悬挑施工方案.docx

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悬挑施工方案

九院小区三期1#楼工字钢悬挑脚手架施工方案

一、工程概况：

本工程为九院小区三期1号楼住宅小区，位于太原市九院路以东、西外环路以西，九院一期以南，规划路以北，框架剪力墙结构，建筑高度99.6m。

本工程在三层进行悬挑脚手架安装。

二、材料质量要求：

1、钢管：

钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管，其化学成份与机械性能符合国家标准《碳素结构钢》（GB／T700）的要求。

立杆、纵向水平杆（大横杆）的钢管长度一般为3～6m（每根重量不超过25Kg，适合人工操作），横向水平杆（小横杆）一般为1.2m。

钢管应涂防锈漆。

2、扣件：

扣件应符合《钢管脚手架扣件》（GB15831－1995）的规定。

扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷。

扣件与钢管的贴合面要接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离要小于5mm。

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。

扣件表面应进行防锈处理。

3、脚手板：

脚手板应采用杉木制作，厚度不小于50mm，宽度大于等于200mm，长度为3m，其材质应符合国家现行标准《木结构设计规定》（GBJ5—88）中对II级木材的规定，不得有开裂、腐朽。

脚手板的两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各设两道箍。

4、挡脚板：

挡脚板高度不应小于180mm。

挡脚板与挡脚笆上如有孔眼，不应大于25mm。

5、密目网：

密目式安全网宽（高）度一般为1.6m，网目密度不应低于2000目/100cm2，各边缘部位的开眼环扣必须牢固可靠，环扣孔径不低于8mm。

不得有断纱、破洞、变形及有碍使用的编织缺陷。

旧密目式安全网再次使用时必须经过耐冲击性能检验和耐贯穿性检验，合格后方可使用。

密目式安全网的安装平面垂直于水平面，严禁作为安全平网使用。

密目式安全网使用时应采用有足够强度、耐候性好的绳索绑扎。

6、水平安全网：

安全平网使用直径9mm以上的麻绳、棕绳、尼龙绳或其他耐候性不低于上述品种的材料编制网。

外观应平整，网眼尺寸不大于5cm，每张安全平网重量一般不宜超过15kg。

水平设置时能承受不小于1.6kN的冲击荷载。

阻燃安全网必须具有阻燃性，其续燃、阻燃时间均不得大于4s。

7、工字钢悬挑梁：

工字钢悬挑梁采用Q235钢，其材质符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》（GB/T700）

三、搭设方案及计算过程：

1.脚手架参数

搭设尺寸为：

脚手架立杆纵距为1.5m，内排脚手架距墙结构面≤400mm，里、外排脚手架之间的距离为800mm，纵向水平杆的间距≤1000mm。

1）、一次悬挑脚手架高度不超过20m，型钢悬挑梁采用双轴对称截面的型钢，悬挑钢梁截面高度不小于160mm。

悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上，锚固型钢悬挑梁的U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不小于16mm。

钢丝绳与建筑结构拉结的吊环使用HPB235级钢筋，其直径不宜小于20mm，具体悬挑做法如下图所示：

计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为18.5米，立杆采用单立管；小横杆在上；横杆与立杆连接方式为十字扣件；扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用三步三跨，竖向间距≤3米，水平间距≤4.50米，采用扣件连接；连墙件连接方式为十字扣件；

2）、剪刀撑、横向斜撑搭设

①脚手架沿外侧立面整个长度和高度上设置剪刀撑，每隔6跨立杆设置一道剪刀撑，斜杆与地面的倾角为45°。

②剪刀撑的接头必须全部采用搭接，搭接长度不小于1.0m，用不少于3个旋转扣件固定。

端部扣件盖板边缘至杆端距离不小于100mm，剪刀撑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，旋转扣件中心线距主节点的距离不大于150mm。

③拐角处及中间段每6跨设置一道横向斜撑，在同一节间，由底至顶层连续布置。

④剪刀撑、横向支撑随立杆、大小横杆等同步搭设。

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:

1；

3.风荷载参数

山西省太原市地区，基本风压为0.400，风荷载高度变化系数μz为0.740，风荷载体型系数μs为0.649；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）:

0.1611；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m2）:

0.150；

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:

木脚手板；栏杆挡板类别:

栏杆竹笆片；

5.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1.70米。

与楼板连接的螺栓直径（mm）:

16.00；

楼板混凝土标号:

C30或C35；

6.拉绳参数

支撑数量为:

1；

钢丝绳安全系数为:

10.000；钢丝绳与墙距离为（m）:

