华夏集团德顺房地产阳光小区高层公寓脚手架方案081223.docx

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华夏集团德顺房地产阳光小区高层公寓脚手架方案081223

一、编制依据：

1、华夏集团.德顺房地产阳光小区施工图纸；

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

3、《施工手册》第四版；

4、品茗施工安全设施计算软件；

5、我公司已积累的类似工程的施工经验及技术资料。

二、工程概况：

1、建筑概况：

华夏集团、德顺房地产阳光小区1#、6#～12#工程位于威海市经济技术开发区海滨路东,上海路南，东面为芙蓉花园小区，西面正在建设的韩国城，南面为杨家滩小学，北面为金海湾小区。

1#、6#～12#住宅楼建筑耐火等级为二级，建筑抗震设防烈度为7度，屋面防水等级为Ⅱ级，建筑物合理使用年限为50年，顶层带有阁楼。

小高层部分1#建筑面积4587.6m2，檐口高度32.25m，建筑高度34.8m，层数11层；6#建筑面积7096.8m2，檐口高度34.35m，建筑高度37.2m，层数12层；7#建筑面积7096.8m2，檐口高度34.35m，建筑高度37.2m，层数12层；8#建筑面积6667.6m2，檐口高度32.05m，建筑高度34.8，层数11层；9#建筑面积3551.2m2，檐口高度32.05m，建筑高度35.2m，层数11层；10#建筑面积5735.3平方米，檐口高度32.05m，建筑高度35.2m，层数11层；11#建筑面积6260.1m2，檐口高度34.35m，建筑高度35.2m，层数12层；12#建筑面积3150.2m2，檐口高度34.35m，建筑高度37.5m，层数12层。

2、结构概况：

1#、6#～12#楼为框架、剪力墙结构，现浇钢筋砼楼板和现浇坡屋面；结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级。

除1#楼基础为独立承台基础外，其他楼基础采用大直径人工挖土灌注桩，桩承台基础；基础持力层为强风化花岗岩，垫层素砼标号为C15，桩身C25、承台、基础梁、桩帽砼标号为C30，框架柱、梁、板、剪力墙砼标号为C30，构造柱及圈梁砼标号为C20，室内外高差1.2m，室外土质为粉质粘土。

三、脚手架布设安排：

设外脚手架均采用扣件式Φ48×3.25钢管双排脚手架。

“一架三用”，既可作为安全防护架，又是结构施工和装修施工期间的操作架。

为保障安全，脚手架需分段搭设，采用外墙落地脚手架。

2-6层均设落地卸料平台，每栋楼设工程斜道一座（至六层楼板，七层以上采用楼层楼梯作为上下通道）。

四、脚手架构架设置

外脚手架统一采用扣件式Φ48×3.25钢管双排架，立杆或纵向水平杆相连（连墙件设置见图后附）；剪刀撑设置：

本工程悬挑脚手架部分满设剪刀撑（落地脚手架部分两剪刀撑间距不大于15m），剪刀撑与地面倾角在45°—60°之间，脚手架外立杆内侧采用绿色密目安全网全封闭。

施工期间，脚手架操作层满铺脚手板，脚手板材质为东北落叶松，宽300mm，厚50mm，长度不小于3m。

采用二步二跨与主体结构形成刚性拉接；每部架体外侧设1.2m护身栏杆。

连墙件设置方式：

遇窗洞口处内外各一道水平钢管夹住墙体（框架柱），与架体立杆采用2根钢管连接；没有窗洞口的地方按要求间距在墙内预埋ф60PVC套管，墙内外各设1根水平钢管，采用1根钢管穿过套管与架体连接。

落地脚手架基础采用素土夯实后沿脚手架做15cm厚1.5m宽C15砼垫层（高出施工场地10cm，垫层外侧砖砌30cm宽排水沟及集水井，排水沟向积水井1%找坡），立杆横距0.9m，立杆纵距1.3m，大横杆步距1.8m，里立杆距外墙面0.45m，外立杆距墙面1.35m，小横杆采用1.5m长钢管，用直角扣件在主节点处与大横杆相连。

小横杆里端悬挑0.3m，距离外墙面0.1m。

本工程1-7层高度20.8m（小于24m）设落地式卸料平台，卸料平台采用Φ48×3.25钢管以扣件连接，卸料平台基础处理同脚手架基础处理，操作平台尺寸3m×3m，立杆间距0.9m×0.9m，横杆间距1.2m，60度满剪剪刀撑，平台次梁间距＜40cm，台面满铺5cm厚脚手板，平台拦腰高度1.2m，分0.6m、0.6m两道扎设；7层以上外墙悬挑脚手架部分采用型钢悬挑卸料平台。

每栋楼设工程斜道一座（2.8m×6m，自室外地坪至六层楼板，七层以上采用楼梯作为工程通道），采用Φ48×3.25钢管以扣件连接，工程通道基础处理同脚手架基础处理，工程通道采用“之”字形，宽度1.4m，坡度1：

