湖南框剪结构高层住宅小区悬挑式脚手架施工方案工字钢悬挑脚手架附示意图计算书大学论文.docx

湖南框剪结构高层住宅小区悬挑式脚手架施工方案工字钢悬挑脚手架附示意图计算书大学论文.docx

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湖南框剪结构高层住宅小区悬挑式脚手架施工方案工字钢悬挑脚手架附示意图计算书大学论文

悬挑式脚手架

施工方案

编制：

审核：

编制单位：

xxxxx建筑集团有限公司

xxxxxx项目经理部

编制时间：

年月日

1、编制依据

1.1、施工图纸

图纸名称

高层住宅

图纸编号

设计单位

星湖湾高层住宅小区二期一标段施工图纸

`1#楼结施、建施

中机国际工程设计研究院有限公司

9#楼结施、建施

10#楼结施、建施

1.2、主要规范、规程

序号

区域

规范、规程名称

规范规程编号

01

国家

建筑工程施工质量验收统一标准

GB50300-2013

02

行业

建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范

JGJ130-2011

03

行业

建筑施工安全检查标准

JGJ59-2011

04

国家

建筑结构荷载规范

GB5009-2012

05

行业

建筑施工高处作业安全技术规范

JGJ80-91

06

行业

建筑施工手册（第四版）缩印本

07

地方

建设工程施工技术规程

DBJ-01-80-2003

08

国家

钢结构工程施工质量验收规范

GB50205-2001

09

国家

钢结构设计规范

GB50017-2003

……

……

……

……

1.3、参考资料

序号

参考资料

提供单位

01

【星湖湾二期一标段项目】施工组织设计

2、工程概况

工程名称

星湖湾高层住宅小区二期一标段

工程地址

长沙县星沙东八线以东、开元路以北

建设单位

湖南京宁置业有限公司

勘察单位

湖南省勘查设计研究院

设计单位

中机国际工程设计研究院有限公司

监理单位

中国水利水电建设工程咨询中南有限公司

安全监督部门

长沙县建筑工程安全监察站

总包单位

中电建建筑集团有限公司

基地总建筑面积54984平方米,整体地形较为平坦。

周边道路中已建成，开发条件较好。

本工程建筑物室内地面标高±0.000相当于绝对标高53.60m。

质量标准：

符合国家现行《建筑工程施工质量验收统一标准》。

施工范围：

星湖湾高层住宅小区二期一标段工程1#、9#、10#栋及部分地下室，包括土建、装饰、水电及附属工程施工等；

结构形式为框架剪力墙结构，抗震设防列度为6度。

1#楼

地上29层，地下1层

建筑物

总高

87.850米

9#楼

地上30层，地下1层

90.350米

10#楼

地上33层，地下1层

99.450米

3、悬挑外架施工部署

3.1安全防护领导小组

项目经理部成立以项目经理为组长的安全防护领导小组，其机构组成、人员编制及责任分工如下表1：

安全防护领导小组

领导小组

姓名

项目岗位

职责

组长

王xx

项目经理

负责协调工作

副组长

李xx

技术经理

技术总指导及脚手架技术交底、技术复核

成员

孟xx

1#栋施工员

现场施工指导、交底、质量整改

张xx

9#栋施工员

现场施工指导、交底、质量整改

姜xx

10#栋施工员

现场施工指导、交底、质量整改

朱xx

安全员

安全隐患检查

日常巡查

李xx

安全员

安全隐患检查

张xx

安全员

安全隐患检查

3.2、方案总体思路

因住宅楼主体结构简单，附属部分及屋面花架等结构复杂、施工操作难度较大，对班组的施工工艺及操作水平提出了更高的要求。

根据该工程的特点，本工程为住宅类型，住宅类型含地下室。

1#栋4层以下选用落地式脚手架，3层顶板开始悬挑，每次悬挑六层，高度为17.4米，根据住宅楼外立面图，根据悬挑位置不同，所选用的工字钢长度不同，悬挑工字钢长度主要采用3m、3.5m、4m、6m。

