悬挑脚手架专项方案及计算.docx
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悬挑脚手架专项方案及计算
一、设计依据及脚手架布置
1、《上海市悬挑式脚手架安全管理细则》
2、上海市规范《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》DG/TJ08-016-2004；
3、建设部《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；
4、中国建筑出版社《建筑施工脚手架实用手册》；
5、施工中不允许超过设计荷载。
6、工程概况：
建设单位：
上海润宝置业有限公司；总包单位：
中国建筑第八工程局有限公司；设计单位：
上海现代建筑设计集团有限公司；监理单位：
上海现代工程咨询有限公司；工程地点：
外高桥保税区内新兰路、基隆路转角处
本工程为旧楼改造工程，原来主体结构已经施工完成，主楼为38层，裙房4层，因设计用途从原来的办公楼变为酒店需对原中国金融大厦裙楼进行拆除；主楼拆除三十八层，屋面层平面，拆除148.7高平面（本方案主要针对塔楼拆除外立面围护）；主要拆除物为梁、板、墙、柱、电梯井道等。
6、小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。
而剪力撑和斜撑主要保证脚手架整体刚度和稳定性的。
并且加强抵抗垂直和水平作用的能力。
扣件则是架子组成整体的联结件和传力件。
7、36层往上为第一次悬挑脚手架。
脚手架为双排脚手架，搭设高度不超过20.0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1.00米，立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为
48×3.5，连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。
每间隔4根立杆设置一道剪刀撑。
施工均布荷载为3.0kN/m2，脚手板共铺设8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1.35米，建筑物内锚固段长度1.65米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
8、悬挑脚手架在阳角处需要设置两根45度斜角向12.6号槽钢斜撑，型钢采用18号工字钢，型钢支点距离建筑物角点2米，型钢总长4米。
阳角悬挑型钢需要与相邻悬挑型钢构造设置12.6号槽钢水平连梁。
9、凸窗处悬挑水平钢梁采用18号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.95米，建筑物内锚固段长度1.95米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
具体布置图如下：
二、使用材料
1、钢管宜采用力学性能适中的Q235A（3号）钢，其力学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》（GB/T700）中Q235A钢的规定。
2、钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。
3、铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净。
4、扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。
5、扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm。
6、扣件表面应进行防锈处理。
7、钢管弯曲、压扁、有裂纹或严重锈蚀；扣件有脆裂、变形、滑扣应报废和禁止使用。
8、外架钢管采用金黄色，栏杆采用红白相间色，扣件刷暗红色防锈漆。
9、安全网采用蓝色2000目（100mm×100mm）密目安全网，其性能要符合国家规定和冲韧试验规定。
10、脚手板采用竹笆片，两端使用14号镀锌铁丝捆紧。
三、脚手架的计算
附件1、悬挑式扣件钢管脚手架计算书；
附件2、悬挑脚手架阳角型钢计算书；
四、搭设技术措施
搭设技术措施：
（1）立杆垂直度偏差不得大于架高的1／200。
（2）各接头必须采取对接扣件，对接应符合下要求：
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同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1／3，同一步内不允许有二个接头。
（3）脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应用直角扣件固定在距悬挑梁表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
（4）大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧。
（5）大横杆对接扣件连接、对接应符合以下要求：
对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm。
并应避免设在纵向水平跨的跨中。
（6）架子四周大横杆的纵向水平高差不超过500mm，同一排大横杆的水平偏差不得大于1／300。
（7）小横杆两端应采用直角扣件固定在立杆上。
（8）脚手架的外立面的两端各设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置。
（9）剪刀撑的接头采用搭接，搭接长度至少1米，至少3组旋转扣件。
（10）剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的小横杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm。
