滨湖16层悬挑脚手架施工方案.docx

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滨湖16层悬挑脚手架施工方案

滨湖名邸13#、14#楼

悬挑外脚手架施工方案

一、工程概况

滨湖名邸13#、14#楼工程，工程建筑及结构设计相同，均为地下一层，地上二十七层，二层以上为标准层，层高3.0米。

二、脚手架工程设计及搭设参数

滨湖名邸13#、14#楼工程外脚手架采用全封闭悬挑双排外脚手架，计划在二层、八层、十四层、二十层、二十六层平面设工字钢悬挑并钢丝绳斜拉结构，每段悬挑高度为18m。

脚手架钢管选用ф48×3.5；外挑工字钢采用16工字钢，长度为4米；固定工字钢采用在楼面上用两道ф16的预埋U形钢筋对工字钢进行锚固。

悬挑梁上表面加焊钢筋以固定工字钢，每道悬挑梁均加设斜拉钢丝绳。

立杆纵向间距为1.5米，内立杆距外墙0.35m，外立杆距外墙面为1.4米，大横杆间距为1.8米，外排大横杆之间每架体均设置拦腰杆，小横杆长度为1.5米。

脚手架与建筑物的连墙拉结采用刚性连接方式:

用ф48×3.5钢管与预埋在结构梁上的钢管进行拉结，采用菱形设置方式，水平距离6m，竖向为每层（3m）设置。

脚手架外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。

悬挑架高18米,按18米对悬挑架高度计算荷载及对水平悬挑梁进行强度、刚度、稳定性等验算。

三、悬挑架的荷载取值及水平悬挑梁设计

3.1悬挑架荷载的取值与组合

3.1.1计算基数：

计算高度H=18m步距h=1.8m

立杆纵距la=1.5m立杆横距lb=1.05m

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）：

钢管自重G1=0.0384KN/m挡脚板自重G2=0.0132KN/m

安全网自重G3=0.01KN/m外立杆至墙距ld=1.40m

施工活荷载qk=2KN/m2内立杆至墙距lc=0.35m

3.1.2脚手架结构自重（包括立杆、纵、横水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件）；

查《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ30—2001）附表A-1得：

架体每米高度一个立杆纵距的自重gk1=0.1248KN/m

NG1K=H×gk1=18×0.1248=2.2464KN

3.1.3构配件自重（包括脚手板、防护栏杆、挡脚板、密目网等）

⑴外立杆

①竹笆板，按2步设一层计，共9层，单位荷重按0.14kN/m2（按实）计：

NG2K-1=（9×la×lb×0.14）/2×103

=（9×1.05×1.5×0.14）/2×103=992.25N

②栏杆、挡脚板（按9层计，栏杆每步架1根）

NG2K-2=（2×9×la×G1+13×G2）×103

=（2×9×1.5×0.0384+9×0.0132）×103=1155.6N

③安全网

NG2K-3=H×la×G3×103=18×1.5×0.01×103=270N

④合计

NG2K=992.25+1155.6+270=2417.85N

⑵内立杆

①竹笆板

NG2K-1=（9×la×lb×0.14）/2×103+（9×la×lc×0.14）/2×103

=（9×1.05×1.5×0.14+9×0.35×1.5×0.14）/2×103

=1323N

②纵向横杆（搁置悬挑部分的竹笆板用）

NG2K-2=9×la×G1=9×1.5×0.0384×103=518.4N

③合计

NG2K=1323+518.4=1841.4N

3.1.4施工均布活荷载

按规范要求，取最不利情况，按荷载最大的装修脚手架考虑，即同时3层作业层施工：

外立杆NQK外=3×la×lb×qk/2=3×1.5×1.05×2/2=4.725kN

内立杆NQK内=3×la×lb×qk/2+3×la×lc×qk

=4.725+0.3×1.5×2×3=7.425kN

3.1.5垂直荷载组合

⑴外立杆

N1=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK外

=1.2×（2.2464+2.4178）+1.4×4.725=12.212kN

⑵内立杆

N2=1.2×（NG1K+NG2K）+1.4×NQK内

=1.2×（2.2464+1.8414）+1.4×7.425=15.3kN

3.2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工字钢，长4m，外挑1.5m，在悬挑层楼面上预埋两道ф16U形钢筋对工字钢进行锚固。

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：

计算时不考虑工字钢末端斜拉钢丝绳的作用，钢丝绳的承载力作为安全储备。

⑴16工字钢截面特性：

Wx=152.2×103mm3,I=1369.9×104mm4,自重q=0.2299kN/m，弹性模量E=206×103N/mm2，翼缘宽度b=70mm，翼缘平均厚度δ=10.5mm，高度h=160mm。