局部阳台位置：

按阳台部位属悬挑端考虑。

为便于施工需要，在架体顶部设置一道1.4m高的防护栏杆。

悬挑次数详下表。

9#栋3层以下选用落地式脚手架，2层顶板开始悬挑，每次悬挑六层，悬挑高度为17.4米。

根据住宅楼外立面图，根据悬挑位置不同，所选用的工字钢长度不同，悬挑工字钢长度主要采用3m、3.5m、4m、6m。

局部阳台位置：

按阳台部位属悬挑端考虑。

为便于施工需要，在架体顶部设置一道1.4m高的防护栏杆。

悬挑次数详下表。

10#栋4层以下选用落地式脚手架，3层顶板开始悬挑，每次悬挑六层，高度为17.4米，根据住宅楼外立面图，根据悬挑位置不同，所选用的工字钢长度不同，悬挑工字钢长度主要采用3m、3.5m、4m、6m。

局部阳台位置：

按阳台部位属悬挑端考虑。

为便于施工需要，在架体顶部设置一道1.4m高的防护栏杆。

悬挑次数详下表。

各栋号悬挑外架搭设方案

栋号

楼层

脚手架设置形式

脚手架搭设高度

建筑总高度

1#

4F～9F

悬挑

17.4m

87.85m

10F～15F

悬挑

17.4m

16F～21F

悬挑

17.4m

22F～27F

悬挑

17.4m

28F～屋面

悬挑

5.8m

9#

3F～8F

悬挑

17.4m

90.35m

9F～14F

悬挑

17.4m

15F～20F

悬挑

17.4m

21F～25F

悬挑

14.5m

26F～屋面

悬挑

14.5m

10#

4F～9F

悬挑

17.4m

99.45m

10F～15F

悬挑

17.4m

16F～21F

悬挑

17.4m

22F～27F

悬挑

17.4m

28F～屋面

悬挑

17.4m

3.3、管理组织计划

本工程采用项目经理负责制管理，由项目部直接管理，项目经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：

4、脚手架材料的选择

本工程采用双排悬挑脚手架，根据市场供应情况选择各种材料及材料质量要求如下：

（1）工字钢：

型钢宜采用Q235钢、16Mnq钢、15MnVq钢或15Mvq钢等，其材质应分别符合现行标准《碳素结构钢》（GB700-88）中Q235-A级钢、《低合金结构钢技术条件》（GB1591）、《桥梁碳素钢及普通低合金钢板技术条件》（YB168）的规定。

（2）钢管：

钢管外径48mm、壁厚3.5mm；其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》

（GB/T700）中的规定。

钢管上严禁打孔，作为脚手架杆件使用的钢管必须进行防锈处理：

即对购进的钢管先行除锈，然后内壁擦涂两道防锈漆，外壁涂防锈漆一道和面漆两道。

（3）钢丝绳：

选用直径为φ15.5mm钢丝绳、钢丝绳夹等的质量均应满足GB6946-86的规定。

（4）扣件：

直角扣件，对接扣件，旋转扣件。

扣件材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）。

扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。

扣件活动部位应能灵活转动，扣件表面应进行防锈处理。

（5）脚手板：

竹笆棚板和木脚手板。

竹笆棚板采用当地建委推广使用的楠竹制作的竹笆棚板，整齐完好， 不准使用枯脆、单径、破损、散边的竹片。

木脚手板材质应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GBJ5）中Ц级材质规定，厚度不应小于50mm，宽度不应小于20cm／块， 禁止使用腐朽、有裂纹的脚手板。

