悬挑式双排脚手架.docx

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悬挑式双排脚手架

一、工程概况

本工程位于南宁市百花岭路与枫林路及高岭路相交处，属于中铁·凤岭山语城三期Ⅲ标段，包含10#、25#、26#楼及地下车库二区，总建筑面积61753.42㎡。

其中10#楼为地面框架结构6+1层，建筑高度为22.9m；25#楼、26#楼均为框架剪力墙结构地面33层，地下2层，建筑高度99.6m；3#地下车库三区为框剪结构地下1-2层。

二、编制依据

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001J84-2001）

2、《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）

3、《钢管脚手架扣件》（GB15831）

4、《冷弯薄型钢结构技术规范》（GBJ18-87）

5、《建筑施工普通脚手架安全技术规定》

6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

7、《建筑双排钢管脚手架施工规定》

8、中铁地产集团公司制定下发的“施工现场安全标准化管理条例”的有关要求编制。

9、现场实际情况。

10、广西省壮族自治区、南宁市其它标准

11、本工程施工图纸

三、编制目的

为贯彻“安全第一，预防为主”的方针和《中华人民共和国建筑法》，加强脚手架施工的管理，保证施工安全，特制定本方案。

四、脚手架设计

4.1方案选择

本工程25#楼及26#楼采用悬挑式双排脚手架。

4.2脚手架参数

1）脚手架基本参数

立杆横距

或排距

0.8m

脚手架类型

悬挑式

双排

钢管外径

Φ48×3.5

立杆纵距

1.5m

连墙件布置

2步3跨

连接方式

扣件连接

步距

1.7m

大小横杆布置情况

小横杆在大横杆之上

双排架内立杆距离墙

0.35m

大横杆上主节点间小横杆根数

2

脚手架搭设高度

18m

2）水平支撑梁基本参数

悬挑长度

1.3m

截面特征

工字钢

墙支点计算条件

铰接

锚固长度

2m

工字钢型号

18号工字钢

水平支撑梁与楼板连接方式

钢筋连接

3）布置基本参数

第一道支撑与墙的距离

1.2m

上部钢丝绳节点类型

共点

上部拉绳点与墙支点的距离

2.8m

4）荷载参数

基本风压W0

0.30

风载荷高度变化系数μZ

0.74

风载荷体型系数μS

0.649

脚手板自重标准值

0.35KN/㎡

脚手板类别

竹串片脚手板

栏杆挡脚手板自重标准值

0.14KN/㎡

栏杆、挡板类别

栏杆竹串片

安全网自重标准值

0.005KN/㎡

脚手板铺设层数

4层

均布荷载标准值（活荷载参数）

3KN/㎡

4.3构造要求及搭设方法

（1）立杆

①双排钢管脚手架立杆纵向间距1.5m，横向间距0.8m，内立杆距墙皮距离0.35m，步高1.7m。

钢管接长采用对接扣件。

②立杆采用6m长钢管搭设，除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采用对接扣件对接，对接、搭设应符合规范要求。

（2）纵向水平杆

①纵向水平杆设置于立杆的内侧、横向水平杆之下，并采用直角扣件与立杆扣紧。

②纵向水平杆一般采用对接扣件连接，至边角处也可采用搭接。

对接、搭接符和规范要求。

（3）横向水平杆

①每一主节点处必须设置一根横向水平杆，横向水平杆长度1.2～1.3ｍ，采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上，该杆的轴线偏离主节点的距离不应大于150mm（对于双立杆，应设置在双立杆之间）。

②操作层非主节点处的横向水平杆根据支撑脚手板的需要设置。

③横向水平杆伸出大横杆外的长度应控制在150～200mm。

（4）剪刀撑

每纵向5步、横向6跨设置一道剪刀撑，沿脚手架外侧及全高方向连续设置，剪刀撑与地面成45°角，剪刀撑夹角为90°；剪刀撑主要采用6m长钢管，最下面的斜杆与立杆的连接点离地面不应大于500mm，斜杆接长采用对接扣件，除斜杆两端扣紧外，中间应增加2～4个扣结点。

