落地式外脚手架工程施工设计方案修改版.docx
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落地式外脚手架工程施工设计方案修改版
水岸新都三期一标段工程
落
地
式
脚
手
架
施
工
方
案
编制单位：
湖南省第六工程有限公司
编制人：
审核人：
编制时间：
2011年11月
一、工程概况
二、编制依据
三、方案的选择
四、落地式脚手架
五、出入品、卸料平台
六、操作平台安全要求
七、安全防护措施
八、脚手架的检查与验收
九、脚手架的使用规定
一十、脚手架拆除
一十一、安全保障措施
一、工程概况
本工程位于长沙市长沙县跳马乡石燕湖大道旁，包含1#、2#、12#、13#、14#、15#会所及商业、16#商业、17#幼儿园，建筑面积为97532.70㎡。
其中地下室约为4000㎡；本工程建筑结构形式为框架剪力墙结构，设计使用合理年限为50年，抗震设防烈度为六度，耐火等级为地下一级，地上一、二级，建筑类别为一、二类居住建筑，屋面防水等级为Ⅱ级，地下室防水等级为二级，工程采用商品混凝土。
二、编制依据
1.《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；
2.《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
3.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；
4.《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；
5.《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；
6.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；
7.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社。
8.本工程施工组织设计。
三、方案的选择
1、方案的分析
本工程属商住楼高层建筑，建筑物外形结构不很规则，适于本工程的外架形式有落地式和多道悬挑斜拉式脚手架综合体两种选择。
2、方案的确定
经过我项目部技术、管理人员认真分析讨论认为，落地式全封闭钢管脚手架搭设方便，操作安全，性能可靠。
但需占用大量的周转材料，对钢管、扣件的一次性投入较大，其费用相对较高。
若采用多道悬挑斜拉式脚手架，因为是在下段脚手架没拆除的情况下搭设的上段脚手架，其安全性同样较好。
由于在楼层中设置了多道工字钢挑梁，使一次性投入的钢管、扣件相对较少，减少了施工的一次性投入。
而且，所设置的工字钢挑梁在外架拆除后，可在以上层外架搭设中及以后的工程施工中重复使用。
通过以上分析比较，并考虑到地下室主体施工和土方回填工作，我们确定在本工程的外架搭设方案如下：
结合本工程的实际情况，15#、16#、17#栋全部采用双排单立杆落地架，其他栋号一至五层楼面采用双排单立杆落地架，架体高度11.6米；五层以上楼面采用悬挑式双排扣件式脚手架。
在主体结构施工时，脚手架考虑二层作业面，在装修阶段施工时，脚手架考虑两层作业面同时施工。
脚手架钢管采用Ø48×3.0㎜钢管，作业面的脚手板采用竹制脚手板平铺对接，所有脚手架外侧全部采用安全网进行封闭，并用红白相间的安全标志带进行分隔。
四、落地式外脚手架
第一节材料选用和构造要求
一、材料选用
外脚手架搭设采用φ48×3.0规格的普通钢管，符合国标3号钢的标准和技术要求，外径不小于48mm，壁厚不小于3.0mm，最大长度横向水平杆2.2m，其它杆6.5m，有严重锈蚀、弯曲、压扁或有裂缝的钢管严禁使用；用于立杆、大横杆的钢管长度以4~6.5m为好。
采用直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接。
扣件要有出厂合格证及检测报告，有脆裂、变形、滑丝的扣件严格禁止使用，扣件表面应进行防锈处理，扣件活动部位应能灵活转动。
外侧立杆、外侧纵向水平杆以及剪刀撑均采用黄色架管，外侧防护栏杆采用红白相间架管。
二、构造要求
立杆纵距1.5m，横距1.05m，大横杆步距1.8m，里立杆距结构边距离为30cm，以保证一定的操作活动空间。
上、下两根大横杆之间设一道护身栏杆。
上、下横杆的接长位置应错开布置在不同的立杆纵距中，以减少立杆偏心受载，与相近立杆的距离不大于纵距的三分之一。
扫地杆通常设置在距外架底部0.2m处。
第二节落地式外脚手架的搭设
一、搭设参数
落地式双排外脚手架架管采用φ48×3.0钢管和扣件搭设，内外立杆均为单杆，立杆横距lｂ＝1.05m，纵距lａ=1.5m，大横杆步距h=1.8m，内排立杆距结构最外侧0.30m，扫地杆距地面200㎜，小横杆间距≤纵距的1/2即0.75m，端头距结构≤0.1m，并伸出大横杆不少于0.15m。
二、搭设顺序
做好搭设的准备工作→按房屋的平面形状放线→铺设垫板→按立杆间距排放底座→放置纵向扫地杆→逐根树立立杆→随即与纵向扫地杆扣牢→安装横向扫地杆，并与立杆或纵向扫地杆扣牢→安装第一步大横杆→安装第一步小横杆→第二步大横杆→第二步小横杆→架设临时抛撑（上端与第二步大横杆扣牢，在装设两道联墙杆后方可拆除）→第三、四步大横杆和小横杆；设置连墙杆→安装横向斜撑→接立杆→加设剪刀撑→铺脚手板→安装护身栏杆和挡脚板→挂安全网。
三、搭设要求
（一）、立杆
1.严禁将外径48㎜与51㎜的钢管混合使用。
2.在竖立杆时，必须注意杆件的长短搭配使用。
立杆下应设置垫板和钢管底座。