（6）安全网：

水平网和密目网。

符合国家要求的规定,具有合格的出厂证明文件。

（7）焊条：

采用E43型焊条，直径Q3.2-4.0mm 。

5、脚手架设计及施工

5.1、悬挑钢结构

采用16#工字钢作悬挑脚手架的受力基础，外挑长度1.2米，局部存在悬挑阳台的部位外挑杆件的长度根据阳台宽度适当加长。

楼体内设双锚环作工字钢反作用点，并作钢丝绳斜拉卸荷。

悬挑脚手架采用双排单立杆式脚手架，沿建筑物外轮廓线布置一圈，纵向跨距1.5m

（根据建筑物轮廓局部调整），步距1.8米，中间设置一道水平杆，实际一步一跨尺寸为0.9mX1.5m。

水平间距0.8米，内立杆距墙0.30米。

安全网：

采用密目式安全网，网目应满足2000目／100cm2。

脚手架的大横杆在人货电梯进料平台处断开并重复搭接，便于外架拆除。

5.2、外挑基础设计

外挑脚手架采用16#工字钢做为受力基础，根据图纸及现场情况，预先在工字钢上焊接钢筋，立杆插入钢筋以保证立杆不发生位移。

同时在工字钢及角钢外端头下方焊接钢筋做为固定钢丝绳环抱用。

具体见下图：

阳台处严禁摆放外架悬挑工字钢。

工字钢锚固点以框梁为基础，在工字钢下垫木枋，保证受力点不在阳台处。

但阳台处摆放卸料平台工字钢，悬挑砼结构拆模时间必须达到结构设计强度100%。

5.3、扫地杆

扫地杆距底座上皮200mm，纵横向布置。

纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮200mm处的立杆上。

横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

当立杆基础不在同一高度上时，必须将高出的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不高于1m。

5.4、大横杆

大横杆要求设置在立杆内侧，长度不小于三跨，接长宜使用对接，对接扣件应交错布置，两根相邻大横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节点的距离不宜大于纵距的1/3。

接长如采用搭接，搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定。

大横杆应采用直角扣件固定在小横杆上，并应等间距设置，间距不应大于400mm。

使用的木脚手板、挡脚板，大横杆应作为小横杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

挡脚板：

在每一楼层外脚手架施工时起围护使用，因在外墙装修时交叉作业过多，为避免在作业层施工时高空坠物，导致下部作业层物体或人员受到撞击、伤害；其挡脚板斜置于作业层两侧，高约20cm，当该作业面施工完毕之后，该挡脚板随作业施工区域随拆随铺设。

竹芭棚板：

在每一楼层外脚手架施工时起顶棚遮挡使用，因在外墙装修时交叉作业过多，为避免在作业层施工时高空坠物，导致下部作业层物体或人员受到撞击、伤害；其棚板放置于作业层上一层及下一层，将施工区域全部遮挡隔开；其遮挡时必须全部封闭，无任何间隙，且该棚板刚性强度必须满足其遮挡要求，当该作业面施工完毕之后，该棚板随作业施工区域随拆随铺设。

5.5、小横杆

作业层上非主节点处的小横杆，宜根据支撑脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2。

小横杆两端均应采用直角扣件固定在大横杆上。

小横杆两端均应采用直角扣件固定在大横杆上。

靠墙一端离外墙装饰面距离不大100mm。

5.6、立杆

外脚手架内立杆距外墙边300mm。

相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，外脚手架下端第一根立杆交错用6m杆和4m杆相互错开。

5.7、剪刀撑与横向斜撑

剪刀撑沿脚手架两端和转角处起，每5根立杆（约6m）设一道，沿架高连续布置。

斜杆与地面的倾角在

之间；斜杆接长采用搭接，搭接长度不小于1m，采用不少于三个旋转扣件固定。

剪刀撑的斜杆两端用旋转扣件与脚手架立杆或大横杆扣紧。

在其中间加设2-4个扣结点。

旋转扣件中心线至主节点距离不大于150mm；各底层斜杆下端均必须支撑在垫块或垫板上。

同一节间由底至顶层呈之字型连续布置横向斜撑。

除拐角设横向斜撑外，中间每隔6跨设一道

剪刀撑布置图与搭接图

5.8、连墙件

为了便于施工，本工程采用刚性连墙件，连墙件水平方向沿每根框架柱设置，高度方向每隔一层设置。

立杆安装时，宜尽量选择靠近框架柱的位置，偏离距离不大于300mm。

连墙杆内外两个受力方向均应采用不少于两个直角扣件固定。

连墙杆应水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不能采用上斜连接。

外脚手架与框架梁连接，采用在梁内预埋Φ48钢管或直径20mm以上的三级钢筋，伸入梁内300mm，露出200mm，沿外框架梁间隔4.5m设置一道（确保连墙件在2步3跨内）。

