中旅爬架工程施工设计方案项目设计方案.docx

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中旅爬架工程施工设计方案项目设计方案

中旅爬架施工方案项目设计方案

第一节

1.编制依据

⑴公司提供的中旅城二期工程设计图纸。

⑵主要的国家或行业规、标准、规程、图集、地方标准、法规图集。

规、标准、文件一览表

序号

名称

编号或文号

⑴

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规》

JGJ130-2001

⑵

《建筑施工安全检查标准》

JGJ59-99

⑶

《建筑施工高处作业安全技术规》

JGJ80-91

⑷

《施工现场临时用电安全技术规》

JGJ46-2005

⑸

《建筑施工附着升降脚手架安全技术规程》

DGJ08-905-99

⑹

《施工现场安全保证体系》

DBJ08-903-2003

⑺

《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》

建设部建〔2000〕230号文件

2、工程概况

工程名称

中旅城二期工程

设计单位

国伟建设设计

施工单位

中国建筑第七工程局

结构形式

办公楼：

框架－核心筒；住宅楼：

框支－剪力墙

层数

44~45层

总面积

241600m2　

标准层高

2.8~3.0m

总高度

150m

建设地址

市五四路闽江饭店旁（原华侨大厦）

备注

裙楼采用钢管落地脚手架，主楼采用爬架施工

3、脚手架方案选择

本工程考虑到施工工期、质量和安全要求，故在选择方案时，应充分考虑以下几点：

3.1、架体的结构设计，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理。

3.2、在规定的条件下和规定的使用期限，能够充分满足预期的安全性和耐久性。

3.3、选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。

3.4、结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收；

3.5、综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合《建筑施工安全检查标准》要求，要符合省文明标化工地的有关标准。

3.6、结合以上脚手架设计原则，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，决定采用以下几种脚手架方案：

裙楼（商业一~七层）采用钢管落地脚手架，主楼（南塔、北塔、办公楼）采用爬架施工。

主楼使用爬架有两大益处：

1、使地下室顶板与一层裙楼大厅无障碍，便于施工现场的布置安排；2、普通脚手架受搭设高度的限制，通过采取将脚手架的荷载传递给建筑结构本身，从而解决搭设高度问题而满足施工需要。

4、落地架施工方案

4.1、施工准备

4.1.1、材料选用

①钢管：

采用φ48×3.5钢管，每根钢管的质量不得超过25kg，最大长度横向水平杆不得超过2.2m，其它杆不得超过6.5m。

脚手架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235－A级钢的规定。

钢管上严禁打孔。

②扣件：

其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（BG15831）的规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。

脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧力矩达65N·m时，不得破坏。

新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。

当对扣件质量有怀疑时，应按上述规的规定抽样检测。

旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

③脚手板：

采用竹笆片，宜用毛竹或楠竹制作。

④密目安全网：

应使用省安全站指定的厂家生产安全网，用于外脚手架的外侧，将脚手架封闭，形成一个安全空间，以阻挡人员或物体的坠落。

⑤连墙杆：

采用φ48×3.5钢管。

4.1.2、人员安排

⑴架子班组必须选用经公司考核合格的劳务班组，架子工100人，操作人员必须持证上岗。

⑵脚手架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核的专业架子工。

上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。

4.1.3、场地平整

清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并使排水顺畅。

4.2、搭设方法

4.2.1、落地脚手架的搭设顺序：

落地架搭设顺序：

摆放扫地杆（贴近地而的横杆）→逐根竖立立杆，随即与扫地杆扣紧→装扫地小横杆并与立杆或扫地杆扣紧→安第一步小横杆（与各立杆扣紧）安第一步大横杆→加设临时斜撑杆（上端与第二步大横杆扣紧，在装设两道连墙杆后可拆除）→第三、四小横杆和大横杆→连墙杆，接立杆→加设剪力撑→铺脚手板→挂密目网。

4.2.2、立杆横距1.05m，纵距1.5m，步距1.8m，使用荷载不得大于5.4kN/m2。

4.2.3、每根立杆底部应设置底座或垫板。

底座、垫板均应准确地放在定位线上；垫板宜采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm的木垫板，也可采用槽钢。

4.2.4、立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余每层每步接头必须采用对接扣件连接。

对接、搭接应符合下列规定：

①立杆上的对接扣件应交错布置；两根相邻立杆的接头不应设置在同步，同步隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距1/3;

②搭接长度不应小于1m，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不应小于100mm。

4.2.5、立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。

4.2.6、双管立杆中副立杆的高度不应低于3步，钢管长度不应小于6m。

4.2.7、开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除；

4.2.8、当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件；本工程采用钢管作为连墙件，水平方向每3跨，垂直方向每2步设一连墙件。

4.2.9、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二步。

每一次搭设完后，应按JGJ130-2001表8.2.4的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

4.2.10、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上皮不大于200mm处的立杆上。

横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。

靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

4.2.11、纵向水平杆宜设置在立杆侧，其长度不宜小于3跨；纵向水平杆应采用对接扣件连接，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨；不同步或同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各个接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距地1/3。

、在封闭型脚手架的同一步中，纵向水平杆应四周交圈，用直角扣件与外角部立杆固定。

4.2.12、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。

主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。

在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于500mm。

4.2.13、双排脚手架横向水平杆的靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm；

4.2.14、剪刀撑应沿脚手架外侧立面整个长度和整个高度上连续设置，剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不应小于1m，应采用2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm

4.2.15、横向斜撑应在同一节间，由底至顶层呈之字型连续布置。

并应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设，各底层斜杆下端均必须支承载垫块或垫板上。

4.2.16、扣件安装应符合下列规定：

①扣件规格必须与钢管外径相同；

②螺栓拧紧力矩不应小于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150mm；

④对接扣件的开口应朝上或超；

⑤各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

4.2.17、作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定：

①栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的侧；

②上栏杆上皮高度应为1.2m；

③挡脚板高度不应小于180mm；

④中栏杆应居中设置。

4.2.18、脚手板的铺设应符合下列规定：

①脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120～150mm；

②脚手板应设置在三根横向水平杆上。

当脚手板的长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。

脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130～150mm，两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；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200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。

脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆件上；

③在拐角、斜道平台口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，防止滑动；

④自顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔12m满铺一层脚手板。

4.3、落地式钢管脚手架验算

4.3.1、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35.0米，立杆采用单立管；

排架距离墙长度为0.30米；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2；

采用的钢管类型为Φ48×3.5；

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3.60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

省市地区，基本风压为0.70，风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为0.65；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）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:

0.110；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

4；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆冲压钢；

（5）.地基参数

地基土类型:

混凝土；地基承载力标准值（kN/m2）:

500.00；

基础底面扩展面积（m2）:

0.09；基础降低系数:

1.00。

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，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=0.300×1.050/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=3.000×1.050/（2+1）=1.050kN/m；

静荷载的计算值:

q1=1.2×0.038+1.2×0.105=0.172kN/m；

活荷载的计算值:

q2=1.4×1.050=1.470kN/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）.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

跨中最大弯距计算公式如下:

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.172×1.5002+0.10×1.470×1.5002=0.362kN.m；

支座最大弯距计算公式如下:

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.172×1.5002-0.117×1.470×1.5002=-0.426kN.m；

我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.362×106,0.426×106）/5080.0=83.858N/mm2；

大横杆的抗弯强度:

σ=83.858N/mm2小于[f]=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=P1+P2=0.038+0.105=0.143kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=1.050kN/m；

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

V=0.677×0.143×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）+0.990×1.050

×1500.04/（100×2.06×105×121900.0）=2.291mm；

脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为l/150与10mm请参考规表5.1.8。

大横杆的最大挠度小于1500.0/150mm或者10mm,满足要求!

4.3.3、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=0.300×1.050×1.500/（2+1）=0.158kN；

活荷载标准值：

Q=3.000×1.050×1.500/（2+1）=1.575kN；

荷载的计算值:

P=1.2×（0.058+0.158）+1.4×1.575=2.463kN；

小横杆计算简图

（2）.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:

Mqmax=1.2×0.038×1.0502/8=0.006kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=2.463×1.050/3=0.862kN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.868kN.m；

σ=M/W=0.868×106/5080.000=170.953N/mm2；

小横杆的计算强度小于205.000N/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

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

Vqmax=5×0.038×1050.04/（384×2.060×105×121900.000）=0.024mm；

P2=p1+p2+Q=0.058+0.158+1.575=1.790kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax=1790.100×1050.0×（3×1050.02-4×1050.02/9）/（72×2.060×105

×121900.0）=2.929mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.024+2.929=2.953mm；

小横杆的最大挠度小于（1050.000/150）=7.000与10mm,满足要求!

；

4.3.4、、扣件抗滑力的计算:

按规表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=0.038×1.050=0.040kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.300×1.050×1.500/2=0.236kN；

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×（0.040+0.236）+1.4×2.363=3.639kN；

R<6.40kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

4.3.5、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

容：

（1）每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）；本例为0.1248

NG1=0.125×35.000=4.368kN；

（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=0.300×4×1.500×（1.050+0.3）/2=1.215kN；

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

NG3=0.110×4×1.500/2=0.330kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×35.000=0.263kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.176kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，、外立杆按一纵距施工荷载总和的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》（GB50009-2001）的规定采用：

Wo=0.700kN/m2；

Uz--风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=0.840；

Us--风荷载体型系数：

Us=0.649；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.700×0.840×0.649=0.267kN/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=1.2×6.176+1.4×4.725=14.026kN；

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=1.2×6.176+0.85×1.4×4.725=13.033kN；

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=0.850×1.4×0.267×1.500×

1.8002/10=0.154kN.m；

4.3.6、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=14.026kN；

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》表5.3.3得：

U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=3.119m；

Lo/i=197.000；

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=0.186；

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=14026.000/（0.186×489.000）=154.205N/mm2；

立杆稳定性计算σ=154.205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=13.033kN；

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》表5.3.3得：

U=1.500

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=3.119m；

Lo/i=197.000；

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=0.186

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=13033.350/（0.186×489.000）+154491.039/5080.000=173.708N/mm2；

立杆稳定性计算σ=173.708小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

4.3.7、最大搭设高度的计算:

不考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.808kN；

活荷载标准值：

NQ=4.725kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

Hs=[0.186×4.890×10-4×205.000×103-（1.2×1.808

+1.4×4.725）]/（1.2×0.125）=65.849m；

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=65.849/（1+0.001×65.849）=61.781m；

[H]=61.781和50比较取较小值。

得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。

考虑风荷载时,采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭设高度按照下式计算：

构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：

NG2K=NG2+NG3+NG4=1.808kN；

活荷载标准值：

NQ=4.725kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.154/（1.4×0.85）=0.130kN.m；

Hs=（0.186×4.890×10-4×205.000×10-3-（1.2×1.808+0.85×1.4×（4.725+

0.186×4.890×0.130/5.080）））/（1.2×0.125）=54.005m；

脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=54.005/（1+0.001×54.005）=51.238m；

[H]=51.238和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50.000m。

4.3.8、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=0.267kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积脚手架外侧的迎风面积Aw=16.200m2；

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=6.058kN；

连墙件的轴向力计算值NL=