垫板应采用长度不少于2跨，宽度不少于20cm，厚度不少于50㎜的木垫板。
3.立杆的接头除顶层可采用搭接接头外，其余必须采用对接扣件实行对接接头。
在搭接时，搭接长度不得小于1m，用不少于3个旋转扣件来扣牢，扣件的外边缘到杆端距离不得小于0.1m。
4.立杆接头与相近大横杆的距离不得大于步高的1/3。
相邻两立杆的接头要相互错开，不得在同一步高或同一间距内，相邻两接头的高度差应大于0.5米。
5.开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙杆安装稳妥后，方可视情况拆除。
脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。
（二）大横杆
1.大横杆宜放置在立杆内侧，其长度不宜小于三跨，且不小于6m，立杆和大横杆必须用直角扣件扣牢，不得遗漏。
2.同一排大横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/300，且不得大于0.5m。
3.大横杆最好采用对接扣件连接，如采用搭接连接时，搭接长度不得小于1m，并用三个旋转扣件扣牢，端部扣件盖板边缘至搭接大横杆杆端的距离不应小于100㎜。
4.大横杆的接头与相邻立杆的距离不大于纵跨的1/3。
两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，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500㎜。
5.同一水平内的内外两根大横杆的接头和上下相邻的两根大横杆的接头均要相互错开。
（三）小横杆
1.主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。
2.作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。
3.小横杆搭于大横杆上，用直角扣件扣紧，在任何情况下不得拆除贴近立杆的小横杆。
（四）脚手板的铺设
1.结构施工时，作业层脚手板沿纵向满铺，作到严密、牢固、铺稳、铺实、铺平，不得有50mm以上间隙，小横杆伸向墙一端处也应满铺脚手板，离开墙面100～150㎜。
2.脚手板采用3000×250×50㎜的竹架板，应设置在四根横向水平杆上。
脚手板可采用对接平铺，亦可采用搭接铺设。
对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130～150㎜，两块脚手板外伸长度的和不应大于300㎜；脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200㎜，其伸出横向水平杆的长度不应小于100㎜。
3.脚手板一般应上下连续铺设两步，上层为作业层，下层为防护层。
4.脚手板应在两端和转角处、坡度和平台的两端或其他有可能发生滑动和翘起的部位，必须用20#双股铁丝或其它有效的办法对其固定。
5.由顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔5.4m满铺一层脚手板。
（五）支撑体系
1、纵向支撑（剪刀撑）
为了增强脚手架的纵向稳定性和整体性，在脚手架纵向传力结构的外侧必须设置剪刀撑，其要求如下：
每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按下表的规定确定。
每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45◦～60◦之间。
剪刀撑斜杆与地面倾角
45◦
50◦
60◦
剪刀撑跨越立杆的最多根数
7
6
5
高度在24m以下的双排脚手架，必须在外侧立面的两端和转角处各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m；高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个高度和长度上连续设置剪刀撑。
剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接要求同立杆搭接要求。
剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150㎜；最下面的斜杆与立杆的连接点离地面不大于500㎜。
2、横向支撑
横向支撑应在同一节间，由底至顶层呈“之”字型连续布置。
一字型，开口型双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑。
高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑，高度在24m以上的封闭脚手架，除拐角应设置横向支撑外，中间应每隔6跨设置一道。
（六）连墙杆的设置
1.本工程脚手架全部采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。
连墙件设置距离为二步三跨，即水平向距离为4.5m，垂直向距离为2.9m
2.连墙件宜靠近主接点设置，偏离主节点不应大于300㎜。
3.应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其他可靠措施固定。
4.宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；一字形，开口型脚手架两端必须设置连墙件。
