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悬挑脚手架方案及计算书

脚手架施工方案

编制依据：

a、施工组织设计及施工图纸；

b、《建筑施工手册》

c、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

d、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2001；

e、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91；

f、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

一、工程概况

本工程为1～5#住宅楼及地下车库工程，位于山海路东首路南，该工程由日照市建筑设计研究院设计，日照市日星监理有限公司监理。

建筑物主楼高度都在54m左右，框架剪力墙结构，基础为筏板基础，地下二层，地上17层。

2．材料：

砼：

基础至地上二层为C35,三层以上为C30，隔墙构造柱按C20，基础垫层为C15。

二、脚手架形式的选择

六层以下选用落地式双排外脚手架，纵距1.5m，横距1.05m，步距1.5m，连墙件间距二步三跨。

主楼每六层一悬挑，每段悬挑高度17.4m，六层以下落地式双排脚手架在地下一层楼面上搭设，靠主楼剪力墙外围处从地下一层楼面开始悬挑。

地下车库及储藏室外墙单独搭设落地式脚手架，室内模板安装采用满堂脚手架。

三、脚手架结构配件材料的选择

1、进厂的脚手架材质必须有合格证书资料，证件齐全有效，逐根检查，以保证无锈蚀无弯曲变形、钢管无裂痕，达到标准要求。

其中钢管符合GB/T13793规定，质量达到GB/T700中Q235-A级钢的规定。

扣件符合GB15831规定。

脚手板采用松木架板，每块质量不大于30kg。

2．安全网必须有出厂合格证、准用证，齐全有效，密目网其网目密度不低于2000目/100㎝2，安全网除以上几证齐全外还应有安监部门的核验证。

3．个人防护用品：

凡是进厂的安全帽、安全带，必须是省登记备案产品，出厂合格证、生产许可证、登记备案证明，核验证以及购货凭证，发票必须齐全有效。

4，连墙件采用自制或定型材料加工的，其材质符合《碳素钢结构》（GB/1700）中Q235一A级钢的规定。

四、持证上岗

1．架子工必须经过培训合格，有上岗证的人员，严禁无证操作，持证上岗人员必须身体健康，无高血压、心脏病，恐高症，以及其他不适应高空作业的疾病。

2．所有操作人员，必须熟悉本工种的技术规程，安全技术规程，必须熟知个人防护用品和正确配戴方法，了解施工方案，具有技术负责人下达的技术交底资料。

3．架子搭拆过程中，非施工人员（本工种）不得进入警戒区，须有专人监护。

五、脚手架的搭设

（一）双排落地脚手架

1．脚手架基础：

主楼脚手架基础坐落在地下一层楼面上，地下车库及储藏室外墙脚手架应整平振实，垫50㎜厚300㎜宽木垫板，长度为≥3m，按所拉通线找直。

2．架子的搭设顺序：

整平振实架体基础→铺垫垫板和槽钢→竖立杆→设扫地杆→上纵向水平杆→横向水杆→固定拉结点→设置剪刀撑→小横杆→脚手板→安全网。

3．扣件：

脚手架搭设时，扣件的安装螺栓拧紧的扭力矩不应小于40N·m，不应大65N·m。

4．构造要求：

1）脚手架设计尺寸：

连墙件设置二步三跨，立杆横距1.2m，步距1.5m，脚手架立杆间距1.5m。

2）纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨。

3）纵向水平杆接长采用对接扣件连接，对接扣件符合下列要求：

A.纵向水平杆对接扣件应交错布置，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500mm。

各接头中心至最近主接点的距离不宜大于纵距的1/3。

B．纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

4）横向水平杆构造符合下列要求：

①主接点必须设置一根横向水平杆，用直角扣件固定且严禁拆除。

主接点处两个直角扣件的中心距不应大于纵距的1/2。

②作业层上非主接点处的横向水平杆，应根据支撑脚手板的需要设置，最大间距不应大于纵距的1/2。

5）脚手板的铺设：

①脚手板必须满铺，且应铺稳，离开墙面120-150mm。

②脚手板应设置在三根横向水平杆上，脚手板对接平铺采取对头接，不得搭接，不得钢木混用，脚手板全部为松木架板，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长度取130-150mm。