1.000；

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1.00m。

7、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=0.350×1.500/3=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=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.500=2.356kN/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=2.356×0.8002/8=0.188kN.m；σ=Mqmax/W=37.104N/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=0.038+0.175+1.500=1.713kN/m；

最大挠度V=5.0×1.713×800.04/（384×2.060×105×121900.0）=0.364mm；

小横杆的最大挠度小于800.0/150=5.333与10mm,满足要求！

8、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=0.038×0.800=0.031kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×0.800×1.500/3=0.140kN；

活荷载标准值:

Q=3.000×0.800×1.500/3=1.200kN；

荷载的计算值:

P=（1.2×0.031+1.2×0.140+1.4×1.200）/2=0.942kN。

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=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010kN.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=0.267×0.942×1.500=0.377kN.m；

M=M1max+M2max=0.010+0.377=0.388kN.m

抗弯强度:

σ=0.388×106/5080.0=76.341N/mm2；

大横杆的抗弯强度σ=76.341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=0.677×0.038×1500.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.052mm；

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=（0.031+0.140+1.200）/2=0.685kN

V=1.883×0.685×1500.03/（100×2.060×105×121900.0）=1.734mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.052+1.734=1.787mm；

大横杆的最大挠度小于1500.0/150=10.0或者10mm,满足要求！

9、扣件抗滑力的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，

按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

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12.80kN；

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=0.038×1.500=0.058kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.350×0.800×1.500/2=0.210kN；

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+0.210）+1.4×1.800=2.841kN；

R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

10、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0.1611

NG1=0.161×20.000=3.222kN；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；本例采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.350×2×1.500×（0.800+0.3）/2=0.578kN；

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

NG3=0.150×2×1.500/2=0.225kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.500×20.000=0.150kN；

经计算得到，静荷载标准值：

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=4.175kN；

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=3.000×0.800×1.500×1/2=1.800kN；

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=0.400kN/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=0.740；

Us--风荷载体型系数：

Us=0.649；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.400×0.740×0.649=0.134kN/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=1.2×4.175+1.4×1.800=7.529kN；

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=1.2×4.175+0.85×1.4×1.800=7.151kN；

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=0.850×1.4×0.134×1.500×

1.0002/10=0.024kN.m；

11、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=7.529kN；

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《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.700

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=1.964m；

Lo/i=124.000；

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=0.428；

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=7529.000/（0.428×489.000）=35.976N/mm2；

立杆稳定性计算σ=35.976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=7.151kN；

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《扣件式规范》表5.3.3得：

U=1.700

计算长度,由公式lo=kuh确定：

lo=1.964m；Lo/i=124.000；

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=0.428

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=7151.400/（0.428×489.000）+24003.395/5080.000=38.895N/mm2；

立杆稳定性计算σ=38.895小于[f]=205.000N/mm2满足要求！

12、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=0.134kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=13.500m2；

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=2.542kN；

连墙件的轴向力计算值NL=NLw+No=7.542kN；

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=400.000/15.800的结果查表得到0.933；

A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2；

连墙件轴向力设计值Nf=φ×A×[f]=0.933×4.890×10-4×205.000×103=93.529kN；

Nl=7.542

连墙件采用双扣件与墙体连接。

经过计算得到Nl=7.542小于双扣件的抗滑力16.0kN，满足要求!

13、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400mm，支拉斜杆的支点距离墙体为1000mm，

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=1.2×4.175+1.4×1.800=7.529kN；

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

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

R[1]=11.933kN；

R[2]=3.844kN；

R[3]=0.020kN。

最大弯矩Mmax=1.517kN.m；

截面应力σ=M/1.05W+N/A=1.517×106/（1.05×141000.0）+

0.000×103/2610.0=10.246N/mm2；

水平支撑梁的计算强度σ=10.246小于215.000N/mm2,满足要求！

14、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/（1000.0×160.0×235.0）=3.10

由于φb大于0.6，查《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.979。

经过计算得到强度σ=1.517×106/（0.979×141000.00）=10.988N/mm2；

水平钢梁的稳定性计算σ=10.988小于[f]=215.000N/mm2,满足要求!

15、拉绳的受力计算:

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到由左至右各钢绳拉力分别为

RU1=16.876kN

16、拉绳的强度计算:

1）、钢丝拉绳的内力计算：

钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算，为RU=16.876kN

如果上面采用钢丝绳，钢丝绳的容许拉力按照下式计算

其中[Fg]--钢丝绳的容许拉力（kN）；

Fg--钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；

计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径（mm）；

α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；K--钢丝绳使用安全系数。

计算中[Fg]取16.876kN，α=0.820,K=10.000,得到：

钢丝绳最小直径必须大于21.000mm才能满足要求!

