房建悬挑外脚手架专项施工方案.docx

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房建悬挑外脚手架专项施工方案

XX城A区总承包工程

悬挑外脚手架专项施工方案

编制人：

审核人：

XX建设（集团）有限公司

二零年月

.目录

第一章工程概况

一、工程简介

XX城A区总承包工程位于重庆市巴南区李家沱片区巴滨路以东、内环路以西的原建设厂609地块。

场地原始地貌属丘陵地貌，地形为斜坡地形。

整个场地呈中间高，四周低，地形较陡。

本项目由多层建筑、高层建筑组成。

住宅共包括3种户型，包括高层（15#）、花园洋房（6#、10#、11#）、叠拼（20#、21#、26#栋）、车库，建筑面积约65538.91m2（其中15#建筑面积约18661.56m2，6#、10#、11#建筑面积约15442.59m2，20#、21#、26#建筑面积约6434.76m2，车库建筑面积约25000m2）。

基础形式主要是条基及挖孔桩。

6#、10#、11#楼下部为1~2层地下车库，上部为9层住宅；15#下部为2层地下车库，上部为27层住宅；20#、21#、26#为下部为1层地下车库，上部为6层住宅；采用剪力墙结构，抗震烈度为6度，耐火等级一级，屋面防水等级结构形式Ⅱ级，建筑结构合理使用年限为50年。

二、建筑物基本情况

㈠．楼层平面情况:

建筑物结构造型丰富，结构平面不规则，对外脚手架的搭设提出了很高的要求。

㈡．楼层立面情况该建筑物楼层主要有三种层高（标准层3m,地下室4.5m、3.2M），3层以上为标准层。

三、采用规范及设计资料

1．《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

2．《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）

3．《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

4．《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

5．《建筑施工手册》第四版

6．《建筑施工计算手册》

7．《钢结构设计规范》（GB50017—2003）

8．《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）

9．《五金手册》第二版

第二章外脚手架方案选择

一、方案选择

对于本工程，由于建筑物外形较为复杂，对外脚手架的形式和搭设提出了较高的要求。

鉴于此，为确保本工程的工期要求及质量、安全文明施工，针对本工程的特点，施工用外脚手架,3层以下采用落地式双排钢管外脚手架，3层以上采用悬挑式钢管外脚手架。

本工程结构3层以上采用工字钢悬挑式双排钢管外脚手架。

均为每6层一悬挑，悬挑外脚手架超过施工层面1500米。

钢管落在预埋工字钢上的焊接Φ25钢筋上。

对于悬挑式脚手架，楼层施工时，首先预埋工字钢φ20预埋环。

脚手架每段内应用钢丝绳与工字钢外端可靠拉结，然后与上层结构物可靠连接以便把脚手架荷载传递给建筑物。

该外架主要用于主体施工围护结构。

外架全部采用Φ48钢管搭设，立杆横距为900m，立杆纵距为1500mm，横杆步距为1800mm。

脚手架内立杆距建筑物外皮300mm，操作层处采用脚手板满铺，每步中间位置紧贴脚手架外立杆外侧设置一道防护栏杆（高度为850㎜）。

栏杆内侧立挂密目式难燃安全网。

剪刀撑在脚手架外侧沿架高连续设置，与地面倾角45°～60°。

外架与主体框剪结构牢固拉结，连墙杆按两步两跨设置。

二、构造尺寸选择

本工程各部位所用外脚手架，其构造要求见下表及附图：

构造要求

双排悬挑式外脚手架

钢管型号

Ф48×6.0

立杆横距（m）

0.9

立杆纵距（m）

1.50

步距（m）

1.80

每步设置栏杆数

1

内立杆与墙面间距

300mm

刚性连接预埋件间距

3m×3m

每步纵向水平杆加密

2根

刚性连接

Ф48×6.0

剪刀撑、斜撑搭接长度

1000mm

工字钢

Ⅰ16a

第三章悬挑式外脚手架设计与验算

一、悬挑式外脚手架的组成及构造形式

悬挑式外脚手架除了由立杆、大横杆、小横杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪力撑、脚手板、连墙件及相关防护设施组成外，还需使用悬挑梁、钢丝绳。

1、外脚手架施工顺序

主楼工程的外脚手架（挑架）搭设顺序随主体结构的施工顺序进行，在每一施工区段内的脚手架搭设顺序由下至上。

在每一段内脚手架施工顺序为：

设置悬挑工字钢→弹线、立杆定位→按立杆间距排放底座→摆放纵向扫地杆→竖立杆并与纵向扫地杆扣紧→装横向扫地杆，并与立杆和纵向扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设抛撑，上端与第二步大横杆扣紧（装设两道连墙杆后拆除）→

安第三、四步大横杆和小横杆→设置连墙杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设脚手板、绑扎防护栏杆及挡脚板→立挂安全网→根据高度进行钢丝绳卸荷→脚手架检查验收→完成

