修悬挑脚手架方案.docx

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修悬挑脚手架方案

××××××××（1—4#楼及商业A、B楼）工程

扣件式落地、型钢悬挑

脚手架专项施工方案

××××××××有限公司

××××××项目部

2011年5月20日

×××××1#—4#及商业A#、B#楼工程

脚手架专项施工方案

编制人：

年月日

审核人：

年月日

批准人：

（公章）

年月日

建设单位代表：

（公章）

年月日

监理单位代表：

（公章）

年月日

落地式及型钢悬挑脚手架专项施工方案

工程概况

本工程位于×××××××，建筑面积共约34189.0平方米，范围为1#～4#楼为11层的高层住宅楼，底部一至三层为裙楼框架结构，三层以上为框架剪力墙结构。

商业A#、B#楼为2层框架结构工程。

标准层高度为3.0米。

本工程由××××××投资兴建,××××××中标承建,监理单位为×××××（监理）。

工程为二类高层建筑，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级，建筑抗震烈度为7度抗震设防，结构类型有框架—剪力墙结构，框架结构，建筑耐久年限为50年。

本工程由6栋单体建筑组成，其中商业A#、B#楼为2层商业楼房，框架结构；1#、4#楼楼层为11层，2、3#楼楼层为10层，均是框架剪力墙结构，总建筑面积34189.0㎡，单栋楼周长约148米。

每栋楼底层层高为：

4.150m,标准层高度为3.00m,5层以上砼标号C30，每栋楼最宽约为15米，建筑高度为34.35米。

综合分析：

根据本工程施工特点及工期要求，由于本工程±0.000以下土方不能及时进行回填以及达到一定高度时采用分层装修，故主楼6层部位进行分割，6层以下（搭设高度18米）采用落地式钢管脚手架，6层以上（搭设高度限制为≤20米）采用型钢悬挑脚手架，用型钢作为挑梁，本工程在16.2米处梁板搭设悬挑脚手架，共悬挑1次，在浇筑标高16.2米结构时预先留置预埋件，用以固定,18号工字钢，挑梁主要采用18号工字钢，工字钢排列平行间距为1500mm，槽钢梁外伸出1300mm,内锚固1700mm，钢管立杆支在挑梁限位上，完成相应搭设楼面时，放置槽钢，焊设限位，连接下部支撑。

次日开始脚手架搭设。

一、计算依据

《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；

《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；

《钢结构设计规范》GB50017-2003中国建筑工业出版社；

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社；

《建筑施工脚手架实用手册（含垂直运输设施）》中国建筑工业出版社；

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中国建筑工业出版社；

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社；

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99中国建筑工业出版社。

二、脚手架方案选择

1、选择原则

⑴方便施工、保证工期、质量、安全的要求及施工组织安排情况；

⑵.工程的结构形式及高度情况；

⑶.架体的结构选型，力求做到结构要安全可靠，造价经济合理；

⑷.在规定的条件下和规定的使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性；

⑸.选用材料时，力求做到常见通用、可周转利用，便于保养维修；

⑹.结构选型时，力求做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收；

⑺.综合以上几点，脚手架的搭设，还必须符合《建筑施工安全检查标准》要求，要符合省文明标化工地的有关标准。

2、架体的选择

由于本工程商业A#、B#楼为二层楼房，1#～4#楼为高层建筑且北面有地下室，各单元楼间距小，自然地坪土质差，同时结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，所以本方案考虑商业A#、B#楼采用落地式钢管脚手架；1#～4#楼考虑6层以下采用落地式钢管脚手架，搭设高度为18米，6层以上采用型钢悬挑扣件式钢管脚手架，其搭设高度限制为20米以下。

3、脚手架材料选择

⑴.为了脚手架结构安全，本方案验算的钢管全部按Φ48mm×3.0mm钢管来计算的，钢材强度等级Q235-A，钢管表面应平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯，新用的钢管要有出厂合格证。

方可在施工中使用。

⑵.脚手架的搭设使用可锻铸造扣件，应符合建设部《钢管脚手扣件标准》JGJ22-85的要求，由有扣件生产许可证的生产厂家提供，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷，扣件的规格应与钢管相匹配，贴和面应干整，活动部位灵活，夹紧钢管时开口处最小距离不小于5mm。

