海洋研究所楼外墙改造工程脚手架方案.docx

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海洋研究所楼外墙改造工程脚手架方案

一、工程概况

本工程为国家海洋局第二海洋研究所8#楼外墙改造工程。

由武林建筑工程有限公司设计，施工。

本工程共七层，装饰工程完成面最高点26.31m，建筑面积平米，位于。

二、材料及质量标准

1、扣件式钢管脚手架选用外径48mm，壁厚3.5mm钢管，其表面平整光滑，无锈蚀裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，搭投前应进行保养、除锈，并统一涂色。

2、扣件式钢管脚手架使用的扣件必须符合建设部《钢管脚手架扣件标准》的要求，规格与钢管尺寸匹配，采用材质为可煅铸铁，表面不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等铸造的缺陷；扣件的螺栓不得滑丝，与钢管的贴合面应确保与钢管紧密接触良好；扣件表面应除锈处理，活动部位应灵活转动，旋转扣件的两个面间隙应小于1mm。

3、安全网必须采用建设主管部门认证的合格的密目式安全网封闭，且必须满足2300目/100cm2、6×1.8m2单张网重量必须在3kg以上,安全网须有产品生产许可证和合格证。

三、脚手架搭设方案及计算

架体在西立面及南、北立面局部最高点26.21m，其余部分均在25m以下，六层5~11轴局部需外挑。

本工程采用单立杆落地架，六层局部采用悬挑架；西立面及南、北立面局部超出25m部分（约1.2m）采用密目安全网外立杆单排钢管围挡，（注：

围挡部分架体不例入本方案计算书内，在施工需要时方能临时搭设且在架体无人作业楼层卸去同等重量荷载）本方案按25m计算。

立杆纵距la=1.5m,横距lb=1.05m,步距h=1.8m，离墙距离南北立面0.5m，东西立面0.35m，两步三跨连墙刚性拉结，立杆底部垫0.4×0.5木板；架体在六层局部采用悬挑架，高度6m。

1.落地架搭设计算书详见附件一：

落地式钢管扣件脚手架计算书

2.挑架搭设计算书详见附件二：

悬挑式钢管扣件脚手架计算书

3.施工要点

挑架搭设要求同落地式脚手架施工要求。

注意挑悬与落地脚手架之间必须断开不得相互连接在一起，槽钢横梁必须与主体结构的预埋件扣牢,在槽钢横梁边支座处梁下（钢筋砼结构板面）预埋两根Ф20长300短筋,以便提高局部砼的承受能力，在四周转角处及其它薄弱环节处，设置Ф48×3.5钢管斜撑杆，同时按两步三跨设置脚手架与主体结构刚性拉结，脚手架外侧由脚手架端头开始按水平距离6m设置一组剪刀撑，杆件与地面成450~600角，自上而下，左右连续设置，设置时应与其它杆件的交叉点互相连续，并应延伸到顶部大横杆以上。