2．脚手架的材质要求

⑴钢管采用外径不小于48mm，壁厚不小于3.0mm，有严重锈蚀、弯曲、压扁或有裂缝的钢管严禁使用；

⑵扣件要有出厂合格证，有脆裂、变形，滑丝的扣件禁止使用，扣件表面应进行防锈处理，扣件活动部位应能灵活转动。

当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。

⑶为避免减少架子不均匀沉降，在立杆底部加扫地杆，扫地杆离下脚间距不超过200mm。

⑷密目式安全网应紧随架体搭设高度满挂。

使用的密目式安全网须是建设部认证产品。

⑸操作层处紧贴外立杆内侧设置二道扶手栏杆（高度分别为1000mm和500mm）

⑹脚手板应做到严密、牢固、铺平、铺稳、铺实，不得有超过50mm间隙。

严禁有超过150mm的探头板。

⑺脚手板在下列部位应给予固定：

脚手板的两端和拐角处；板长方向间隔15—20m；坡道和平台的两端；其它可能发生滑动和跷起的部位。

3．搭设构造措施

1）立杆：

垂直度偏差不得大于架高的1/400，并同时控制其绝对偏差值不大于100mm。

每根立杆底部均应设置垫板。

立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各层各步接头必须采取对接扣件，对接、搭接应符合以下要求：

立杆上的对接扣件应交错布置；两相邻立杆接头不应设在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离为500mm；各接头中心距节点的距离不宜大于步距的1/3；搭接长度为1000mm，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离为100mm。

立杆顶端高出建筑物上皮1500mm。

2）大横杆:

设在立杆内侧，长度不小于三跨，采用直角扣件与立杆扣紧，直角扣件不得朝上。

大横杆采用对接扣件连接或搭接，对接或搭接应符合以下要求：

①对接接头应交错布置，两根相邻大横杆的接头不宜设在同步、同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心距最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3；大横杆对接扣件开口，应朝架子内侧，螺栓向上，避免开口朝上，以防雨水进入，导致扣件锈蚀、锈腐后强度减弱。

②搭接长度为1000mm，等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接大横杆杆端的距离为100mm。

同一根大横杆的两端高差不得超过20mm，同跨内两根大横杆高差不得超过10mm。

3）小横杆:

每一主节点处必须设置一小横杆，用直角扣件扣接并严禁拆除。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm，靠墙一侧的外伸长度不大于200mm，外架立面外伸长度以100mm为宜。

作业层上非主节点处的小横杆宜根据支撑脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于立杆纵距的1/2，可按600mm设置。

小横杆两端均应用直角扣件固定在大横杆上。

4）连墙件:

脚手架连墙杆按两步两跨设置，通过预埋在边梁部位的螺纹钢与外架立杆连墙钢管焊接。

连墙件与脚手架连接的一端可稍微下斜，不容许向上翘起。

设置第一排连墙件前，每隔6跨设一道抛撑，以确保架子稳定。

5）剪刀撑：

剪刀撑每6步4跨设置一道，斜杆与地面的夹角在45°～60°之间。

剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度为1000mm，搭接部位采用3个旋转扣件进行固定。

剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与小横杆的伸出端或立杆扣紧外，还应在其中间增加2～4个扣接点，旋转扣件中心线至主节点的距离150mm。

6）脚手板、护栏和挡脚板:

脚手架设作业层一层，满铺50mm厚脚手板，紧贴脚手架外立杆内侧设防护栏杆一道（高度为900mm）和挡脚板一道，挡脚板高200mm。

脚手板平铺，应铺满铺稳，拐角要交圈，不得有超过150mm的探头板。

脚手板应设置在三根小横杆上，当脚手板长度小于2m时可用两根小横杆支承，且脚手板两端应与其可靠固定，严防倾翻。

脚手板对接平铺时，接头处必须设置两根小横杆，脚手板外伸长度应取150mm，两块脚手板外伸长度的和不大于300mm；脚手板搭接铺设时，接头必须支在小横杆上，搭接长度大于200mm，其伸出小横杆的长度不小于100mm。

栏杆上立挂密目难燃安全网，网的下口与建筑物挂搭封严。

7）有剪力墙转角处及立杆下无工字钢卸荷处理

由于在转角处有柱及不能安装工字钢梁，致使该处工字钢间距加大。

对该部位需采取加固卸荷措施，采用以下方式与外架用斜撑连接：

（1）每处斜撑采用2根φ48×6.0mm钢管与挑架横杆采用横杆连接;

（2）斜撑间距1500mm,同部位斜撑间距200mm,每四层加一次卸荷斜撑;

（3）在剪力墙内适当位置预埋φ25PVC塑料管,拆模后将钢筋植入预埋洞内,用铁楔锲紧;

（4）立杆下无工字钢处,在下层预埋钢管与斜撑连接。

二、设计及计算

一、参数信息:

1.脚手架参数

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为0.90米，立杆的步距为1.80米；

计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为18.0米，立杆采用单立管；

内排架距离墙长度为0.30米；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为2；

采用的钢管类型为Φ48×6.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用两步两跨，竖向间距3.0米，水平间距3.00米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

2.活荷载参数

施工荷载均布参数（kN/m2）:

3.000；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2；

3.风荷载参数

重庆省重庆地区，基本风压为0.400，风荷载高度变化系数μz为1.140，风荷载体型系数μs为1.200；

考虑风荷载；

4.静荷载参数

每米立杆数承受的结构自重标准（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/m2）:

0.140；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

3；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆木；

4.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁采用[16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2.20米。

与楼板连接的螺栓直径（mm）:

50.00；

楼板混凝土标号:

C30；

5.拉绳与支杆参数

支撑数量为:

1；

钢丝绳安全系数为:

9.000；

钢丝绳与墙距离为（m）:

1.200；

悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结，最里面面钢丝绳距离建筑物1.20m。

二、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=0.033kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×1.500/3=0.150kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.500/3=1.500kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.033+1.2×0.150+1.4×1.500=2.320kN/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=2.320×0.8002/8=0.186kN.m；

σ=Mqmax/W=41.336N/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=0.033+0.150+1.500=1.683kN/m；

最大挠度V=5.0×1.683×800.04/（384×2.060×105×107800.0）=0.404mm；

小横杆的最大挠度小于800.0/150=5.333与10mm,满足要求！

三、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=0.033×0.800=0.027kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×0.800×1.500/3=0.120kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.500/3=1.200kN；

荷载的计算值:

P=（1.2×0.027+1.2×0.120+1.4×1.200）/2=0.928kN；

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=0.08×0.033×1.500×1.5002=0.009kN.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=0.267×0.928×1.500=0.372kN.m；

M=M1max+M2max=0.009+0.372=0.381kN.m

抗弯强度:

σ=0.381×106/4490.0=84.777N/mm2；

大横杆的抗弯强度σ=84.777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=0.677×0.033×1500.04/（100×2.060×105×107800.0）=0.051mm；

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=（0.027+0.120+1.200）/2=0.673kN

V=1.883×0.673×1500.03/（100×2.060×105×107800.0）=1.927mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.051+1.927=1.978mm；

大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者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；

横杆的自重标准值:

P1=0.033×1.500=0.050kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×0.800×1.500/2=0.180kN；

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×（0.050+0.180）+1.4×1.800=2.796kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、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0.1248

NG1=0.125×18.000=2.246kN；

（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0.30

NG2=0.300×3×1.500×（0.800+0.3）/2=0.743kN；

（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=0.140×3×1.500/2=0.315kN；

（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=3.439kN；

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》（GB50009-2012）的规定采用：

Wo=0.400kN/m2；

Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）的规定采用：

Uz=1.140；

Us--风荷载体型系数：

Us=1.200；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.400×1.140×1.200=0.383kN/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=1.2×3.439+1.4×3.600=9.167kN；

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=1.2×3.439+0.85×1.4×3.600=8.411kN；

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=0.850×1.4×0.383×1.500×

1.8002/10=0.222kN.m；

六、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=9.167kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

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=3.119m；

Lo/i=196.000；

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=0.188；

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=9167.000/（0.188×424.000）=114.997N/mm2；

立杆稳定性计算σ=114.997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=8.411kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

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=3.119m；

Lo/i=196.000；

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=0.188

立杆净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

σ=8410.680/（0.188×424.000）+221527.354/4490.000=154.851N/mm2；

立杆稳定性计算σ=154.851小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

七、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=0.383kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.800m2；

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=5.792kN；

连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=10.792kN；

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=300.000/15.900的结果查表得到0.949；

A=4.24cm2；[f]=205.00N/mm2；

连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.949×4.240×10-4×205.000×103=82.487kN；

Nl=10.792

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=10.792小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!

八、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300mm，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=1130.00cm4，截面抵抗矩W=141.00cm3，截面积A=26.10cm2。

受脚手架集中荷载N=1.2×3.439+1.4×3.600=9.167kN；

水平钢梁自重荷载q=1.2×26.100×0.0001×78.500=0.246kN/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]=10.084kN；

R[2]=9.285kN；

R[3]=-0.224kN。

最大弯矩Mmax=1.619kN.m；

截面应力σ=M/1.05W+N/A=1.619×106/（1.05×141000.0）+

0.000×103/2610.0=10.936N/mm2；

水平支撑梁的计算强度σ=10.936小于215.000N/mm2,满足要求！

九、悬挑梁的整体稳定性计算:

水平钢梁采用[16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=570×9.9×88.0×235/（1200.0×160.0×235.0）=2.59

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2013）附表B，得到φb值为0.961。

经过