在搭设脚手架时连墙件应与其他杆件同步搭设，在拆除时，应在其它杆件拆到连墙件高度时最后拆除连墙件，最后一道连墙件拆除前。

先设置抛撑再拆连墙杆，以确保稳定性。

外脚手架与墙连接示意图

5.9、护挡和脚手板

护挡和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧，挡脚板高度取200mm，中栏杆居中设置。

首层防护采用木质脚手板满铺，作业层上、下步架均应满铺木质脚手板。

脚手板设置在三根小横杆上。

当脚手板长度小于2m，可采用二根小横杆支承，但应将脚手板二端与其可靠固定，严禁倾翻。

严禁出现伸出小横杆以外大于20cm的探头板。

脚手架非作业层每两步架架高且不超过10米，采用竹笆板铺设满铺作水平防护进行隔离。

竹笆脚手板应按其主竹筋垂直大横杆方向铺设；采用平铺相接，接头处脚手板端部应设小横杆，外伸长度不得超过130~150mm。

竹笆板两端应与水平杆绑扎牢固。

脚手板两侧采用铁丝与水平杆绑扎牢固，间距不大于500mm，且铁丝接头一律朝外向下。

非作业层因采用竹笆板作脚手板，大横杆宜置于横向水平钢管之上，且大横杆的间距应小于跨距的一半，竹笆板铺于大横杆之上。

5.10脚手架斜道做法

脚手架斜道设置图：

斜道搭设示意图

脚手架斜道构造图

5.11、卸料平台

（1）本工程在主体结构施工期间，卸料平台按照公司标准要求，由项目部提出卸料平台数量要求计划，由公司统一制作，卸料平台堆物面积为2.5*3.0m,卸料平台宽2.5m，采用18槽钢作为主梁，次梁采用14号槽钢，次梁间距0.8m，主梁锚入楼板1.5m，外挑4.5m，外设两道直径18.5mm钢丝绳，外侧钢筋丝锚环埋设在上上层，及距平台锚固点上6米，内侧钢丝绳锚环埋设在上层，距平台锚固点上方3米，锚环采用一级圆钢直径20mm。

平台加工必须由专业持证焊工进行加工制作，经检验合格后方可使用。

平台安装时，采用塔吊配合安装，并注意平台安放的平整度，验收合格后挂好限载标牌，方可投入使用。

卸料平台的位置详见附件图。

计算书详见后附件一

卸料平台布置示意图

（2）操作平台安全要求

1.卸料平台的上部拉结点，必须设于建筑物上，不得设置在脚手架等施工设备上；

2.卸料平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，建筑物锐角口围系钢丝绳处应加补软垫物，平台外口应略高于内口；

3.卸料平台左右两侧必须装置固定的防护栏；

4.卸料平台吊装，需要横梁支撑点电焊固定，接好钢丝绳，经过检验后才能松卸起重吊钩；

5.卸料平台使用时，应有专人负责检查，发现钢丝绳有锈蚀损坏应及时调换，焊缝脱焊应及时修复；

6.操作平台上应显著标明容许荷载，人员和物料总重量严禁超过设计容许荷载，配专人监督。

6、计算

在此仅作外挑脚手架工字钢悬挑受力计算。

脚手架的整体验算、小横杆验算、大横杆验算、扣架抗滑移验算、立杆稳定性、连墙件的计算等参照落地式脚手架方案里的计算。

6.1、参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为17.4m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为0.8m，立杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.30m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根；