3，休息平台1.2m×2.8m，斜道两侧、平台外围和端部设置连墙件于建筑可靠拉结，每两步设水平斜杆并满设剪刀撑；斜道采用木脚手板顺铺，接头采用搭接（下面的板头压住上面的板头，板头的凸棱用三角木填顺），斜道的木脚手板上每30cm设一道20mm×30mm防滑木条，斜道两侧设200mm高木胶板挡脚板；斜道及休息平台设1.2m高防护栏杆，工程通道满挂密目网；工程通道地坪出口处设3m×2m安全通道，顶部用2.5m钢管上下间距600mm与两侧立杆连接并铺设双层脚手板，通道门口悬挂安全警示牌及宣传牌，通道顶部双层脚手板间用800mm宽木胶板封堵并刷红白相间的警戒色。

五、脚手架结构安全验算

一）、落地脚手架计算：

（一）相关参数

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为37米，立杆采用单立管；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.3米，立杆的横距为0.9米，大小横杆的步距为1.8米；

内排架距离墙长度为0.45米；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为4根；

脚手架沿墙纵向长度为50米；

采用的钢管类型为Φ48×3.25；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80；

连墙件采用两步两跨，竖向间距3.6米，水平间距2.6米，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:

3.000kN/m2；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处山东省威海市，基本风压为0.65kN/m2；

风荷载高度变化系数μz为1.92，风荷载体型系数μs为0.65；

脚手架计算中考虑风荷载作用

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m2）:

0.1190；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.350；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.140；

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、木脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m2）:

0.036；

5.地基参数

地基土类型:

粉土；地基承载力标准值（kpa）:

160.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

二、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=0.036kN/m；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×1.3/5=0.091kN/m；

活荷载标准值:

Q=3×1.3/5=0.78kN/m；

荷载的计算值:

q=1.2×0.036+1.2×0.091+1.4×0.78=1.244kN/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=1.244×0.92/8=0.126kN.m；

最大应力计算值σ=Mqmax/W=26.301N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=26.301N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值[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=0.036+0.091+0.78=0.907kN/m；

最大挠度V=5.0×0.907×9004/（384×2.06×105×115000）=0.327mm；

小横杆的最大挠度0.327mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm，满足要求！

三、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=0.036×0.9=0.032kN；

脚手板的荷载标准值:

P2=0.35×0.9×1.3/5=0.082kN；

活荷载标准值:

Q=3×0.9×1.3/5=0.702kN；

荷载的设计值:

P=（1.2×0.032+1.2×0.082+1.4×0.702）/2=0.56kN；

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。

均布荷载最大弯矩计算:

M1max=0.08×0.036×1.3×1.3=0.005kN.m；

M=M1max+M2max=0.005+0=0.005kN.m

最大应力计算值σ=0.005×106/4790=1.013N/mm2；

大横杆的最大应力计算值σ=1.013N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

Vmax=0.677×0.036×13004/（100×2.06×105×115000）=0.029mm；

最大挠度和：

V=Vmax+Vpmax=0.029+0=0.029mm；

大横杆的最大挠度0.029mm小于大横杆的最大容许挠度1300/150=8.7与10mm，满足要求！

四、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，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（规范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；

小横杆的自重标准值:

P1=0.036×0.9×4/2=0.065kN；

大横杆的自重标准值:

P2=0.036×1.3=0.047kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.35×0.9×1.3/2=0.205kN；

活荷载标准值:

Q=3×0.9×1.3/2=1.755kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.065+0.047+0.205）+1.4×1.755=2.836kN；

R<6.40kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

五、脚手架立杆荷载计算:

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（kN），为0.119

NG1=[0.1190+（0.90×4/2）×0.036/1.80]×37.00=5.731；

（2）脚手板的自重标准值（kN/m2）；采用木脚手板，标准值为0.35

NG2=0.35×2×1.3×（0.9+0.3）/2=0.546kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；采用栏杆、木脚手板挡板，标准值为0.14

NG3=0.14×2×1.3/2=0.182kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005

NG4=0.005×1.3×37=0.241kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=6.7kN；

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=3×0.9×1.3×2/2=3.51kN；

风荷载标准值按照以下公式计算

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=0.65kN/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=1.92；

Us--风荷载体型系数：

取值为0.645；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.65×1.92×0.645=0.563kN/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=1.2×6.7+1.4×3.51=12.954kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×6.7+0.85×1.4×3.51=12.217kN；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.850×1.4×0.563×1.3×

1.82/10=0.282kN.m；

六、立杆的稳定性计算:

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=12.954kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度,由公式lo=k×μ×h确定：

l0=3.118m；

长细比Lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比lo/i的计算结果查表得到：

φ=0.188；

立杆净截面面积：

A=4.57cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.79cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=12954/（0.188×457）=150.772N/mm2；