5.连墙件中的连墙杆宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用上斜连接。
6.当脚手架下部暂时不能设连墙件时可搭设抛撑。
抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面倾角为45◦～60◦之间。
抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。
7.外架搭设过程中，当遇到框架柱时，应另外用钢管将外架与每层框架柱抱箍连接，钢管两端均用双保险扣件紧固。
8.连墙件可采用如下方法设置：
在结构边梁上过中线位置预埋φ48×3.0钢管，短钢管两端分别用直角扣件与预埋钢管和内立杆主节点相连（如图一）。
采用钢管扣件，于框架柱相连（如图二）。
采用短钢管、扣件与墙体连接（如图三）。
9.连墙杆所在位置可能遇到门窗洞口，可以用添设附加短钢管的办法来实现连接。
当施工过程中个别连墙杆拆除后在相当长一段时间内难以补上时，必须采取有效的加强措施。
如附近添设一个临时的连墙杆，限制施工荷载或加强横向刚度等。
（七）作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设
1.栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；
2.上栏杆上皮高度应为1.2m；
3.挡脚板高度不应小于180㎜，可采用20㎜厚通长木质板，用散板拼成，刷黄黑相间油漆制成；
4.中栏杆应居中设置。
（八）斜道
本工程在一层结构完工前，拟在东、西向处搭设“之”字形人行斜道。
斜道的搭设
ａ.斜道附着外脚手架设置，宽度1.5米，坡度采用1：
3，拐弯处设置平台，平台宽度不应小于斜道宽度。
ｂ.斜道两侧及平台外围均设置安全栏杆及挡脚板。
栏杆高度为1.2m，挡脚板高度不少于180㎜，栏杆内侧满挂密目安全网。
ｃ.斜道两侧、平台外围和端部均设置连墙杆，每两步加设水平斜杆；并设置剪刀撑和横向斜撑，做法同前所述。
斜道脚手板采用竹架板顺铺，接头采用平接；并每隔250～300㎜设一根防滑木条，木条厚度为20～30㎜。
（九）安全网设置
1.选用省、市建筑工程安全监督站认可的密目阻燃安全网。
2.在双排脚手架的外排立杆立面封挂密目式安全网，为使脚手架有较好的外观效果，宜将安全网挂在立杆的里侧，使脚手架的立杆、大横杆露于安全网外。
3.安全网要随楼层施工进度逐步上升。
脚手架上安全网应满挂，且绑扎牢固。
安全网下口与外架连接紧密不留空档。
安全网接头采用搭接，搭接接头≥100㎜。
（十）扣件的安装
1.扣件规格必须与钢管外径（φ48）相同；
2.螺栓拧紧扭力矩不应小于40Ｎ·m，且不应大于65Ｎ·m；
3.在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件，旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150㎜；
4.对接扣件开口应朝上或朝内；
5.各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100㎜；
6.立柱连接，扶手接长应采用对接扣件，不宜用旋转扣件；大小横杆与立杆连接，扶手与立柱连接采用直角扣件；剪刀撑和斜杆与立柱和大横杆的连接采用旋转扣件；剪刀撑纵向接长用旋转扣件，不宜用对接扣件。
落地架计算书
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》（JGJ130-2011）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规范。
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1.05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11.6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Φ48×3.0；
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；
连墙件采用两步三跨，竖向间距2.90米，水平间距4.50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
湖南省长沙市地区，基本风压为0.35，风荷载高度变化系数μz为1.56，风荷载体型系数μs为1.20；
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）:
0.1248；
脚手板自重标准值（kN/m2）:
0.350；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:
2；
脚手板类别:
竹串片脚手板；栏杆挡板类别:
栏杆竹串片；
5.地基参数
地基土类型:
素填土；地基承载力标准值（kN/m2）:
230.00；
基础底面扩展面积（m2）:
0.09；基础降低系数:
1.00。
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=0.350×1.500/3=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=1.2×0.033+1.2×0.175+1.4×1.500=2.350kN/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=2.350×1.0502/8=0.324kN.m；
