外架方案.docx

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外架方案

秦峰大厦（二期）工程

外挑架施工方案

一、编制依据：

1、秦峰大厦（二期）工程施工图纸；

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》：

JGJ130-2001；

3、《建筑施工手册》（第四版）。

4、《工程建设标准强制性条文房屋建筑部分》。

5、《建筑施工安全检查标准》：

JGJ59-99；

二、工程概况：

秦峰大厦（二期）工程位于咸阳市人民东路30号，结构类型为框架剪力墙结构，地下一层，地上十六层，地下室层高为4.2m，一层层高为4.5m，二层层高均为4.2m，三至十六层层高均为3m，建筑物总高度为52.350m。

建筑物平面设计为矩形，

-

轴轴线距离为49.46m，

-

轴轴线距离为22.2m，建筑总面积为17654.42m2。

立面从三层开始安装挑架，三层以下采用落地式双排钢管扣件式外脚手架；外悬挑架围护面积为3881.28m2。

三、外架设计方案

在带有地下室的高层建筑施工中，当结构施工至±0.000以上时，由于地下室外墙防水等工序的穿插，室外土方无法及时回填，导致双排落地架不能搭设。

但往往由于紧迫的工期要求，±0.000以上结构又必须连续施工，这样，外架的搭设及选型就成了这类带有地下室工程所面临的问题，如果选用爬架显然是不经济的。

综合比较，在此类工程中选用挑梁式悬挑脚手架，既能满足主体及装饰施工需要，又对缩短工期，合理安排劳动力，降低成本有利，因此该工程采用了悬挑脚手架。

（一）落地式双排外脚手架，严格按操作规范进行安装（该工程三层以下采用落地式双排钢管扣件式外脚手架）。

（二）悬挑式双排外脚手架

1、脚手架构配件材料要求

（1）脚手架钢管采用

48×3.5mm钢管，必须符合国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235-A级钢的规定，钢管质量必须符合规范要求。

（2）脚手架采用的扣件，其材料应符合现行国家标准《钢管脚手架

扣件》（GB12831）的规定。

扣件螺栓拧紧力矩不小于65N·m。

（3）竹脚手板每块重量不宜大于30kg，应采用毛竹或楠竹制作而成。

（4）[16a槽钢的质量必须符合国家标准规定。

（5）

16钢筋卡环的质量必须符合国家标准规定，且必须取样进行复试，合格后方可使用。

（6）密目网和安全网应符合国家标准规定。

2、脚手架构造

为了确保施工安全，减少设施料投入，降低工程成本，本工程外架采用型钢悬挑扣件式双排钢管脚手架，每四层悬挑一次，架高为12m，围护面积1940.64m2，本工程拟投入两次悬挑架体材料，以便周转使用。

（1）悬挑式脚手架主要由悬挑钢梁和双排钢管架体、连墙杆、踢脚板、脚手板、防护网等组成。

悬挑钢梁采用[16a槽钢制作，制作完后刷两道防锈漆，外墙皮以外钢梁刷黄、黑相间油漆。

钢梁长4.2m，一端固定于结构板中预埋的两根

16钢筋卡环上，一端伸出外墙皮1.35M，分别在距端头100mm、1000mm处上表面各焊一根

25钢筋，长度要求150mm，钢梁构造和安装位置详见附图。

（2）双排钢管架采用

48×3.5mm钢管和扣件搭设，其内外排立杆分别插在钢梁上表面钢筋上，纵向扫地杆距槽钢上表面不大于200mm，立杆纵距不大于1500mm，外排两钢梁的立杆中间加一拦腰立杆。

立杆横距为900mm，内排立杆距墙不大于350mm。

每步架高1500mm，总高12m。

立杆与纵向水平杆之间连接采用直角扣件，立杆和纵向水平杆接长全部采用对接扣件连接，相邻杆接头不得在同一跨内出现，且相邻跨应错开500mm，接头位置应避开跨中1/3设置。

横向水平杆用直角扣件固定在纵向水平杆上，距主节点不大于150mm处必须设一根横向水平杆，其它小横杆位置应根据铺设架板需要设置。

纵向水平杆均设在立杆内侧，其长度不小于3跨，扫地杆在小横杆上面。

其余小横杆均设置在纵向水平杆上，小横杆出架长度一致且不小于100mm。

（3）外架所有转角均设置剪刀撑，剪刀撑宽度为7.5m，转角处宽度不足7.5m处满设剪刀撑，剪刀撑由底至顶连续设置，剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在横杆或立杆上，固定点距主节点不大于150mm，剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，采用不少于三个旋转扣件固定，端部扣件的边缘至杆端不小于100mm。