（11）用于大横杆对接的扣件开口，应朝架子内侧，螺栓向上，避免开口朝上，以防雨水进人，导致扣件锈蚀、锈腐后强度减弱，直角扣件不得朝上。
（12）剪刀撑是在脚手架外侧交叉成十字形的双杆互相交叉。
并与地面成45°～60°夹角。
作用是把脚手架连成整体，增加脚手架的整体稳定。
（13）在阳角转角处，型钢悬挑梁下面两侧增加12号斜撑槽钢。
槽钢与建筑物立面成45度角，与水平面成45度角，与型钢梁的作用点距离建筑物角点2.1米，斜撑槽钢与建筑物预埋铁及型钢梁满焊。
阳角悬挑梁的梁端与附近两侧悬挑梁的梁端通过12号槽钢连接，做成联梁形式。
（14）悬挑梁内锚固点距离建筑物外边1.6米，外锚固点距离建筑物外边1.2米，锚固采用预埋钢筋，钢筋直径16mm。
通过另外满焊圆钢来弥补型钢梁与预埋钢筋之间的空隙。
五、搭设工艺流程
1、悬挑式脚手架搭设工艺流程：
悬挑架部件准备→（预埋件检查合格）安装悬挑架→纵梁安装→安装脚手架承插钢管底座→搭设脚手架→检查验收→使用→拆除。
2、操作要点
1）按悬挑架部件明细表核对进场部件，检查质量证明、型号规格。
2）除去预埋件表面的杂物，对预埋件的位置进行逐个检查并实测预埋件的偏差。
3）每完成一榀悬挑架后，按规定检验校正，才能继续安装相临一榀悬挑架。
4）安装纵梁前，再次核对安装后悬挑架的孔眼尺寸，悬挑架的相对位置，看是否有位移、变形情况，调整后再安装。
5）承插钢管底座与纵梁可靠连接，在工字钢上焊25钢筋，立杆直接插在钢筋上，限制钢管的水平位移。
6）悬挑架的安装、脚手架系统的搭设必须由项目技术负责人、安全员、施工员分段验收，验收合格后才能使用。
7）悬挑脚手架在使用时经常进行检查，并遵守设计对操作层数的规定，不得超负荷运作。
8）拆除悬挑脚手架，先拆除脚手架系统，然后再拆除纵梁和悬挑梁。
9）拆除纵梁和悬挑架时，注意上下得联系，统一指挥，防止撞击已建成得装饰面。
六、架子的验收、使用及管理
1、架子的验收、使用及管理
（1）把好验收关。
搭设过程中的架子，必须由项目技术负责人组织技术、安全与搭设班组、工长进行检查，符合要求后方可上人使用。
架子未经检查、验收，除架子工外，严禁其他人员攀登。
验收合格的架子任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，要经设计负责人同意，由架子工操作。
（2）工程的施工负责人，必须按架子方案的要求，拟定书面操作要求，向班组进行安全技术交底，班组必须严格按操作要求和安全技术交底施工。
（3）基础、卸荷措施和架子分段完成后，应由制定架子方案及安全、技术、施工、使用等有关人员，每三排进行验收，并填写验收单，合格后方可继续搭设使用。
（4）使用按3kN／m2考虑，因此架子上不准堆放成批材料，零星材料可适当堆放。
（5）架子搭好后要派专人管理，未经安全科同意，不得改动，不得任意解掉拉杆和扣件。
（6）架子上不准有任何活动材料，如扣件、活动钢管、钢筋，一旦发现应及时清除。
（7）雨后要检查架子的下沉情况，发现地基沉降或立杆悬空要马上用木板将立杆楔紧。
（8）在六级以上大风、大雾和大雨天气下不得进行脚手架作业，雨后上架前要防滑措施。
（9）作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载，不得将模板、泵送混凝土输送管等支撑固定在脚手架上，严禁任意悬挂起重设备。
2、人员素质要求
（1）作业人员必须年满18岁，两眼视力均不低于1.0，无色盲，无听觉障碍，无高血压、心脏病、癫痫、眩晕和突发性昏厥等疾病。
（2）责任心强，工作认真负责，熟悉本作业的安全技术操作规程。
严禁酒后作业和作业中玩笑戏闹。
（3）明确使用个人防护用品和采取安全防护措施。
进入施工现场，必须戴好安全帽，在无可靠防护2m以上处作业必须系好安全带，使用工具要放在工具套内。
（4）作业所用材料要堆放平稳，高处作业地面环境要整洁，不能杂乱无章，乱摆乱放，所用工具要全部清点回收，防止遗留在作业现场掉落伤人。
七、架子搭设安全技术交底
1、架子搭设安全技术交底
（1）凡是高血压、心脏病、癫痫病、晕高或视力不够等不适合做高处作业的人员，均不得从事架子作业。
配备架子工的徒工，在培训以前必须经过医务部门体检合格，操作时必须有技工带领、指导，由低到高，逐步增加，不得任意单独上架子操作。
要经常进行安全技术教育。
凡从事架子工种的人员，必须定期（每年）进行体检。
（2）脚手架支搭以前，必须制定施工方案和进行安全技术交底。
对于高大异形的架子并应报请上级部门批准，向所有参加作业人员进行书面交底。
（3）操作小组接受任务后，必须根据任务特点和交底要求进行认真讨论，确定支搭方法，明确分工。
在开始操作前，组长和安全员应对施工环境及所需防护用具做一次检查，消除隐患后方可开始操作。
（4）架子工在高处（距地面高度2m以上）作业时，必须佩带安全带。
安全带必须与已绑好的立、横杆挂牢，不得挂在铅丝扣或其他不牢固的地方，不得“走过档”（即在一根顺水杆上不扶任何支点行走），也不得跳跃架子。
在架子上操作应精力集中，禁止打闹和玩笑，休息时应下架子。
严禁酒后作业。
（5）遇有恶劣气候（如风力五级以上，高温、雨天气等）影响安全施工时应停止高处作业。
（6）递杆、拉杆时，上下左右操作人员应密切配合，协调一致。
拉杆人员应注意不碰撞上方人员和已绑好的杆子，下方递杆人员应在上方人员接住杆子后方可松手，并躲离其垂直操作距离3m以外。
使用人力吊料，大绳必须坚固，严禁在垂直下方3m以内拉大绳吊料。
使用机械吊运，应设天地轮，天地轮必须加固，应遵守机械吊装安全操作规程，吊运杉板、钢管等物应绑扎牢固，接料平台外侧不准站人，接料人员应等起重机械停车后再接料、解绑绳。
（7）未搭完的一切脚手架，非架子工一律不准上架。
架子搭完后由施工人会同架子组长以及使用工种、技术、安全等有关人员共同进行验收，认为合格，办理交接验收手续后方可使用。
使用中的架子必须保持完整，禁止随意拆、改脚手架或挪用脚手板；必须拆改时，应经施工负责人批准，由架子工负责操作。
