ix=866.20cm4,转动惯量Wx=108.30cm3,回转半径ix=6.28cm
截面尺寸b=63.0mm,h=160.0mm,t=10.0mm
（1）荷载计算
①栏杆自重标准值：
标准值为0.15kN/m
Q1=0.15kN/m
②槽钢自重荷载Q2=0.17kN/m
经计算得到，静荷载计算值q=1.2×（Q1+Q2）=1.2×（0.15+0.17）=0.38kN/m
经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为
P1=（1.2×（0.30+2.00）×0.75×2.70/2+1.2×0.17×2.70/2）=3.07kN
P2=（1.2×（0.30+2.00）×1.50
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