外架阴角处第一跨第一步架均设纵横向斜撑，以保证阴角处的整体刚度，角部用

12钢丝绳斜拉在结构上进行卸载。

位于阳台部位的悬挑架，在建筑物每层用钢管斜撑拉杆和

12钢丝绳进行卸载以减轻底部钢梁的压力。

阳台处的钢梁底应在阳台根部的框架梁上部进行支垫，保证悬挑梁端部与阳台板间有2cm～3cm的空隙。

（4）连墙杆采用

48×3.5mm钢管，一端用扣件与架体纵向水平杆拉接（连接点距主节点不大于150mm），另一端与结构连接牢固，连墙杆按两步三跨菱形设置，连墙杆必须保证水平。

（5）脚手架采用竹串片架板，架子底层和作业层满铺，在铺底层前，先满铺一层竹皮板。

脚手板使用前先用铁丝捆绑加固，铺设时脚手板底部不少于3道小横杆，小横杆位置和脚手板对接搭接详见附图，脚手板用铁丝绑在小横杆上。

（6）踢脚板用15mm，厚多层板制作，踢脚板高度为200mm。

外立面刷黄、黑油漆间隔45°图案，踢脚板用16#铁丝固定在外排立杆上。

（7）外架外立面均满挂密目网，密目网用16#铁丝绑在纵向水平杆内侧，作业层密目网内加挂一层小孔（孔径30mm）安全网，架体内排作业层每楼层平挂一道安全网，架体内排立杆与墙之间平挂一道安全网进行防护。

（6）外架作业层均设置防护栏杆，防护栏杆用钢管搭设。

纵向固定在外排立杆上，距踢脚板上口高度为600mm处，顶层设两道防护栏杆，分别距踢脚板上口600mm，1200mm。

（7）外架上的人行斜道坡高度为1:

1.6踏步板用钢管做龙骨，上铺50mm厚木板，两侧设防护栏杆。

扶手和踢脚板，搭设斜道处钢梁用

12钢丝绳斜拉在主体结构上进行卸载。

四、脚手架设计计算

双排脚手架均按规范搭设，架子稳定性及杆件强度、刚度不需要计算，仅对悬挑架的钢梁和连墙杆进行验算。

水平悬挑梁计算简图

1、悬挑架荷载的取值与组合

（1）计算基数：

步距h=1.5m

立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=0.9m

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）：

钢管自重G1=0.0384kN/m

安全网自重G3=0.06kN/m外立杆至墙距ld=1.25m

施工活荷载qk=2kN/m2内立杆至墙距lc=0.35m

（2）脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、、横向斜撑和扣件）；

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）附表A-1得：

架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1394kN/m

Gk1=1/2laH0gk1=1/2×1.5×1.5×8×0.1394=1.2546kN

（3）剪刀撑自重:

每五个立杆间距一道连续设置

GK2=0.0384×（1.52＋1.52）1/2×2=0.16kN

（4）密目网自重（脚手架外围全封闭）：

GK3=1.5×1.5×8×0.06/1.8×6=0.10kN

（5）竹架板自重（底层、作业层共满铺二层）

GK4外=1/2×1.5×0.9×2×0.14=0.189kN

GK4内=1/2×1.5×0.9×2×0.14＋1.5×0.15×0.35×2=0.3465kN

（6）架面施工荷载（按装修施工二步架同时作业）

QK外=1/2×2×0.9×2×1.5=2.7kN

QK内=1/2×2×0.9×2×1.5＋1.5×0.15×2×2=3.6kN

（7）风荷载：

查表《建筑结构荷载规范》（GBJ9）52.350m高处μz=1.25，μs=1.3，ω0=0.5。

由风荷载产生的弯矩计算水平风荷载标准值

ωk=0.7μz·μs·ω0

ωk=0.7×1.25×1.3×0.5=0.569kN/m2

（8）脚手架立杆轴向力设计值N

外立杆N1=1.2（GK1＋GK2＋GK3＋GK4外）＋1.4QK外

=1.2×（1.2546＋0.16＋0.10＋0.189）＋1.4×2.7

=5.824kN

内立杆N2=1.2（GK1＋GK4内）＋1.4QK内

=1.2×（1.2546＋0.3465）＋1.4×3.6

=6.961kN

2、水平悬挑梁设计

本工程悬挑架采用钢丝绳张拉型钢悬臂式结构，水平悬挑型钢梁采用16号槽钢，长4.2m，在三层楼地面上预埋2根

16的圆钢卡环对槽钢进行固定，受力卡环距外墙边2.6m。

根据《钢结构设计规范》（GB50017—2002）规定进行下列计算与验算：

计算模型：

计算时不考虑槽钢末端斜拉钢丝绳的作用，钢丝绳的承载力作为安全储备。

（1）16号槽钢截面特性：

Wx=108×103mm3,I=886×104mm4,自重q=0.169kN/m，弹性模量E=206×103N/mm2，宽度b=63mm，腰宽δ=6.5mm，高度h=160mm。