剪刀撑斜杆的接头除顶层可以采用搭接外，其余各接头均必须采用对接接头。

（5）与结构连接件

为防止外架受水平力产生变形，利用对拉螺栓孔及门窗洞口与结构进行连接。

连墙杆应呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端可稍下斜连接，严禁外高内低上斜连接。

（6）脚手板

①脚手板应设置在三根横向水平杆上。

当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆，并应将脚手板两端与其可靠固定，以防倾翻。

脚手板采用平铺，也可采用搭接铺设。

②脚手板铺设严密、牢固、平稳，脚手板两端用10～10#铅丝固定牢靠。

（7）扫地杆

脚手架必须设置纵、横向扫地杆。

纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮200mm高的立杆上。

横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

其连接方式及接头位置同纵向水平杆。

4.4悬挑式双排脚手架施工部位

针对本工程的实际情况，高层2层上外架采用悬挑全封闭钢管脚手架，悬挑外架排距800mm，立杆间距1500mm，横杆间距1800mm，并加设剪刀撑。

4.4.1施工工序

悬挑层施工预埋→穿插工字钢→焊接底部定位钢筋→搭设架体→加斜拉钢丝绳→铺钢筋网、安全网。

4.4.2外墙悬挑架的设计

（1）搭设方式与主要参数

悬挑脚手架用φ48×3.5钢管和扣件搭设双排脚手架，搭设高度为96m，立杆采用单立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距1.5m，立杆的横距0.8m，立杆的步距1.7m；连墙件采用2步3跨，竖向间距3.4m，水平间距4.5m，双扣件连接；脚手架采用φ48×3.5钢管。

施工均布活荷载为3kN/m2，按2层考虑，脚手板共铺设4层。

脚手板采用竹片式脚手板，其自重标准值取：

0.35kN/m2。

悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.3m，建筑物内锚固段长度2m。

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，下端拉结点距离建筑物水平距离1.2m，钢丝绳的上拉点距水平钢梁竖向距离2.8m。

永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。

脚手架外立杆里侧挂密目安全网封闭施工；

剪刀撑应在外侧立面整个长度与高度上连续设置；

其他搭设要求遵照JGJ130-2001执行。

4.4.3设计计算：

4.4.3.1、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。

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=0.350×1.500/3=0.175kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/m；

小横杆计算简图

2.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:

最大弯矩Mqmax=2.356×0.8002/8=0.188kN.m；

σ=Mqmax/W=37.104N/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

荷载标准值q=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m；

最大挠度V=5.0×1.713×800.04/（384×2.060×105×121900.0）=0.364mm；

小横杆的最大挠度小于800.0/150=5.333与10mm,满足要求！

4.4.3.2、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，小横杆在大横杆的上面。

1.荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.800=0.031kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×0.800×1.500/3=0.140kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.500/3=1.200kN；

荷载的计算值:

P=（1.2×0.031+1.2×0.140+1.4×1.200）/2=0.942kN；

大横杆计算简图

2.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:

M1max=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.267×0.942×1.500=0.377kN.m；

M=M1max+M2max=0.010+0.377=0.388kN.m

抗弯强度:

σ=0.388×106/5080.0=76.341N/mm2；

大横杆的抗弯强度σ=76.341小于[f]=205.0N/mm2；

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,单位:

mm

均布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：

Vmax=0.677×0.038×1500.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.052mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

P=（0.031+0.140+1.200）/2=0.685kN

V=1.883×0.685×1500.03/（100×2.060×105×121900.0）=1.734mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.052+1.734=1.787mm；

大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者10mm,满足要求！

4.3.3.3、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；

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=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.500/2=1.800kN；

荷载的计算值:

R=1.2×（0.058+0.210）+1.4×1.800=2.841kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

4.4.3.4、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0.1297

NG1=0.130×18.000=2.335kN；

（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×（0.800+0.3）/2=1.155kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆木，标准值为0.11

NG3=0.140×4×1.500/2=0.420kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×18.000=0.135kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.045kN；

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=3.000×0.800×1.500×2/2=3.600kN；

风荷载标准值应按照以下公式计算

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=0.350kN/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=0.740；

Us--风荷载体型系数：

Us=0.649；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.350×0.740×0.649=0.118kN/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=1.2×4.045+1.4×3.600=9.894kN；

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=1.2×4.045+0.85×1.4×3.600=9.138kN；

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=0.850×1.4×0.118×1.500×1.7002/10=0.061kN.m；

4.4.3.5、立杆的稳定性计算:

不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴心压力设计值：

N=9.894kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数：

K=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=2.945m；

Lo/i=186.000；

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=0.207；

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=9894.000/（0.207×489.000）=97.740N/mm2；

