教师公寓楼外架方案.docx

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教师公寓楼外架方案

第一部分脚手架搭设………………………………………………………2

一、工程概况………………………………………………………………2

二、编制依据………………………………………………………………2

三、总体方案………………………………………………………………2

四、落地式双排脚手架施工技术要求……………………………………2

五、悬挑脚手架技术要求…………………………………………………3

六、脚手架搭设构造要求…………………………………………………4

第二部分脚手架计算………………………………………………………6

一、小横杆的计算………………………………………………………6

二、大横杆的计算………………………………………………………7

三、扣件抗滑力的计算…………………………………………………8

四、脚手架立杆荷截计算…………………………………………………9

五、连墙件的稳定性计算………………………………………………10

六、立杆的地基承载力计算……………………………………………11

七、搭设脚手架应注意事项……………………………………………19

八、钢管脚手架拆除……………………………………………………20

九、脚手架检查与验收…………………………………………………20

十、脚手架的安全管理…………………………………………………22

十一、防电避雷、防大风及防火措施…………………………………23

十二、脚手架的维护与文明施工………………………………………23

第三部分施工卸料平台计算……………………………………………24

第一部分脚手架搭设

一、工程概况

XX外国语大学南校区6#、8#教师公寓楼工程位于XX市长安区，剪力墙结构，6#楼局部地下一层，8#楼局部为复式结构，地上十二层，建筑高度40.050米，总建筑面积33081平方米

二、编制依据

1.本工程施工组织设计。

2.建筑施工安全检查标准《JGJ59—99》。

3.建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范《JGJ130--2001》。

4.建筑施工高处作业安全技术规程《JGJ80—91》.

5.建筑地基基础设计规范《GB50007-2002》

三、总体方案

根据本工程平面形状变化及施工现场周边的实际情况，拟采用落地式双排脚手架与工字钢悬挑外脚手架结合的方式来满足工程施工及安全防护的需要。

四、落地式双排脚手架施工技术要求

1.搭设部位：

根据工程实际情况，从地下室施工时搭设落地双排脚手架到五层结构板，总高度不超过18米。

2.搭设参数：

施工外架搭设宽度0.8m，立杆间距1.5m，架体步距1.8m，内排立杆距建筑物墙体0.35m。

地下室架体在基坑支护墙上进行拉结支撑。

出地面架体和建筑物拉结，拉结点间距平行不大于4.5米，垂直不大于3.6米。

架体基础底部应夯实整平，垫放枕木。

架子的搭设严格按照脚手架构造要求进行。

如图：

五、悬挑脚手架技术要求

1.搭设部位：

本工程悬挑式脚手架采用分段搭设，第一段从五层搭设到八层，第二段从九层搭设到屋面层，每段脚手架架体搭设高度为11.60m。

2.搭设参数：

架体宽度0.8m，立杆间距1.5m，架体步距1.8m，内排立杆距建筑物墙体0.35m。

架体在剪力墙上通过预留洞与建筑物拉结，垂直间距不大于3.6米，水平间距不大于3米。

架子的搭设严格按照脚手架构造要求进行。

在五层、九层楼面上安装16a号工字钢挑梁，根据工程实际形状，外挑阳台部位选用6.0米长工字钢，其余部位选用4.5米、3.0米长工字钢，工字钢挑梁穿过剪力墙部位，在剪力墙根部预留方洞。

在摆放工字钢梁的部位，距钢梁的里端500mm埋设一道￠16钢筋锚环，另一个锚环位距里端锚环1.0米处设置，锚环做成钢筋马蹬形式，宽度150mm，高度300mm，马蹬支腿长度150mm，与楼板钢筋底筋焊接牢固，钢筋拉环内径应高出楼板面180-200mm，以便穿工字钢悬挑梁。

由于阳台部位不能做为受力点，所以工字钢安放后在靠近阳台的内侧处（悬挑部分向内200㎜处）设置木垫板，采用30㎜厚木板，将工字钢外挑部分垫起，不使阳台受力。

悬挑脚手架的悬挑构件均采用16a号工字钢，工字钢梁穿过楼面上钢筋拉环用木楔卡死，并用栓销卡牢.在工字钢梁顶部按架体宽度竖直焊两根螺纹25钢筋，长100mm，以便立杆稳定的搁置于工字钢梁上，防止立杆滑脱。