2）、钢丝拉绳的吊环强度计算

钢丝拉绳的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为

N=RU=16.876kN

钢丝拉绳的吊环强度计算公式为

其中[f]为吊环受力的单肢抗剪强度，取[f]=125N/mm2；

所需要的钢丝拉绳的吊环最小直径D=（1687.578×4/3.142×125.000）1/2=14.000mm;

四、脚手架搭设时注意事项：

1）主节点处，固定横向水平杆（或纵向水平杆）、剪刀撑、横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离不应大于150mm。

2）各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

3）对接扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝上，直角扣件的开口不得朝下，以确保安全。

4）脚手架外侧有低压电线时，而且外侧边缘是架空线路外侧边丝的安全距离小于规范规定时，应做专门外电防护方案，并严格执行。

5）上架作业人员必须持证上岗，戴安全帽，系安全带。

6）严格按搭设方案施工，连墙件和剪刀撑应及时设置，不得滞后超过两步。

7）在搭设过程中，应注意调整架体的垂直度，一般通过调整连墙撑的长度来实现，但最大允许偏差不能超过100mm。

8）安全平网搭设要求网绳不破损，生根要牢固、绷紧、圈牢，拼接严密，网杆支杆用脚手架钢管。

9）层间防护：

在脚手架内侧与建筑物之间的空隙中搭设防护设施，以防高空坠落物的打击。

其做法是在内排立杆与墙面之间通长布置木板与支承钢梁扎牢。

并且在钢梁下满挂密目安全网，全封闭。

10）脚手架架体封闭办法：

采用密封网垂直封闭，密目网的绑扎方法：

用系绳将密目网绑扎至立杆或大横杆上，使网与架体牢固的连接在一起。

系绳的材质符合GB16909的规定。

11）防雷措施：

脚手架在其搭设过程中考虑塔吊的防雷措施及其安全范围，不再另行设布防雷措施；当脚手架搭设完成后，单独布设防雷措施，布设高度为高出脚手架最大高度1－2m，用电缆线引下来，通过压片螺丝连接于结构钢筋上，形成防雷体系。

结构钢筋电阻要求在10欧以下。

五、架拆除的安全技术措施

拆架前，全面检查脚手架，根据检查结果，拟定出作业计划，报请批准，进行技术交底后才工作。

作业计划一般包括：

拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。

应注意：

1.拆架时应划分作业区，周围设围栏或竖立警戒标志，地面应专人指挥，禁止非作业人员进入。

拆架的高处作业人员应戴安全帽、系好安全带、穿软底防滑鞋。

2.拆架程序应遵守由上而下，先搭后拆的原则，即先拆拉杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清原则依次进行。

严禁上下同时进行拆架作业。

3.连墙杆应随拆除进度逐层拆除，拆支撑时，应用临时撑支住，然后才能拆除。

4.拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

5.拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。

6.在拆架时，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。

7.拆下的材料要徐徐下运，严禁抛掷。

运至地面的材料应按指定地点随拆随运，分类堆放，当天拆当天清，拆下的扣件和铁丝要集中回收处理。

六、施工安全技术措施

1、操作者应有特种作业上岗证，身体健康，并在接受本工程项目部的安全交底后方可上岗。

2、二步架以上施工时应佩带安全带，严禁向下抛扣件等物品，上部施工时，地面应有专人守护。

3、作业人员应衣着灵便，但不准赤膊裸身。

应脚穿软底防滑鞋。

4、高处作业材料堆放平稳，不可放置在临边或洞口附近，以防坠落，凡有坠落可能的任何物体，都要一律撤除或加以固定。

5、施工过程中应边搭边铺脚手片，并将脚手片用铁丝绑扎稳固，以防滑脱，安全有效的围护设施应同步跟上。

连墙杆设置也同步跟上。

6、施工中若发生安全设施隐患或缺陷，务必及时处理或停工，并向上级汇报，班前、班后均应检查已施工部分的质量，安全情况，并按查验情况逐次以记录。

7、脚手架的搭设还是拆除，均不得上、下步同时作业。

8、严禁强风、雨、雪及夜间高空搭设和拆除作业操作。

9、外脚手架搭设后分层分段进行验收，合格后挂牌使用。

10、各种电线不得直接在钢管脚手架上缠绕，电线和电动机具必须与脚手架接触时，应当有可靠的绝缘措施。