立杆稳定性计算σ=97.740小于[f]=205.000N/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=9.138kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数：

K=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=2.945m；

Lo/i=186.000；

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=0.207

立杆净截面面积：

A=4.89cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=5.08cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=9137.520/（0.207×489.000）+60698.585/5080.000=102.220N/mm2；

立杆稳定性计算σ=102.220小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

4.4.3.6、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

风荷载基本风压值Wk=0.118kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=15.300m2；

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,No=5.000kN；

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=2.520kN；

连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=7.520kN；

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数,l为内排架距离墙的长度,

由长细比l/i=350.000/15.800的结果查表得到0.941；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；

连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.941×4.890×10-4×205.000×103=94.331kN；

Nl=7.520

连墙件的设计计算满足要求！

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.520小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

4.4.3.7、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800mm，内侧脚手架距离墙体350mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1200mm，

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N=1.2×4.045+1.4×3.600=9.894kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×30.600×0.0001×78.500=0.288kN/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）

悬挑脚手架支撑梁变形图（kN）

悬挑脚手架支撑梁弯矩图（kN.m）

经过连续梁的计算得到

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R[1]=11.747kN；

R[2]=9.197kN；

R[3]=-0.206kN。

最大弯矩Mmax=1.940kN.m；

截面应力

σ=M/1.05W+N/A=1.940×106/（1.05×185000.0）+

0.000×103/3060.0=9.987N/mm2；

水平支撑梁的计算强度σ=9.987小于215.000N/mm2,满足要求！

4.4.3.8、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φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到强度φb=570×10.7×94.0×235/（1200.0×180.0×235.0）=2.65

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0.964。

经过计算得到强度σ=1.940×106/（0.964×185000.00）=10.881N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=10.881小于[f]=215.000N/mm2,满足要求!

4.4.3.9、拉绳与支杆的受力计算:

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi、支杆的轴力RDi按照下面计算

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力；

RDicosθi为支杆的顶力对水平杆产生的轴拉力。

当RAH>0时，水平钢梁受压；当RAH<0时，水平钢梁受拉；当RAH=0时，水平钢梁不受力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi+RDisinθi

且有RUicosθi=RDicosθi

可以得到

按照以上公式计算得到由左至右各杆件力分别为

RU1=7.383kN

RD1=8.357kN

4.4.3.10、拉绳与支杆的强度计算:

钢丝拉绳（支杆）的内力计算：

钢丝拉绳（斜拉杆）的轴力RU与支杆的轴力RD我们均取最大值进行计算，分别为

RU=7.383kNRD=8.357kN

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）；

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--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。

计算中[Fg]取7.383kN，α=0.820,K=10.000,得到：

钢丝绳最小直径必须大于14.000mm才能满足要求!

下面压杆以5.6号角钢56×3×6.0mm钢管计算，斜压杆的容许压力按照下式计算：

其中N--受压斜杆的轴心压力设计值，N=8.357kN；

φ--轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到φ=0.248；

i--计算受压斜杆的截面回转半径，i=1.130cm；

l--受最大压力斜杆计算长度，l=1.921m；

A--受压斜杆净截面面积，A=3.340cm2；

σ--受压斜杆受压强度计算值，经计算得到结果是100.897N/mm2；

[f]--受压斜杆抗压强度设计值，f=215N/mm2；

受压斜杆的稳定性计算σ<[f],满足要求!

4.4.3.11、钢丝拉绳（斜拉杆）的吊环强度计算

钢丝拉绳（斜拉杆）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=7.383kN

钢丝拉绳（斜拉杆）的吊环强度计算公式为

其中[f]为吊环受力的单肢抗剪强度，取[f]=125N/mm2；

所需要的钢丝拉绳（斜拉杆）的吊环最小直径D=（738.342×4/3.142×125.000）1/2=9.000mm;

斜撑支杆的焊缝计算：

斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下

其中N为斜撑支杆的轴向力，N=8.357kN；

lw为斜撑支杆件的周长，取224.000mm；

t为斜撑支杆的厚度，t=3.000mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.000N/mm2；

经过计算得到焊缝抗拉强度=8357.467/（224.000×3.000）=12.437N/mm2。

对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!

4.4.3.11、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=9.197kN；

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[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[9196.820×4/（3.142×50×2）]1/2=10.821mm

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=9.197kN；

d--楼板螺栓的直径，d=20.000mm

[fb]--楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.570N/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

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