σ=Mqmax/W=72.128N/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+0.175+1.500=1.708kN/m；
最大挠度V=5.0×1.708×1050.04/（384×2.060×105×107800.0）=1.218mm；
小横杆的最大挠度小于1050.0/150=7.000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=0.033×1.050=0.035kN；
脚手板的荷载标准值:
P2=0.350×1.050×1.500/3=0.184kN；
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.500/3=1.575kN；
荷载的计算值:
P=（1.2×0.035+1.2×0.184+1.4×1.575）/2=1.234kN；
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=0.267×1.234×1.500=0.494kN.m；
M=M1max+M2max=0.009+0.494=0.503kN.m
抗弯强度:
σ=0.503×106/4490.0=112.049N/mm2；
大横杆的抗弯强度σ=112.049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=（0.035+0.184+1.575）/2=0.897kN
V=1.883×0.897×1500.03/（100×2.060×105×107800.0）=2.567mm；
最大挠度和：
V=Vmax+Vpmax=0.051+2.567=2.618mm；
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=0.350×1.050×1.500/2=0.276kN；
活荷载标准值:
Q=3.000×1.050×1.500/2=2.363kN；
荷载的计算值:
R=1.2×（0.050+0.276）+1.4×2.363=3.698kN；
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=0.125×11.600=1.448kN；
（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35
NG2=0.350×2×1.500×（1.050+0.3）/2=0.709kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆竹串片，标准值为0.14
NG3=0.140×2×1.500/2=0.210kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
NG4=0.005×1.500×11.600=0.087kN；
经计算得到，静荷载标准值
NG=NG1+NG2+NG3+NG4=2.453kN；
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=3.000×1.050×1.500×2/2=4.725kN；
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=1.560；
Us--风荷载体型系数：
Us=1.200；
经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.7×0.350×1.560×1.200=0.459kN/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=1.2×2.453+1.4×4.725=9.559kN；
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=1.2×2.453+0.85×1.4×4.725=8.567kN；
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=0.850×1.4×0.459×1.500×
1.8002/10=0.265kN.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=9.559kN；
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=9559.000/（0.188×424.000）=119.921N/mm2；
立杆稳定性计算σ=119.921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=8.567kN；
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=8566.866/（0.188×424.000）+265249.858/4490.000=166.548N/mm2；
立杆稳定性计算σ=166.548小于[f]=205.000N/mm2满足要求！
七、最大搭设高度的计算:
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