则工字钢用钢丝绳斜拉，钢丝绳穿过剪力墙上的预留孔进行拉结。

悬挑式脚手架与主体结构连接，采用钢管连接。

用￠48钢管穿过剪力墙上预留的孔洞，另一端￠48钢管与架体用扣件连接，并连结在外架立杆节点附近位置。

在进行装饰工程施工时，随着工程进度由上而下拆除施工外脚手架。

拆除外脚手架时，应随时将墙体予留洞或予埋穿墙套管洞封堵严密，以防外墙渗水。

如图：

六、脚手架搭设构造要求

1、纵向水平杆的构造应符合下列规定：

纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨，纵向水平杆接长采用对接扣件连接。

2、横向水平杆的构造应符合下列规定：

（l）、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。

（2）、作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；

3、脚手板的设置应符合下列规定：

（1）、脚手板选用毛竹片时，应铺二层、铺稳，四角用铁丝绑扎，则离开墙面120～150mm；

（2）、木脚手板应设置在三根横向水平杆上。

当脚手板长度小于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。

脚手板的铺设采用对接平铺。

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。

（4）、作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。

4、立杆

（1）、对于落地式脚手架每根立杆底部应设置50㎜厚2块木垫板。

（2）、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。

（3）、脚手架底层步距不应大于2m。

（4）、立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置间距应符合规范要求。

（5）、立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。

对接、搭接应符合下列规定：

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500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；

（6）、立杆顶端宜高出女儿墙上皮1.0m，高出檐口上皮1.5m。

5、连墙杆

（1）、连墙杆的数量设置，竖向间距不得大于3倍步距，水平间距不得大于3倍纵距，每根连墙杆覆盖面积不得大于30m2。

（2）、连墙件的布置应符合下列规定：

①宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；

②应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其它可靠措施固定；

③优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；

（3）、连墙件的构造应符合下列规定：

连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用上斜连接。

（4）、当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑。

抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45°～60°之间；连接点中心至主节点的距离不应大于300mm。

抛撑应在连墙件搭设后方可拆除。

6、剪刀撑与横向斜撑

（1）、双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑。

（2）、剪刀撑的设置应符合下列规定：

①每道剪刀撑跨越立杆的根数按7根确定。

每道剪刀撑宽度不应小于4跨，斜杆与地面的倾角宜在45°~60°之间；

②本工程悬挑脚手架外立面按以上要求满设剪刀撑。

③剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不应小于1.0m，应采用不少于两个旋转扣件固定，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节点的距离不宜大于150mm。

第二部分脚手架计算

本工程五层以下采用落地式双排外架，立杆横距为0.8m，纵距为1.5m，架体步距为1.8m，架体总体高度为18m，并按落地式双立杆要求搭设，架体的强度刚度稳定性，需要进行验算。

一、小横杆的计算

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=0.3×1.5/3=0.15kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×1.5/3=1kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.038+1.2×0.15+1.4×1=1.626kN/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:

Mqmax=ql2/8

最大弯矩Mqmax=1.626×0.82/8=0.13kN·m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=25.608N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=25.608N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/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+0.15+1=1.188kN/m；

νqmax=5ql4/384EI

最大挠度ν=5.0×1.188×8004/（384×2.06×105×121900）=0.252mm；

小横杆的最大挠度0.252mm小于小横杆的最大容许挠度800/150=5.333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，大横杆在小横杆的上面。

1、荷载值计算

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.8=0.031kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.3×0.8×1.5/3=0.12kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.8×1.5/3=0.8kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.031+1.2×0.12+1.4×0.8）/2=0.65kN；

大横杆计算简图

2、强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

Mmax=0.08ql2

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.038×1.5×1.5=0.007kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=0.267Pl

集中荷载最大弯矩计算:

M2max=0.267×0.65×1.5=0.26kN·m；

M=M1max+M2max=0.007+0.26=0.267kN·m

最大应力计算值σ=0.267×106/5080=52.64N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力计算值σ=52.64N/mm2小于大横杆的抗弯强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3、挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计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:

νmax=0.677ql4/100EI

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

νmax=0.677×0.038×15004/（100×2.06×105×121900）=0.052mm；

集中荷载最大挠度计算公式如下:

νpmax=1.883Pl3/100EI

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

小横杆传递荷载P=（0.031+0.12+0.8）/2=0.475kN

ν=1.883×0.475×15003/（100×2.06×105×121900）=1.203mm；

最大挠度和：

ν=νmax+νpmax=0.052+1.203=1.255mm；

大横杆的最大挠度1.255mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150=10与10mm，满足要求！

三、扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8.00kN。

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（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取8.00kN；

R--纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

小横杆的自重标准值:

P1=0.038×0.8×2/2=0.031kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.038×1.5=0.058kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×0.8×1.5/2=0.18kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.8×1.5/2=1.2kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.031+0.058+0.18）+1.4×1.2=2.002kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！