四、脚手架的搭设和质量要求

1、准备工作

A、在搭设前，应对作业人员进行分工交底，确定指挥人员，划定安全警戒警区域，并设监护人员，所有作业人员必须持证上岗。

B、清除施工现场的障碍物，夯实搭设范围内的松土并浇筑素砼，做好排水沟。

A、根据钢管长短进行综合分类，并涂上色标加以区别。

B、脚手架由立杆、大横杆、小横杆、剪刀撑、踢脚杆、扫地杆、脚手片、连墙杆、安全网组成。

2、搭设顺序

根据计算确定的立杆位置，放样竖立杆大横杆小横杆

铺设脚手片栏杆踢脚杆设置连墙点挂安全网验收。

3、质量要求

⑴、基础

A、钢管脚手架基础土层应平整夯实，浇砼硬化，落地主杆应垂直稳放在砼地坪上，并设纵横相连的扫地杆，扫地杆离地20cm-30cm。

B、立杆基础外侧应设置截面不小于20cm×20cm的排水沟，并在外侧设800宽以上的砼路面。

⑵、架体与建筑物拉结

A、脚手架与建筑物之间按两步三跨距离设置水平拉结点；转角1m内范围每层设一拉结点，顶部80cm范围内按水平方向不大于5m设一拉结点。

B、拉结点采用钢性连接，预埋件（Ф12圆钢同短钢管焊接）拉和顶墙杆顶并应保证牢固，防止其移动变形，位置设在外架大小横杆连接处。

C、外墙装饰时，拉结点也须满足要求，如必须拆除原拉结点时，必须重新补设。

D、外墙垂直运输处搭设见附图。

⑶、立杆间距与剪刀撑

A、钢管脚手架步架高度不大于1.8m，第一步步距为2m，立杆纵距不大于1.5m，横距应满足脚手片铺设要求及不应大于1.5m，在架子的转角处立杆间距应符合搭设要求。

B、脚手架外侧设置剪刀撑，由脚手架端头开始按水平距离6m设置一组剪刀撑，杆件与地面成450~600角，剪刀撑的斜杆接头宜采用搭接，搭接长度不应小于1M，等间距设置3个旋转扣件中心线距主节点的距离不应大于150mm,自上而下，左右连续设置，设置时应与其它杆件的交叉点互相连续，并应延伸到顶部大横杆以上，剪刀撑统一涂黄黑相间色油漆。

C、脚手架的高度：

里立杆低于檐口50cm，平屋面外立杆高于檐口1~1.2m。

⑷、脚手架与防护拦杆

A、外墙脚手架除底层、顶层、操作层以及操作层上、下层满铺外还应在中间至少满铺一层，装修阶段必须层层满铺脚手片。

B、脚手片必须垂直墙面横向满铺到位，不留空位，不能满铺处必须采取有效防护措施。

C、脚手片须用不细于18号铁丝双股并联绑扎不少于4点，脚手片保证完好无损绑扎牢固，交接平整，无探头板，破损的脚手片应及时更换。

D、脚手架外侧必须用建设主管部门认证合格的密目工安全网封闭，且应将安全网固定在脚手架外立杆里侧，并应用不小于18号铁丝张挂严密。

E、脚手架外侧自第二步起必须设有1.2m高的防护拦杆和30cm高踢脚杆。

⑸、横杆的设置

A、外架按立杆与大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆上，确保确保安全受力。

B、小横杆应设在大横杆的下方，小横杆的两端各伸出立杆净长度不小于10cm，并保持一致。

⑹、杆件搭拉

A、钢管脚手架立杆须采用接，大横杆可能以对接和搭接，剪刀撑和其它杆件采用搭接，搭接长度不小于1000m，且不少于3只扣件紧固。

B、相邻杆件搭接、对接必须错开一个柱距，同一平面上的接头不超过50%。

⑺、架体内封闭

A、脚手架的架体里立杆距墙大于30cm时必须采取措施以满足施工及安全防护要求。

B、脚手架施工层里立杆与建筑物之间应进行封闭。

⑻、进出通道和临边围护

A、外架与各楼层之间应设有进出通道，坡度不大于1：

3，宽度不小于1m，通道应采用木坂铺设，两边设1.2m高防护栏杆和30cm高踢脚杆，并固定牢固。

B、“四口五临边”和进出通道的栏杆、踢脚杆统一漆黑黄相间色。

五、悬挑式钢平台材料及荷载

悬挑式钢平台选用[16#槽钢作主梁悬挑，[8#槽钢作次梁悬挑，上铺8×6方档2cm厚木板，扶手栏杆用Ф48钢管，高1.2m并在400、800、1200高度处设横向栏杆，立杆间距按1000设置，内设脚手片,外挂密目式安全网。

该吊台采用Ф19.5钢丝绳,00型3.0索具螺旋扣紧固.其实际面积为3.0m×3.5m,主梁悬挑长度为5.4m,其设计活荷载按1000N/m2×10.5m2=10500N≈1000kg其计算详见附件三：