（8）所有的架子，经过大风、大雨后，要进行检查，如发现倾斜下沉及松扣、崩扣要及时修理。
2．架子拆除安全技术交底
（1）外架拆除前，工长要向拆架施工人员进行书面安全交底工作。
交底有接受人签字。
（2）拆除前，班组要学习安全技术操作规程，班组必须对拆架人员进行安全交底，交底要有记录，交底内容要有针对性，拆架子的注意事项必须讲清楚。
（3）拆架前在地上用绳子或铁丝先拉好围栏，没有监护人，没有安全员工长在场，外架不准拆除。
（4）架子拆除程序应由上而下，按层按步拆除，先清理架上杂物。
按拆架原则先拆后搭的杆子。
剪刀撑、拉杆不准一次性全部拆除，要求杆拆到哪一层，剪刀撑、拉杆拆到哪一层。
（5）拆除工艺流程：
拆护栏→拆脚手板→拆小横杆→拆大横杆→拆剪刀撑→拆立杆→拉杆传递至地面→清除扣件→按规格堆码。
（6）拆杆和放杆时必须由2--3人协同操作，拆大横杆时，应由站在中间的人将杆顺下传递，下方人员接到杆拿稳拿牢后，上方人员才准松手，严禁往下乱扔脚手料具。
（7）拆架人员必须系安全带，拆除过程中，应指派一个责任心强、技术水平高的工人担任指挥，负责拆除工作的全部安全作业。
（8）拆架时有管线阻碍不得任意割移，同时要注意扣件崩扣，避免踩在滑动的杆件上操作。
（9）拆架时螺丝扣必须从钢管上拆除，不准螺丝扣在被拆下的钢管上。
（10）拆架人员应配备工具套，手上拿钢管时，不准同时拿板手，工具用后必须放在工具套内。
（11）拆架休息时不准坐在架子上或不安全的地方，严禁在拆架时嘻戏打闹。
（12）拆架人员要穿戴好个人劳保用品，不准穿胶底易滑鞋上架作业，衣服要轻便。
（13）拆除中途不得换人，如更换人员必须重新进行安全技术交底。
（14）拆下来的脚手杆要随拆、随清、随运，分类、分堆、分规格码放整齐，要有防水措施，以防雨后生锈。
扣件要分型号装箱保管。
（15）拆下来的钢管要定期重新外刷一道防锈漆，刷一道调合漆。
弯管要调直，扣件要上油润滑。
（16）严禁架子工在夜间进行架子搭拆工作。
未尽事宜工长在安全技术交底中做详细的交底，施工中存在问题的地方应及时与技术部门联系，以便及时纠正。
附件一：
悬挑式扣件钢管脚手架计算书
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》（JGJ130-2001）。
计算的脚手架为双排脚手架，搭设高度不超过20.0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1.00米，立杆的步距1.80米。
采用的钢管类型为
48×3.5，
连墙件采用2步2跨，竖向间距3.60米，水平间距3.00米。
施工均布荷载为3.0kN/m2，脚手板共铺设4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1.35米，建筑物内锚固段长度1.50米。
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
一、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，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
1.均布荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038kN/m
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.000/3=0.050kN/m
活荷载标准值Q=3.000×1.000/3=1.000kN/m
静荷载的计算值q1=1.2×0.038+1.2×0.050=0.106kN/m
活荷载的计算值q2=1.4×1.000=1.400kN/m
大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）
大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩
跨中最大弯矩计算公式如下:
跨中最大弯矩为
M1=（0.08×0.106+0.10×1.400）×1.5002=0.334kN.m
支座最大弯矩计算公式如下:
支座最大弯矩为
M2=-（0.10×0.106+0.117×1.400）×1.5002=-0.392kN.m
我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：
=0.392×106/5080.0=77.248N/mm2
大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度
计算公式如下:
静荷载标准值q1=0.038+0.050=0.088kN/m
活荷载标准值q2=1.000kN/m
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=（0.677×0.088+0.990×1.000）×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=2.117mm
大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!
二、小横杆的计算:
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。
1.荷载值计算
大横杆的自重标准值P1=0.038×1.500=0.058kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.000×1.500/3=0.075kN
活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/3=1.500kN
荷载的计算值P=1.2×0.058+1.2×0.075+1.4×1.500=2.259kN
小横杆计算简图
2.抗弯强度计算