两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm。

③作业层端部脚手架探头长度应取150mm，其板长两端用8号铁丝牢固扎在脚手架上。

6）立杆

①每根立杆底部设置槽钢。

②脚手架设置纵向横向扫地杆，纵向扫地杆采用直角扣件固定在底座上方不大于200mm处立杆上，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，脚手架底层步距为1.2m。

③立杆必须用连墙件与结构可靠连接。

④立杆接长各层各步接头必须采用对接扣件连接。

⑤立杆上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不宜小于500m，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距1/3。

⑥立杆顶端高出女儿墙上皮1.2m。

7）连墙件

①连接件布置最大间距2h,31a，每根连墙件覆盖面积≤40㎡。

②连墙件布置靠近主接点设置，偏离主接点的距离不应大于300mm。

③从底层第一步纵向水平杆处开始设置，优先采用菱形布置。

④本工程脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件垂直间距不应大于建筑物层高，并不大于4m（或2步）。

8）剪刀撑

①双排脚手架每道剪刀撑跨越立杆的根数为5～7根，剪刀撑的斜杆与地面倾角为45º～60º。

当与地面的倾角为45º时，其跨越的立杆最多根数为7根，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m。

②在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，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。

③剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不应小于lm，应采用不少于2个的旋转扣件固定，扣件与立杆端距离不应小于l00mm。

④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接点的距离不宜大于150mm。

（二）内脚手架搭设：

本工程内架采用扣件式满堂脚手架，在搭设满堂红脚手架时，其搭设高度应比该层层高小约lm，立杆间距为1.2m或0.9m，横杆步距1.5m，纵向水平拉杆每步设置一道，靠墙立杆离墙间距0.5～0.6m，脚手板满铺。

（1）满堂红脚手架搭设方法

①底层脚手架基底要求夯密实且平整，以防下陷；在现浇面须待现浇板浇筑完后，盖膜养护24h以上强度达到1.2Mpa后，方可上人搭设。

②每根立杆下都设置垫木钢垫板，垫木厚度不小于50mm.