（2）最大弯矩Mmax

Mmax=N1×1.4+N2×0.35+q×1.352/2

=5.824×1.25+6.691×0.35+0.169×1.352/2=9.776kN·m

（3）强度验算

σ=Mmax/（γx×Wx）

γx----截面发展系数，对槽钢截面，查表得：

γx=1.05；

Wx----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：

Wx=108×103mm3。

f----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

σ=9.776×106/（1.05×108×103）=86.208N/mm2＜f=215N/mm2

满足要求。

（4）整体稳定验算

根据钢结构设计的规范（GBJ50017-2003）的规定，轧制普通槽钢受弯要考虑整体稳定问题。

按附录B之（B5），本悬臂梁跨长1.25米折算成简支梁，按下列公式计算整体稳定系数ψ：

ψ=1.07-（λy2/44000）·（fy/235）

λy=l0/iy，l0=1250，iy=18.3（回转半径）

ψ≈0.97

则悬挑梁弯曲应力为：

σ=Mmax/（ψ×Wx）

=9.776×106/（0.97×108×103）=93.318N/mm2＜f=215N/mm2

满足要求。

（5）刚度验算

ω=N1l3/3EI+N2a2（3l-a）/6EI

N1、N2----作用于水平悬挑梁上的内、外立杆荷载（kN）；

E----弹性模量，E=206×103N/mm2。

I----钢材的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

ω=（5.824×103×12503）/（3×2.06×105×866×104）+[6.961×103×3502×（3×1250-350）]/（6×2.06×105×866×104）

=2.405mm＜L/250=1250/250=5.0mm，满足要求。

（6）16号槽钢后部锚固钢筋设计

锚固钢筋的承载力验算

锚固选用2根

16圆钢卡环预埋在三层楼地面上，卡环承受的拉力为：

N3=Mmax/2.6=9.776/2.6=3.76kN

16圆钢卡环的抗拉设计值为：

3.14×82×215=43.206kN>3.76kN,满足要求。

由计算结果可知，当挑梁采用16号槽钢时，其强度、挠度、稳定性均符合要求，为安全计本工程另设置钢丝绳拉索，作为安全储备。

3、立杆稳定性计算

（1）无风荷载时，立杆稳定性计算：

N/（∮A）≤f

N——计算立杆最大垂直力设计值，取N=N2=6.961kN；

∮——轴心受压构件的稳定系数，根据长细比λ查（JGJ130—2001）附录C表C取值；

根据第5.3.3条规定：

立杆计算长度l0=kμh=1.155×1.5×150=259.88cm

长细比：

λ=l0/i（钢管回转半径）=259.88/1.58=164.48

查附录C，∮=0.262

A——立杆的截面面积，查本规范附录B表B采用：

A=489mm2

立杆稳定性计算：

N/（∮A）=6961/（0.262×489）=54.33N/mm2

（2）在风荷载作用下，立杆稳定性计算：

N/（∮A）+MW/W≤f

MW——由风荷载设计值产生的弯矩，按本规范（5.3.4）式计算；

W——钢管立杆的截面模量，查附录B表B：

W=5.08cm3；

（3）由风荷载产生的弯矩计算

MW=0.85×1.4×ωklah2/10=0.85×1.4×0.569×1.5×1.52/10

=0.229kN·m

（4）立杆稳定性计算

N/（∮A）+MW/W=6961/（0.262×489）+0.229×106/（5.08×103）

=99.43kN/mm2

结论：

经计算，架体稳定性满足要求。

4、连墙件计算

连墙构造对外脚手架的安全至关重要，必须引起高度重视，确保架体稳固。

连墙拉结采用刚性连接，连墙杆用

48×3.5钢管，水平距离4.5m，竖向距离为3.0米。

作用于脚手架上的水平风荷载标准值：

ωk=0.569kN（同脚手架稳定计算数值）

由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：

N1w=1.4ωkAw=1.4×0.569×3.0×4.5=10.754kN

连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力N0，对双排脚手架取5.0KN

连墙件轴向力设计值Nl=N1w+N0=10.754+5=15.754kN

连墙杆计算长度：

l0=0.9+0.35=1.25m=1250mm

长细比λ=l0/i=1250/15.8=79.1

查表：

轴心受压构件稳定系数∮=0.728

稳定验算N/（∮A）=15.754×103/0.728×2×489=22.13N/mm2

扣件抗滑验算N1

15.754kN<4×8.0=32kN，满足要求（拉结杆件上4个直角扣件）。

连墙设置的注意事项：

①确保杆件的连接可靠，扣件必须拧紧，垫木必须夹持稳固，避免脱出。

②装设连杆时应保持立杆的垂直度要求，避免拉杆时产生变形。

③连墙构造中的连墙杆或拉筋应垂直于墙面设置，并呈水平位置或稍可向脚手架一端倾斜，但不允许向上翘起。

五：

脚手架搭设

工艺流程:

预埋卡环制作安装钢梁安装架体杆件并加固铺底层脚手板铺设作业层脚手板安踢脚板搭设防护栏杆、挂安全网检查验收。

1、按设计要求，在浇筑现浇板砼时预埋

16卡环，安装位置偏差不大于2cm。

2、截4.2m长[16a槽钢，按要求焊接

25钢筋，四周围焊，焊缝高度不小于10mm，加工完后刷防锈漆两道，将加工好的钢梁通过墙体预留洞或在梁板面直接穿进卡环内并用木楔固定牢靠，钢梁悬挑端应高出固定端2～3cm。

3、安装架子立杆及扫地杆，并搭设第一步架的纵横向水平杆，每层架子应边搭设边安装连墙杆和剪刀撑，以防架体变形和倾覆，用于连接的扣件螺栓拧紧扭力矩不小于40N·m。

4、底层脚手板应铺设严密，并平铺一层竹皮板，不得有任何孔洞，作业层应根据施工要求满铺脚手板，脚手板铺设应符合设计和规范要求。

脚手板安装详见附图。

5、安装踢脚板，在作业层搭设防护栏杆，挂设密目网进行防护，作业层密目网内应加挂一层小孔安全网。

6、架子搭设完后，应组织人员进行检查验收，验收合格后方可投入使用。

六、脚手架使用说明

1、脚手架设计时按满铺二层竹架板考虑，使用时架板铺设不得超过二层。

2、施工活荷载按两层同时作用考虑，且每层按3kN／M2计算，施工荷载不得超过设计值。

3、不得在架子上堆放任何材料，模板支撑等严禁与外架连接。

4、塔吊吊运模板、钢筋等材料时，不得碰撞冲击架体，以防损坏架体。

5、未经允许，任何人均不得随意拆除架体杆件、连墙杆件及安全防护设施等。

6、架了使用中应定期进行检查，安排专人维修、保养。

七、脚手架拆除

脚手架拆除应从上向下逐步拆除，拆除顺序与安装顺序相反。

拆除时应注意以下事项。

（1）脚手架拆除时设专人统一指挥，严格按顺序拆除。

（2）连墙杆待其上部杆件拆除完后才能松开拆除。

（3）松开扣件的杆件应随即撤下，不得松落在架上。

（4）拆除长杆件时，应两人协同作业，以避免单人作业时的闪失事故。

（5）拆下的杆配件应吊运，不得向下抛掷。

八、安全文明施工

1、对外架使用的材料应严格检查其质量是否符合设计和规范要求；不合格材料严禁使用。

2、进场材料必须分类堆放整齐，拆除的材料应检查是否损坏并归类堆放到指定地点。

3、脚手架施工前，应对操作人员进行详细的安全技术交底。

4、所有操作人员必须持证上岗，严格按规范、技术交底要求进行施工。

5、进入施工现场的作业人员必须戴好安全帽，高空作业人员必须系好安全带。

6、施工人员及安全员应做好班前检查工作，发现安全隐患应及时排除。

7、操作人员严禁在外架上嬉戏、打闹、追逐，严禁酒后上架操作。

8、所有人员应自觉保护外架的防火、防雷设施，发现损坏或丢失，应及时补救。

9、外架所用的钢化材料必须进行防锈处理，外架外排立杆、纵、横向水平杆均刷成黄色，剪刀撑刷成黄、黑相间的油漆，防护栏杆油漆刷成红白相间的颜色。

九、结束语

秦峰大厦（二期）工程采用挑梁式悬挑脚手架，采用[16a槽钢做挑梁，设置钢丝绳拉索，不设支撑，架体与建筑物的连接完全靠钢管扣件组成的连墙件完成，装饰施工均适用，满足规范及JGJ59-99标准对架体的要求，施工方便，安全可靠，该工地通过了省、市级文明工地验收，同时减少了设施料的投入，取得了良好的社会效益及经济效益。

十、附图

外架悬挑钢梁构造详图

16钢筋卡环预埋详图