⑵最大弯矩

Mmax=N1×1.4+N2×0.35+q×1.52/2

=12.212×1.4+15.3×0.35+0.2299×1.52/2=22.71kN·m

⑶强度验算

σ=Mmax/（γx×Wx）

γx----截面发展系数，对[形截面，查表得：

γx=1.05；

Wx----对x轴的净截面抵抗矩，查表得：

Wx=152.2×103mm3。

f----型钢的抗弯强度设计值，Q235钢，取f=215N/mm2。

σ=22.71×106/（1.05×152.2×103）=142.11N/mm2＜f=215N/mm2

∴安全。

⑷整体稳定验算

根据刚结构设计的规范（GBJ17-88）的规定，轧制普通工字钢受弯要考虑整体稳定问题。

按附录一之

（二），本悬臂梁跨长1.4米折算成简支梁，其跨度为2×1.4=2.8米，按下列公式计算整体稳定系数ψ：

ψ=（570bδ/l1h）·235/σs

=[570×70×10.5/（2800×180）]×235/215=0.9086

则悬挑梁弯曲应力为：

σ=Mmax/（Ψ×Wx）

=22.71×106/（0.9086×116.8×103）=214N/mm2＜f=215N/mm2

∴安全。

⑸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=（12.212×103×14003）/（3×2.06×105×1369.9×104）+[15.3×103

×3502×（3×1400-350）]/（6×2.06×105×1369.9×104）

=5.428mm＜L/250=1400/250=5.6mm，满足要求。

⑹16号工字钢后部锚固钢筋设计

①锚固钢筋的承载力验算

锚固选用两道ф16U形圆钢筋在楼面平板上，吊环承受的拉力为：

N3=Mmax/1.3=22.71/1.3=17.47KN

吊环承受的拉应力为：

σ=N/A=17.47×103/（2×0.785×162）=43.47N/mm2＜[σ]=215N/mm2

∴满足要求。

②锚固钢筋的焊缝验算

σ=F/（lW·δ）

F----作用于锚固钢筋上的轴心拉力设计值，F=F3=17297N；

lW----焊缝的计算长度，取lW=160-10=150mm。

δ----焊缝的计算厚度，取16mm。

σ=17.47×103/（150×16）=7.28N/mm2＜[σ]=160N/mm2

∴满足要求。

⑺由计算结果可知，当挑梁采用16号工字钢时，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。

四、立杆稳定性计算

4.1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=15.3kN；

∮——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=1.155×1.5×180=312cm

长细比：

λ=l0/i（钢管回转半径）=312/1.58=197.5，

查附录C，∮=0.185

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）=15300/（0.185×489）=169.13N/mm2

4.2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；

⑴由风荷载产生的弯矩计算

①水平风荷载标准值

ωk=0.7μz·μs·ω0

μz——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》（GBJ9）：

B类地区，脚手架高18m，查表得：

μz=1.495；

μs——脚手架风荷载体型系数，按本规范4.2.4规定采用：

查表得：

敞开式脚手架的挡风面积为1.8×1.5×0.089=0.2403m2

密目网的挡风系数取0.5，则在脚手架外立杆里侧满挂密目网后，

脚手架综合挡风面积为：

（1.8×1.5-0.2403）×0.5+0.2403=1.47015m2

其综合挡风系数为∮=1.47015/（1.8×1.5）=0.5455

查规范表4.2.4，背靠开洞墙、满挂密目网的脚手架风载体型系数

为1.3∮，即：

μs=1.3×0.5455=0.7092；

ω0——基本风压。

根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9）规定：

ω0=0.45。

ωk=0.7×0.45×1.495×0.7092=0.334KN/m

②由风荷载产生的弯矩计算

MW=0.85×1.4×ωklah2/10=0.85×1.4×0.334×1.5×1.82/10

=0.1932KN.m

⑵立杆稳定性计算

N/（∮A）+MW/W=15300/（0.185×489）+0.1932×106/（5.08×103）

=207.16kN/mm2

五、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。

脚手架与建筑物的连墙拉结采用刚性连接方式:

用ф48×3.5钢管与预埋在结构梁上的钢管进行拉结，采用菱形设置方式，水平距离6m，竖向为每层（3m）设置。

5.1作用于脚手架上的水平风荷载标准值：

ωk=0.334KN（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=1.4×0.334×3.6×4.5=7.575KN

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=7.575+5=12.575KN

钢管的承载力：

N=2[fy]s=2×210×3.14×3.252=13.93KN＞N1w=12.575KN

所以连墙件用钢管满足要求。

5.2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。

六、安全措施：

⑴脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步。

⑵每搭完一步脚手架后，应按下表的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。

⑶底座应准确的放在焊在工字钢上的钢筋上。

⑷立杆搭设应符合下列规定：

①相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，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小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