立杆稳定性计算σ=150.772N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/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=12.217kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》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=196；

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=0.188

立杆净截面面积：

A=4.57cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.79cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

σ=12216.66/（0.188×457）+282427.944/4790=201.155N/mm2；

立杆稳定性计算σ=201.155N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

七、最大搭设高度的计算:

按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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=0.969kN；

活荷载标准值：

NQ=3.51kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.119kN/m；

Hs=[0.188×4.57×10-4×205×103-（1.2×0.969

+1.4×3.51）]/（1.2×0.119）=80.788m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=80.788/（1+0.001×80.788）=74.749m；

[H]=74.749和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=50m。

脚手架单立杆搭设高度为37m，小于[H]，满足要求！

按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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=0.969kN；

活荷载标准值：

NQ=3.51kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.119kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.282/（1.4×0.85）=0.237kN.m；

Hs=（0.188×4.57×10-4×205×103-（1.2×0.969+0.85×1.4×（3.51+0.188×4.57×100×0.237/4.79）））/（1.2×0.119）=50.476m；

按《规范》5.3.6条脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H]=50.476/（1+0.001×50.476）=48.05m；

[H]=48.05和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=48.05m。

脚手架单立杆搭设高度为37m，小于[H]，满足要求！

八、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

风荷载标准值Wk=0.563kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积Aw=9.36m2；

按《规范》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=7.384kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=12.384kN；

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l0/i=450/15.9的结果查表得到φ=0.924，l为内排架距离墙的长度；

又：

A=4.57cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.924×4.57×10-4×205×103=86.565kN；

Nl=12.384

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=12.384小于双扣件的抗滑力12.8kN，满足要求！

九、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=160kpa；

其中，地基承载力标准值：

fgk=160kpa；

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=48.867kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=12.217kN；

基础底面面积：

A=0.25m2。

p=48.867≤fg=160kpa。

地基承载力满足要求！

九、8、9、10#楼部分脚手架直接作用于相应楼的网点屋面板上，对该部分进行应力验算：

演算过程中按照脚手架立杆与模板脚手架立杆重叠的情况进行演算，主要考虑模板脚手架的稳定性及地基承载力是否满足要求。

经计算作用于楼板上的脚手架高度16.6m，考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×3.185+0.85×1.4×3.645=8.16kN；

1.模板支架参数

横向间距或排距（m）:

0.90；纵距（m）:

1.35；步距（m）:

1.50；

立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；模板支架搭设高度（m）:

4.00；

采用的钢管（mm）:

Φ48×3.25；

扣件连接方式:

单扣件，取扣件抗滑承载力系数:

0.80；

板底支撑连接方式:

方木支撑；

2.荷载参数

模板与木板自重（kN/m2）:

0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.000；

施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

3.楼板参数

钢筋级别:

三级钢HRB400；楼板混凝土强度等级:

C30；

每平米楼板截面的钢筋面积（mm2）:

360.000；

楼板的计算宽度（m）:

4.00；楼板的计算厚度（mm）:

120.00；

楼板的计算长度（m）:

4.50；施工平均温度（℃）:

15.000；

4.材料参数

面板采用胶合面板，厚度为15mm。

面板弹性模量E（N/mm2）:

9500；面板抗弯强度设计值（N/mm2）:

13；

板底支撑采用方木；

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.400；木方的间隔距离（mm）:

200.000；

木方的截面宽度（mm）:

60.00；木方的截面高度（mm）:

80.00；

钢顶托材料为：

12.6号槽钢；

图2楼板支撑架荷载计算单元

二、模板面板计算:

面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=100×1.52/6=37.5cm3；

I=100×1.53/12=28.125cm4；

模板面板的按照三跨连续梁计算。

面板计算简图

1、荷载计算

（1）静荷载为钢筋混凝土楼板和模板面板的自重（kN/m）：

q1=25×0.12×1+0.35×1=3.35kN/m；

（2）活荷载为施工人员及设备荷载（kN）：

q2=1×1=1kN/m；

2、强度计算

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

其中：

q=1.2×3.35+1.4×1=5.42kN/m

最大弯矩M=0.1×5.42×0.22=0.022kN·m；

面板最大应力计算值σ=21680/37500=0.578N/mm2；

面板的抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

面板的最大应力计算值为0.578N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

3、挠度计算

挠度计算公式为

其中q=3.35kN/m

面板最大挠度计算值v=0.677×3.35×2004/（100×9500×2560000）=0.001mm；

面板最大允许挠度[V]=200/250=0.8mm；

面板的最大挠度计算值0.001mm小于面板的最大允许挠度0.8mm,满足要求!

三、模板支撑方木的计算:

方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=6×8×8/6=64cm3；

I=6×8×8×8/12=256cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25×0.2×0.12=0.6kN