③最后铺设脚手板，脚手板应绑扎牢固。

（2）井型脚手架搭设方法

柱墙钢筋绑扎时，由于满堂架不可能各个部位同时搭设，所以柱子四周需搭设部分井型脚手架，以便支设柱模板，且离开柱子300mm。

其立杆间距、横杆步距分别为1.5m和1.5m，四角设斜撑加固，该脚手架简单，搭设方便，使用完后，随即拆除。

（三）悬挑脚手架搭设

悬挑脚手架采用六层一挑，采用180槽钢悬挑，外挑长度1.2m，用直径17.5㎜钢丝绳卸荷。

1．搭设的工艺流程

定位定距→预埋锚固件→摆放槽钢→纵向扫地杆→立杆→纵向扫地杆→横向扫地杆→连墙件→剪刀撑→铺脚手板→搭设防护栏杆→绑扎安全网。

2．定位定距

脚手架立杆距建筑物外皮1.1m为外立杆定位点，搭设时定出四周角点，中间立杆均匀分布，立杆纵向间距1.5m，内外立杆间距0.8m。

在混凝土施工时在现浇板或梁内预埋Φ18的丝杠（板厚低于l00mm应减小锚固件间距）。

3．排放挑梁

在混凝土浇筑之前，绑扎好挑架的横梁锚固环，待混凝土强度达到75％后安装挑梁槽钢，槽钢外挑1.2m，上焊钢筋头排放立杆，使立杆不滑移。

4．设扫地杆

扫地杆紧贴立杆底部连续设置，连接立杆，防止立杆在纵向发生位移。

在设扫地杆时校正立杆的垂直度，若发现不正的立杆，应在拧紧扫地杆扣件前予以调整。

5．竖立杆

由至少三人配合完成,先摆放扫地杆，然后首先竖两个立杆，立杆竖起后，固定在扫地杆上，由两人扶住，另一人帮助搭设第一步纵横向水平杆，然后设连墙件，予以固定。

形成空间立体稳定结构，然后再排放立杆。

立杆排放要求长短错开，满足相邻立杆接头错开0.5m的要求。

6．设连墙件

连墙件水平间距3m，加设时校正立杆的垂直度，连墙件采用刚性拉接，用扣件和架杆固定在混凝土柱上。

7．连续搭设纵向水平杆，接长立杆，增设连墙件；纵向水平杆间距1.5m，连墙件横向在柱子上均匀设置，纵向间距3m。

8．设剪刀撑

剪刀撑四跨五杆，与水平呈45º～60º夹角，从两端向中间搭设，要求沿外立面整个长度和高度连续设置。

9．安全网防护

在脚手架外主杆内侧挂2000目密目式安全网。

用8mm尼龙绳全眼绑扎封闭，不准用扎丝代替，在悬挑梁位置张挂安全平网。

在挑架中间楼层张挂一道安全平网，在施工层脚手板底挂平网。

沿街道或行人集中侧应外挂竹笆。

10．设横向水平杆

横向水平杆设在靠近纵向水平杆上，横向水平杆伸出扣件外大于l00mm，在高度方向沿脚手架立杆两侧交错布置，沿纵向两横排立杆之间相向布置，主接点处横向水平杆距立杆距离小于150mm。

11．脚手板的铺设

搭设完毕后，进行验收检查，合格后，办理签字手续，方可使用。

铺设要求：

a.脚手板应铺平铺稳满铺，必要时用铁丝绑扎牢固；

b．脚手板铺设时，其搭接长度不得小于15cm，对接不得小于lOcm，板离墙面不得大于20cm，铺板严禁出现端头超出支承横杆25cm以上未作固定的空头板。

c．在架子拐弯处，脚手板应交叉搭接，垫平脚手板应用木垫并且要钉牢，不得用砖头垫。

d．脚手板的搭接方向要与脚手架的运输车方向一致。

（四）悬挑式扣件钢管脚手架计算

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）。

计算参数:

双排脚手架，搭设高度17.4米，立杆采用单立管。

立杆的纵距1.50米，立杆的横距0.80米，内排架距离结构0.30米，立杆的步距1.50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3.00米，水平间距3.00米。

施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。

脚手板采用竹笆片，荷载为0.15kN/m2，按照铺设4层计算。

栏杆采用竹笆片，荷载为0.15kN/m，安全网荷载取0.0050kN/m2。

脚手板下小横杆在大横杆上面，且主结点间增加一根小横杆。

基本风压0.45kN/m2，高度变化系数1.2500，体型系数0.6000。

卸荷钢丝绳采取1段卸荷，吊点卸荷水平距离1倍立杆间距。

卸荷钢丝绳的换算系数为0.82，安全系数K=10.0，上吊点与下吊点距离8.7m。

悬挑水平钢梁采用[18b号槽钢U口水平，其中建筑物外悬挑段长度1.20米，建筑物内锚固段长度2.40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）、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=0.150×1.500/2=0.113kN/m

活荷载标准值Q=3.000×1.500/2=2.250kN/m

荷载的计算值q=1.2×0.038+1.2×0.113+1.4×2.250=3.331kN/m

小横杆计算简图

2.抗弯强度计算

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:

M=3.331×0.8002/8=0.266kN.m

=0.266×106/5080.0=52.458N/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

计算公式如下:

荷载标准值q=0.038+0.113+2.250=2.401kN/m

简支梁均布荷载作用下的最大挠度

V=5.0×2.401×800.04/（384×2.06×105×121900.0）=0.510mm

小横杆的最大挠度小于800.0/150与10mm,满足要求!

二）、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。

用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算大横杆的最大弯矩和变形。

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=0.150×0.800×1.500/2=0.090kN

活荷载标准值Q=3.000×0.800×1.500/2=1.800kN

荷载的计算值P=（1.2×0.031+1.2×0.090+1.4×1.800）/2=1.332kN

大横杆计算简图

2.抗弯强度计算

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公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=0.08×（1.2×0.038）×1.5002+0.175×1.332×1.500=0.358kN.m

=0.358×106/5080.0=70.484N/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

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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度

V1=0.677×0.038×1500.004/（100×2.060×105×121900.000）=0.05mm

集中荷载标准值P=0.031+0.090+1.800=1.921kN

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度

V1=1.146×1920.720×1500.003/（100×2.060×105×121900.000）=2.96mm

最大挠度和

V=V1+V2=3.011mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150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=0.038×1.500=0.058kN