四、脚手架立杆荷载计算

1、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：

D表示单立杆部分，S表示双立杆部分。

（1）每米立杆承受的结构自重标准值，为0.1248kN/m

NGD1=[0.1248+（0.80×2/2）×0.038/1.80]×（24.00-24.00）=0.000kN；

NGS1=[0.1248+0.038+（0.80×2/2）×0.038/1.80]×24.00=4.326kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NGD2=0.3×0×1.5×（0.8+0.3）/2=0kN；

NGS2=0.3×（13-0）×1.5×（0.8+0.3）/2=3.364kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹夹板挡板，标准值为0.14kN/m

NGD3=0.14×0×1.5/2=0kN；

NGS3=0.14×（13-0）×1.5/2=1.365kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NGD4=0.005×1.5×（24-24）=0kN；

NGS4=0.005×1.5×24=0.18kN；

经计算得到，静荷载标准值

NGD=NGD1+NGD2+NGD3+NGD4=0kN；

NGS=NGS1+NGS2+NGS3+NGS4=9.235kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

Nd=1.2NGD+0.85×1.4NQ=1.2×0+0.85×1.4×2.4=2.856kN；

Ns=1.2NGS+0.85×1.4NQ=1.2×9.235+0.85×1.4×2.4=13.938kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'd=1.2NGD+1.4NQ=1.2×0+1.4×2.4=3.36kN；

N's=1.2NGS+1.4NQ=1.2×9.235+1.4×2.4=14.442kN；

2、架体底部立杆稳定性计算。

考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=[1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ]/2=6.969kN；

不考虑风荷载时,双立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=[1.2×（NGD+NGS）+1.4×NQ]/2=7.221kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=197；

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]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=6969.09/（0.186×489）+20515.247/5080=80.661N/mm2；

立杆稳定性计算σ=80.661N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=7221.09/（0.186×489）=79.393N/mm2；

立杆稳定性计算σ=79.393N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

五、连墙件的稳定性计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.35，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.35=0.048kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=16.2m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力（kN）,N0=5.000kN；

风荷载产生的连墙件轴向力设计值（kN），按照下式计算：

Nlw=1.4×Wk×Aw=1kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=6kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ·A·[f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=350/15.8的结果查表得到φ=0.941，l为内排架距离墙的长度；

A=4.89cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.941×4.89×10-4×205×103=94.331kN；

Nl=6

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=6小于双扣件的抗滑力16kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

六、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求

p≤fg

地基承载力设计值:

fg=fgk×kc=120kPa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=120kPa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=71.841kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=1.2×（NGD+NGS）+0.85×1.4×NQ=1.2×（0+9.594）+0.85×1.4×2.4=14.368kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=71.841kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

五层以上采用工字钢悬挑式脚手架，每段架体高度为11.60米，现仅对连墙杆、立杆的稳定性、架体悬挑构件的强度、稳定性进行验算。

1、脚手架立杆荷载的计算

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，为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+（0.80×2/2）×0.038/1.80]×11.60=1.646kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹笆片脚手板，标准值为0.3kN/m2

NG2=0.3×4×1.5×（0.8+0.3）/2=1.035kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用木脚手板挡板，标准值为0.14kN/m

NG3=0.14×4×1.5/2=0.42kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×11.60=0.087kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=3.188kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，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=2×0.8×1.5×2/2=2.4kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.188+0.85×1.4×2.4=6.682kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.188+1.4×2.4=7.186kN；

2、立杆的稳定性计算

风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7μz·μs·ω0

其中ω0--基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

ω0=0.35kN/m2；

μz--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：

μz=0.74；

μs--风荷载体型系数：

取值为0.214；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.35×0.74×0.214=0.039kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.039×1.5×1.82/10=0.022kN·m；

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）+MW/W≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=7.246kN；

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

σ=N/（φA）≤[f]

立杆的轴心压力设计值：

N=N'=7.75kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.58cm；

计算长度附加系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式l0=kuh确定：

l0=3.118m；

长细比:

L0/i=197；

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]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=7245.79/（0.186×489）+22438.551/5080=84.081N/mm2；

立杆稳定性计算σ=84.081N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

不考虑风荷载时

σ=7749.79/（0.186×489）=85.206N/mm2；

立杆稳定性计算σ=85.206N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

3、连墙件的计算

连墙件的轴向力设计值应按照下式计算：

Nl=Nlw+N0

连墙件风荷载标准值按脚手架顶部高度计算μz＝0.92，μs＝0.214，ω0＝0.35，

Wk=0.7μz·μs·ω0=0.7×0.92×0.214×0.35=0.048kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=10.8m2；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范