②当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。

③顶层立杆的搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应少于100mm。

立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。

⑸纵向水平杆搭设应符合下列规定：

①纵向水平杆宜设设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。

②纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。

⑹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。

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

脚手架底座立杆内侧应设置180mm高踢脚板，踢脚板材质应用硬质材料制作，严禁使用彩条布。

脚手架每步架体均设置拦腰杆，外排立杆和大横杆表面刷黄色油漆，每隔一组或二组剪刀撑设置一道180mm高踢脚板，固定在立杆内侧，踢脚板表面刷黄黑色警示油漆。

⑺连墙件、剪刀撑、横向支撑的设置符合下列规定：

①本工程外脚手架高度大于50m，连墙件每3m×6m设一根。

②连墙件宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于150mm；连墙件应从第一步纵向水平杆处开始设置；宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直距离不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

连墙件表面应刷红色油漆。

③当脚手架下部暂不能设连墙杆时可搭设抛撑。

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450—600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拆除。

④当脚手架施工操作层高出连墙件二步时，应采取临时稳定措施，直到上一层连墙件搭设完后方可根据情况拆除。

⑤每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在450—600之间；

剪刀撑跨越立杆的最多根数

剪刀撑斜杆与地面的倾角（a）

450

500

600

剪刀撑跨越立杆的最多根数（n）

7

6

5

⑥本工程脚手架高度在24m以上，必须在外侧立面上连续设置剪刀撑，并应由底至顶连续设置。

剪刀撑斜杆与地面的倾角在45-60度之间。

脚手架每组剪刀撑跨越立杆根数不得超过7根（即6跨）。

⑦剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不应小于1m,应采用不少于2个旋转扣件固定。

⑧剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。

⑨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。

本工程架高超过24m，必须设置横向支撑。

⑻扣件安装符合下列规定：

①扣件规格必须与钢管外径相同；

②螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m,且不应大于65N.m；

③在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；

④对接扣件开口应朝上或朝内；

⑤各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

⑼作业层、斜道的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定：

①栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧；

②上栏杆上皮高度应为1.2m；

③挡脚板高度不应小于180mm；

④中栏杆应居中设置。

⑽脚手板的铺设应符合下列规定：

①脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120—150mm;

②竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆铺设，且采用对接平铺四个角应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在小横杆上。

③作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应支承杆可靠地固定，脚手板探头应用直径3.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆件上。

两块脚手板外伸长度的和不应大于300mm；脚手板对接平铺时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。

④在拐脚、斜道平台处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，防止滑动；

⑤自顶层作业层的脚手板往下计，宜每隔12m满铺一层脚手板。

（11）脚手架的避雷措施

本工程属高层建筑，外脚手架必须采取防雷避雷措施。

在建筑物长向的两头的脚手架上各设置一套接闪器，引下线与本工程设计的结构柱钢筋的引下线相连，并与脚手架钢管隔离。

每施工一层向上移动一层，随着施工层向上移动。

（12）脚手架外立面应满挂密目安全网做全封闭，临街面应采取硬质防护立面封闭。

（13）架体内底层、施工层必须采取硬质水平防护，每隔两层且高度不超过10m设水平安全网，操作层下设安全网。

安全网必须兜挂到建筑物结构。

（14）作业层脚手板与建筑物之间的空隙大于150mm时应作全封闭，防止人员和物料下坠。

七、脚手架的拆除

⑴拆除脚手架时，应符合下列规定：

⑵拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；

⑶连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙杆加固；

⑷当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5m）时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；

⑸当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端应采取如下规定设置连墙件和横向斜撑加固：

两端必须设置连墙件，连墙件的垂直距离不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。

横向斜撑在同一节间，由底至顶层呈之字型连续布置，中间每隔6跨设置一道。

⑹卸料时各配件严禁抛掷至地面。

八、安全管理：

⑴搭设脚手架人员必须是经过考核合格的专业架子工，上岗人员必须定期体检，合格者方可上岗。

⑵搭设脚手架人员必须戴安全帽，系安全带，穿防滑鞋。

⑶脚手架的构件质量与搭设质量应按规范进行检查验收，合格后方可准许使用。

⑷作业层上的施工荷载应符合要求，不得超载，不得将模板支架．缆风绳．泵送砼和砂浆的输送泵等固定在脚手架上，严禁悬挂起重设备。

⑸当有六级及六级以上大风和雾雨雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。

雨雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。

⑹脚手架的安全检查与维护应按规范规定进行，安全网应按有关规定搭设或拆除。

⑺在脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件：

①主节点处的纵．横向水平杆，纵横向扫地杆。

②连墙件。

⑻临街搭设脚手架时，外侧应有防止坠物伤人的防护措施。

⑼在脚手架上进行电气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。

⑽拆脚手架时地面应设围护栏和警戒标志，并有专人看守，严禁非操作人员入内。

拉接件设置详图

1.预埋钢管2.直角扣件3.拉结钢管4.钢筋混凝土梁