最大弯矩考虑为小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=（1.2×0.038）×1.0002/8+2.259×1.000/3=0.759kN.m
=0.759×106/5080.0=149.370N/mm2
小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
最大挠度考虑为小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:
小横杆自重均布荷载引起的最大挠度
V1=5.0×0.038×1000.004/（384×2.060×105×121900.000）=0.02mm
集中荷载标准值P=0.058+0.075+1.500=1.633kN
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度
V2=1632.600×1000.0×（3×1000.02-4×1000.02/9）/（72×2.06×105×121900.0）=2.308mm
最大挠度和
V=V1+V2=2.328mm
小横杆的最大挠度小于1000.0/150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；
1.荷载值计算
横杆的自重标准值P1=0.038×1.000=0.038kN
脚手板的荷载标准值P2=0.150×1.000×1.500/2=0.113kN
活荷载标准值Q=3.000×1.000×1.500/2=2.250kN
荷载的计算值R=1.2×0.038+1.2×0.113+1.4×2.250=3.331kN
单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；
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0.1248
NG1=0.125×21.000=2.621kN
（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=0.150×4×1.500×（1.000+0.300）/2=0.585kN
（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=0.150×1.500×4/2=0.450kN
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
NG4=0.005×1.500×21.000=0.157kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.813kN。
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=3.000×2×1.500×1.000/2=4.500kN
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=0.550
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=0.840
Us——风荷载体型系数：
Us=0.870
经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.550×0.840×0.870=0.281kN/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=10.88kN；
——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=1.58cm；
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=4.89cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.08cm3；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=119.72
[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=9.93kN；
——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=1.58cm；
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=4.89cm2；
W——立杆净截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；
MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.163kN.m；
——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到
=141.35
[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],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=0.281kN/m2；
Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.60×3.00=10.800m2；
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=4.254kN，连墙件轴向力计算值Nl=9.254kN
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,由长细比l/i=3
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