脚手板的荷载标准值P2=0.150×0.800×1.500/2=0.090kN

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+1.2×0.090+1.4×1.800=2.697kN

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0.1394

NG1=0.139×17.400=2.426kN

（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×（0.800+0.300）/2=0.495kN

（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=0.005×1.500×17.400=0.130kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.501kN。

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=3.000×2×1.500×0.800/2=3.600kN

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）附录表D.4的规定采用：

W0=0.450

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）附录表7.2.1的规定采用：

Uz=1.250

Us——风荷载体型系数：

Us=0.600

经计算得到，风荷载标准值Wk=0.7×0.450×1.250×0.600=0.236kN/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

考虑到分段卸荷作用，经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=（1.2×3.501+0.85×1.4×3.600）/2×1.50=6.364kN

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

考虑到分段卸荷作用，经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=（1.2×3.501+1.4×3.600）/2×1.50=6.931kN

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——风荷载标准值（kN/m2）；

la——立杆的纵距（m）；

h——立杆的步距（m）。

经过计算得到风荷载产生的弯矩Mw=0.85×1.4×0.236×1.500×1.500×1.500/10=0.095kN.m

五）、立杆的稳定性计算

卸荷计算[规范外内容，供参考]

卸荷吊点按照完全卸荷计算方法。

在脚手架全高范围内增加1吊点；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以吊点分段计算。

计算中脚手架的竖向荷载按照吊点数平均分配。

经过计算得到

1=arctg[8.70/（0.80+0.30）]=1.445

最下面的立杆轴向力在考虑风荷载时为6.364kN和6.364kN。

最下面的立杆轴向力在不考虑风荷载时为6.931kN和6.931kN。

考虑荷载组合，各吊点位置处内力计算为（kN）

T1=6.99F1=0.88

其中T钢丝绳拉力，F钢丝绳水平分力。

所有卸荷钢丝绳的最大拉力为6.986kN。

选择卸荷钢丝绳的破断拉力要大于10.000×6.986/0.820=85.197kN。

选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1550MPa，直径17.5mm。

满足要求!

吊环强度计算公式为

=T/A<[f]

其中[f]——吊环钢筋抗拉强度，《混凝土结构设计规范》规定[f]=50N/mm2；

　　A——吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算。

经过计算得到，选择吊环的直径要至少（13972.270×4/3.1416/50/2）1/2=13mm。

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=6.931kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　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=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3；

——由长细比，为2599/16=164；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.262；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=6931/（0.26×489）=54.007N/mm2；

　　[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=6.364kN；

　　i——计算立杆的截面回转半径，i=1.58cm；

　　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=1.500；

　　l0——计算长度（m）,由公式l0=kuh确定，l0=1.155×1.500×1.500=2.599m；

　　A——立杆净截面面积，A=4.890cm2；

　　W——立杆净截面模量（抵抗矩）,W=5.080cm3；

——由长细比，为2599/16=164；

——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i的结果查表得到0.262；

　　MW——计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.095kN.m；

——钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到

=6364/（0.26×489）+95000/5080=68.266N/mm2；

　　[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——风荷载标准值，wk=0.236kN/m2；

Aw——每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积，Aw=3.00×3.00=9.000m2；

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=2.977kN，连墙件轴向力计算值Nl=7.977kN

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=30.00/1.58的结果查表得到

=0.95；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。

经过计算得到Nf=95.411kN

Nf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!

连墙件采用扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.977kN小于扣件的抗滑力8.0kN，满足要求!

连墙件扣件连接示意图

七）、悬挑梁的受力计算

悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算

悬出端C受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。

悬臂单跨梁计算简图

支座反力计算公式

支座弯矩计算公式

C点最大挠度计算公式

其中k=m/l,kl=ml/l,k2=m2/l。

本工程算例中，m=1200mm，l=2400mm，ml=300mm，m2=1100mm；

水平支撑梁的截面惯性矩I=1369.90cm4，截面模量（抵抗矩）W=152.20cm3。

受脚手架作用集中强度计