悬挑式钢平台荷载计算书，制作详见附图所示。

六、脚手架搭设检查和验收

1、脚手架搭设后由公司组织分段验收（一般不超过3步架），办理验收手续。

验收表中写明验收的部位，内容量化，验收人员履行验收签字手续，验收不合格的，应在整改完毕后重新填写验收意见，脚手架验收合格后方可使用。

2、脚手架应进行定期检查和不定期抽查，按要求对检查出的问题以书面形式通知限期整改，整改完毕填写回执单通知验收人员进行复查，项目部每半月检查一次。

七、安全管理

1、脚手架搭设人员必须持证上岗，上岗人员应定期体检，体检合格后方可发上岗证。

2、搭设脚手架人员必须戴安全帽、扣好帽带、穿防滑鞋。

高空作业时，应系好安全带。

3、不得将模板支撑、缆风绳等固定在脚手架上，严禁任意悬挂起重设备。

4、六级以上大风和雾、雨、雪天应停止脚手架作业。

雨、雪天后上架操作应有防滑措施，应扫除积雪。

5、在脚手架使用期间，严禁任意拆除下列杆件：

主节点处的纵、横向水平杆，纵横扫地杆。

连墙杆、支撑、栏杆、踢脚杆、如要拆除上述任一杆件均应采取措施，并报主管部门批准。

6、严禁私自在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业，如有不得已应采取加固措施，并报主管部门批准。

7、在手架上进行电、气焊时，必须有防火措施和专人看守。

8、平台安装由架子工持证人员负责安装，安装各操人作员必须戴好安全帽、扣好帽带、系好安全带，起吊和就位时与塔吊配合须一致，并有专人指挥。

9、安装完成挂上限载0.8T（计算为1.0T）。

八、拆除阶段

1、在架体拆除作业前，应对作业人员进行分工，安全技术交底，所有作业人员均应持证上岗。

2、拆除脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁一切非操作人员入内。

3、拆除高处的作业人员，必须戴安全帽，系安全带，扎裹腿，穿软底鞋。

4、拆除顺序应遵循由上而下，先搭后拆的原则。

即先拆栏杆、踢脚杆、剪刀撑、斜撑、后拆小横杆、立杆等，并按一步一清的原则依次进行，严禁上下同时进行拆除作业。

5、拆立杆时，应先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜横、剪刀撑时，应先拆中间扣，然后托住中间，再解端头扣。

6、连墙点应随拆除进度逐层拆除，拆抛撑前，应设置临时支撑，然后再拆抛撑。

7、拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

8、拆下的材料应用绳索栓死，利用滑轮徐徐下运，严禁抛掷，运至地南的材料应按指定地点随拆随运，分类堆收，当天拆当天清，拆下的扣件要集中回收处理。

9、悬挑平台按需要的楼层面安装，在地面安装完成铺板、钢丝绳及索扣等，并在施工层上一、二层住梁处固定钢丝绳。

利用塔吊吊至施工层面，固定斜拉钢丝绳，利用索具螺旋扣调节平台的水平高度，卸除塔吊吊具，拆除操作反之，逐层施工。

附件一：

落地式钢管扣件脚手架计算书

本计算书以架体搭设高度H=25m为限，施工均布荷载为3.0kN/m2,同时施工两层,脚手板层层满铺（13层）。

立杆纵距la=1.5m,横距lb=1.05m,步距h=1.8m立杆底部垫0.4×0.5木板,两步三跨连墙刚性拉结。

阵q1q2q2

lalalalalala

纵向水平杆最不利荷载效应组合简图（跨中最大弯矩最大挠度）

q1q2

lalalalalala

纵向水平杆最不利荷载效应组合简图（支座最大弯矩）

①纵向水平杆抗弯强度及变形计算

a．抗弯强度验算：

荷载标准值：

qk1=0.35×1.05/3=0.12kN/m

动荷载标准值：

qk2=3×1.05/3=1.05kN/m

静荷载设计值：

q1=1.2qk1=1.2×0.12=0.14kN/m

动荷载设计值：

q2=1.4q2=1.4×1.05=1.47kN/m

跨中最大弯矩：

Mmax1=0.08q1la2+0.1q2la2

支座最大弯矩:

Mmax2=-0.1q1la2-0.117q2la2

=-0.1×0.14×1.52-0.117×1.47×1.52

=-0.42kN.m

抗弯强度:

σ=-Mmax2/W=0.42×106/（5.08×103）

=82.68N/mm2

满足要求

b．挠度验算：

挠度:

v=la4（0.677qk1+0.99qk2）/100EI

=15004×（0.677×0.12+0.99×1.05）/（100×2.06×105×12.19×104）

=2.3mm

②横向水平杆抗弯强度及变形计算

0.5FFF0.5F

RAlb/3lb/3lb/3RB

lb=1050

横向水平杆计算简图

由纵向水平杆传给横向水平杆的集中力标准值:

Fk=1.1qk1la+1.2qk2la

=1.1×0.12×1.5+1.2×1.05×1.5=2.09kN

由纵向水平杆传给横向水平杆的集中力设计值:

F=1.1q1la+1.2q2la

=1.1×0.14×1.5+1.2×1.47×1.5=2.88kN

a.抗弯强度计算:

（不考虑小横杆自重）

Mmax=Flb/3=2.88×1.05/3=1.008kNm

抗弯强度:

σ=Mmax/W=1.008×106/5.08×103=198N/mm2

挠度：

v=23Fklb3/648EI

=23×2.09×103×10503/（648×2.06×105×12.19×104）

=3.4mm

同时满足v<10mm满足要求

③扣件的抗滑承载力计算

RA=RB=1.5F=1.5×2.85=4.3kN

（R横向水平杆通过扣件传给立杆的竖向力设计值）

④立杆稳定验算

a.验算长细比:

查本规范表5.3.3得长度系数μ=1.50

长细比λ=l0/i=kμ.h/i,

k=1时,λ=1.5×180/1.58=171<[λ]=210,

k=1.155时,λ=1.155×1.5×180/1.58=197,

查附录C表C得:

轴心受压杆件稳定系数φ=0.186

b.计算风荷载设计值对立杆段产生的弯矩MW:

立杆稳定验算部位,取脚手架立杆底部

作用于脚手架上的水平风荷载标准值

wk=0.7μzμsμwo

根据《建筑结构荷载规范》，大城市市区,按地面粗糙程度按C类,

风压高度变化系数μz=0.74

密目式安全立网（网目密度2300目/100cm2）全封闭脚手架后,其挡风系数Ψ=0.871

建筑物结构型式为框架结构,脚手架风荷载体型系数

μs=1.3Ψ=1.3×0.871=1.1323

wk=0.7×0.74×1.1323×0.45=0.264kN/m2（wo按现行国家标准GBJ9取0.45）

风荷载设计值对立杆段产生的弯矩MW得:

MW=0.85×1.4wklah2/10=0.85×1.4×0.264×l.5×1.82/10=0.15kN.m

c.计算（外）立杆段的轴向力设计值N:

脚手架结构自重标准值产生的轴向力

NG1k=Hsgk=[H]gk/（1-0.001[H]）=25×0.1248/（1-0.001×25）

=3.2kN

（gk=0.1248KN/m查附录A表A-1）

构配件（竹脚手片、栏杆、挡脚板、安全网）自重标准值产生的轴向力：

NG2k=0.5lblaΣQP1+ΣQP2la+QP3la[H]

=0.5×1.05×1.5×13×0.3+0.14×2×1.5+0.005×1.5×25

=3.68kN

（说明:

ΣQP1为13层竹脚手片自重标准值ΣQP1=13×0.3kN/m2,ΣQP2为栏杆、木脚手板挡板自重标准值，两个施工作业层取ΣQP2=2×0.14kN/m2,QP3为密目式安全网自重标准值:

QP3=0.005KN/m2）

施工荷载标准值产生的轴向力总和

ΣNQk=0.5lblaΣQk=0.5×1.05×1.5×3×2=4.73kN

（说明:

Qk为施工均布活荷载标准值,两个施工作业层ΣQk=2×3kN/m2）

组合风荷载时

N=1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4ΣNQk=1.2×（3.2+3.68）+0.85×1.4×4.73

=13.88kN

不组合风荷载时

N’=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk=1.2（3.2+3.68）+1.4×4.73

=14.88kN

d.立杆稳定稳定验算:

组合风荷载时:

N/φA+MW/W=13.88×103/（0.186×489）+0.15×106/（5.08×103）

=182.13N/mm2

不组合风荷载时:

N’/φA=14.88×103/（0.186×489）

=163.60N/mm2

⑤连墙杆验算

a.扣件连接抗滑承载力验算:

连墙杆均匀布置,受风荷载作用最大的连墙件应在脚手架的最高部位,计算按25m考虑,施工地区为基本风压0.45KN/m2大城市市区,风压高度变化系数μz=0.74

wk=0.7×0.74×1.1323×0.45=0.264kN/m2

连墙杆的轴向力设计值:

Nl=Nlw+N0=1.4×wkAw+5=1.4×0.264×2×1.8×3×1.5+5

=11kN<2Rc=16kN满足要求

采用双扣件:

即连墙杆采用直角扣件与脚手架的内、外排立杆连接，连墙杆与建筑物连接时在建筑物的内、外墙面各加两只直角扣件扣牢。

b.连墙杆稳定承载力验算

连墙杆采用外径48mm，壁厚3.5mm钢管，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加的墙内、侧短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架距墙距离，即l0=0.2长细比λ=l0/i=0.2×100/1.58=13<[λ]=150,φ=0.966

Nl/φA=10×103/（0.966×489）=21.2N/mm2

满足要求

⑥立杆地基承载力计算

上部结构传至基础顶面的轴向力设计值为N’=14.88KN,木垫板选用0.4×0.5,基础底面积A=0.4×0.5=0.20m2

地基承载力设计值

fk=Kc.fgk=0.4×240=96KPa=96kN/m2

立杆基础底面的平均压力

P=N’/A=14.88/0.20=74.4kN/m2

附件二

悬挑式钢管扣件脚手架计算书

悬挑架设置（附图）:

每隔1.5m设一根16号工字钢,在楼面梁板上预埋Φ16圆钢,立杆纵距la=1.5m,横距lb=1.05m,步距h=1.8m，槽钢悬挑部分长度Lc=1.35m（悬挑部分与非悬挑部分比例为1.35:

165）,两步三跨刚性拉接，架体总高度不大于20.0m按20.0m计算:

（注：

本工程挑架高度仅为6M）

a.计算悬挑钢梁（[16槽钢]的均布荷载设计值q

[16槽钢自重标准值gw=0.1723KN/m

q=1.2gw=1.2×0.1723=0.21KN/m

b.计算立杆段的轴向力设计值N1、N2

脚手架结构自重标准值产生的轴向力：

NG1k=Hsgk=[H]gk/（1-0.001[H]）=20×0.1248/（1-0.001×20）=2.5KN

（gk=0.1248KN/m查附录A表A-1）

竹脚手片自重标准值产生的轴向力（按满铺11层）:

NG2k=0.5×0.3×1.05×1.5×11=2.6KN

栏板、挡脚板自重标准值产生的轴向力（按两层计算）查表4.2.1-2

NGK3=2×0.14×1.5=0.42KN

安全网自重标准值产生的轴向力:

NGK4=1.5×20×0.005=0.15KN（安全网自重标准值:

0.005KN/m2）

施工荷载标准值产生的轴向力总和

NQk=0.5×1.05×1.5×3×2=4.73KN（施工均布活荷载标准值：

3.0KN/m2,两个施工作业层）

立杆段的轴向力设计值：

N1=1.2（NG1k+NG2k+NG3k+NG4k）+0.85×1.4NQk

=1.2×（2.5+2.6+0.42+0.15）+1.4×4.73

=13.43KN

N2=1.2（NG1k+NG2k）+1.4NQk=1.2（2.5+2.6）+1.4×4.73

=12.74KN

c.水平悬挑梁几何特性（[16槽钢]:

A=21.95cm2Ix=1127cm4E=2.06×105MPaix=6.28cm2[f]=L/250

Wx=108.3cm3Ss=63.9cm3gw=0.1723KN/mδ=6.5mm

N1N2

（端点C）（支点A）R1R2（锚固点B）

m2=200

m1=1250L=1400m3=250

m=1350m4=1650

钢梁受力分析图

m=kL,k=1350/1400=0.964m3=k3L,k3=250/1400=0.179

m1=k1L,k1=1250/1400=0.893m4=k4Lk4=1650/1400=1.179

m2=k2L,k2=200/1400=0.143

d.计算支座反力R1、R2

由∑MB=0得：

R1=（1+k1）N1+（1+k2）N2+qL（1+k）2/2–qk32L/2=40.54KN

由∑MA=0得：

R2=k1N1+k2N2+qL（k2–k22）/2=13.95KN

e.强度及变形验算：

弯距:

Mmax=N1m1+N2m2+qm2/2

=13.43×1.25+12.74×0.2+0.21×1.352/2

=19.53KNm

剪力：

Vmax=R1=40.54KN

抗弯：

σ=Mmax/Wx=19.53×106/108.3×103=180.33N/mm2

抗剪：

T=VmaxS/Iδ=40.54×103×63.9×103/（866.2×104×6.5）

=46.0N/mm2

强度满足要求

变形验算：

挠度:

通过计算f=4mm<[f]=1.35×103/250=5.4mm满足要求

e.预埋件设计校核

预埋件按钢砼结构中预埋吊环形式做,截面面积As计算：

（注预埋件选用Q235一级钢:

fy=210N/mm2,As:

预埋筋钢筋截面面积,预埋钢筋所受拉力N2’=N2=13.95KN）

由式N2’≤2As.fy得:

As≥N2’/2fy=13.95×103/2×210=33.2mm2

悬挑梁根部选用的φ12钢筋（As=113>33.2符合要求）锚固,支点处定位箍可选用φ12钢筋。

为防止预埋件偶然（人为或非正常受损）破坏导致架体局部失稳，相应采取二次加固措施。

即在每根槽钢端部用一根φ14钢丝绳与上一层结构拉接。

由落地架架体计算推知挑架架体符合要求（计算略）。

附件三：

悬挑式钢平台荷载计算书

按弯矩计算公式M=qＬ2（1–λ2）2/8（1-1式）

式中M－弯矩最大值;

q－主梁上均布线荷载设计值（N/m）,[16#槽钢自重gw=0.1723KN/m

木档铺板按0.40KN/m2;施工荷载按1.0KN/m2

λ－L0／Ｌ，L0为悬臂长度5.4m,Ｌ为次梁长度3.0m

q=1.2×（0.1723+0.4×1.5）+1.4×1.0×1.5=3.0KN/m

将上述数据代入1-1式,得:

M=qＬ2（1–λ2）2/8=3.0×32[1–（5.4/3）2]2/8

=16.9KN.m

Wn－[16#槽钢截面抵抗矩,查表得:

116.8cm3

f－[16#槽钢抗弯强度设计值,取215N/mm2

由公式M≼Wnf得:

16.9KN.m≼116.8×10–6×215×103=25.112KNm

即:

M≼Wnf符合要求

按钢丝绳验算公式:

qL/2sina≼T（不考虑第二道钢丝绳）（1-4式）

式中T－197.5KＮ（Ф１９.５钢丝绳承受最大拉力）

sina－0.866取钢丝绳夹角a=600

将上述数据代入1-4,得:

qL/2sina=3×5.4/2×0.866

=16.2kN