采用的钢管类型为Φ48×3.5

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取两步三跨，竖向间距3.6m，水平间距4.5m，采用扣件连接；

连墙件连接方式为双扣件；

2.活荷载参数

施工均布荷载（kN/m2）:

2.000；脚手架用途:

装修脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处湖南长沙市，基本风压0.35kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取1.27，计算立杆稳定性时取1.11，风荷载体型系数μs为0.871；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重荷载标准值（kN/m）:

0.1248；

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；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

6层；

脚手板类别:

竹串片脚手板；栏杆挡板类别:

竹串片脚手板挡板；

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1.20m，建筑物内锚固段长度1.5m。

锚固压点压环钢筋直径（mm）:

18.00；

楼板混凝土标号:

C35、C30、C25；

6.拉绳与支杆参数

钢丝绳安全系数为:

6.000；

钢丝绳与墙距离为（m）:

3.00；

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1.15m。

6.2、大横杆的计算

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）第5.2.4条规定，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。

将大横杆上面的脚手板自重和施工活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

1.均布荷载值计算

大横杆的自重标准值:

P1=0.038kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.35×0.8/（2+1）=0.105kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×0.8/（2+1）=0.6kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.031+1.2×0.105=0.163kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.6=0.84kN/m；

图1大横杆设计荷载组合简图（跨中最大弯矩和跨中最大挠度）

图2大横杆设计荷载组合简图（支座最大弯矩）

2.强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图1、图2组合。

跨中最大弯距计算公式如下:

M1max=0.08q1l2+0.10q2l2

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.163×1.52+0.10×0.84×1.52=0.218kN·m；

支座最大弯距计算公式如下:

M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2

支座最大弯距为M2max=-0.10×0.163×1.52-0.117×0.84×1.52=-0.258kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.218×106,0.258×106）/4250=60.706N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=60.706N/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

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

νmax=（0.677q1l4+0.990q2l4）/100EI

其中：

静荷载标准值:

q1=P1+P2=0.031+0.105=0.136kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.6kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677×0.136×15004/（100×2.06×105×101900）+0.990×0.6×15004/（100×2.06×105×101900）=1.655mm；

大横杆的最大挠度1.655mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

6.3、小横杆的计算

根据JGJ130-2011第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。

用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.荷载值计算

大横杆的自重标准值：

p1=0.038×1.5=0.047kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.35×0.8×1.5/（2+1）=0.158kN；

活荷载标准值：

Q=2×0.9×1.5/（2+1）=0.900kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.047+0.158）+1.4×0.9=1.505kN；

小横杆计算简图

2.强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和；

均布荷载最大弯矩计算公式如下:

Mqmax=ql2/8

Mqmax=1.2×0.031×0.92/8=0.004kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/3

Mpmax=1.505×0.9/3=0.452kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.455kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.455×106/4250=107.139N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=107.139N/mm2小于小横杆的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

3.挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和；

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下:

νqmax=5ql4/384EI

νqmax=5×0.031×9004/（384×2.06×105×101900）=0.013mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.047+0.158+0.9=1.104kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

νpmax=Pl（3l2-4l2/9）/72EI

νpmax=1104.3×900×（3×9002-4×9002/9）/（72×2.06×105×101900）=1.361mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.013+1.361=1.374mm；

小横杆的最大挠度为1.374mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm,满足要求！

6.4、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；

大横杆的自重标准值:

P1=0.031×1.5×2/2=0.047kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.031×0.9/2=0.014kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.35×0.9×1.5/2=0.236kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.9×1.5/2=1.35kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.047+0.014+0.236）+1.4×1.35=2.247kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

6.5、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+（1.50×2/2）×0.031/1.80]×17.40=2.624kN；

（2）脚手板的自重标准值；采用竹串片脚手板，标准值为0.35kN/m2

NG2=0.35×4×1.5×（0.9+0.3）/2=1.312kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹串片脚手板挡板，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=0.005×1.5×17.4=0.131kN；

经计算得到，静荷载标准值