钢管螺栓拧紧力矩达70N.m时不得破坏。

如使用旧扣件时，扣件必须取样送有相关国家资质的试验单位，进行扣件抗滑力等试验，试验结果满足设计要求后方可在施工中使用。

高层建筑金属脚手架的拉杆，不宜采用铅丝攀拉，必须使用埋件形式的刚性材料。

⑶.搭设架子前应进行保养，除锈并统一涂色，颜色力求环境美观。

脚手架立杆、防护栏杆、踢脚杆统一漆黄色，剪刀撑统一漆桔红色。

底排立杆、扫地杆均漆红白相间色。

⑷.脚手板采用竹脚手板，其厚度不得少于50mm,拼接处用12号钢丝绑扎固定好，禁止有探头板。

⑸.安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目／100cm2，做耐贯穿试验不穿透，1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上，颜色应满足环境效果要求，选用绿色。

要求阻燃，使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证，以及由建筑安全监督管理部门发放的准用证。

⑹.连墙件采用钢管，其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235A钢的要求。

三、落地式脚手架基本参数信息及各项验算

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为18m，立杆采用单立杆；

搭设尺寸为：

横距Lb为0.9m，纵距La为1.5m，大小横杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.25m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为3根；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件采用两步三跨，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

施工均布活荷载标准值:

2.000kN/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××××，基本风压0.49kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.693；

4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值（kN/m）:

0.1248；

脚手板自重标准值（kN/m2）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网（kN/m2）:

0.005；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

竹笆片脚手板挡板；

每米脚手架钢管自重标准值（kN/m）:

0.033；

脚手板铺设总层数:

13；

5.地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

120.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.20；地基承载力调整系数:

1.00。

大横杆的计算

按照《扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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=0.033kN/m；

脚手板的自重标准值:

P2=0.3×0.9/（3+1）=0.068kN/m；

活荷载标准值:

Q=2×0.9/（3+1）=0.45kN/m；

静荷载的设计值:

q1=1.2×0.033+1.2×0.068=0.121kN/m；

活荷载的设计值:

q2=1.4×0.45=0.63kN/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=0.08×0.121×1.52+0.10×0.63×1.52=0.164kN·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=-0.10×0.121×1.52-0.117×0.63×1.52=-0.193kN·m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max（0.164?

06,0.193?

06）/4490=42.984N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ=42.984N/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=0.033+0.068=0.101kN/m；

活荷载标准值:

q2=Q=0.45kN/m；

最大挠度计算值为：

ν=0.677?

.101?

5004/（100?

.06?

05?

07800）+0.990?

.45?

5004/（100?

.06?

05?

07800）=1.171mm；

大横杆的最大挠度1.171mm小于大横杆的最大容许挠度1500/150mm与10mm，满足要求！

小横杆的计算

根据JGJ130-2001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=0.033×1.5=0.05kN；

脚手板的自重标准值：

P2=0.3×0.9×1.5/（3+1）=0.101kN；

活荷载标准值：

Q=2×0.9×1.5/（3+1）=0.675kN；

集中荷载的设计值:

P=1.2×（0.05+0.101）+1.4×0.675=1.126kN；

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=1.2×0.033×0.92/8=0.004kN·m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

Mpmax=Pl/2

Mpmax=1.126×0.9/2=0.507kN·m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.511kN·m；

最大应力计算值σ=M/W=0.511?

06/4490=113.796N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力σ=113.796N/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?

.033?

004/（384?

.06?

05?

07800）=0.013mm；

大横杆传递荷载P=p1+p2+Q=0.05+0.101+0.675=0.826kN；

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=19Pl3/384EI

νpmax=19?

26.2?

003/（384?

.06?

05?

07800）=1.342mm；

最大挠度和ν=νqmax+νpmax=0.013+1.342=1.355mm；

小横杆的最大挠度为1.355mm小于小横杆的最大容许挠度900/150=6与10mm,满足要求！

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=0.033×1.5×3/2=0.075kN；

小横杆的自重标准值:

P2=0.033×0.9/2=0.015kN；

脚手板的自重标准值:

P3=0.3×0.9×1.5/2=0.202kN；

活荷载标准值:

Q=2×0.9×1.5/2=1.35kN；

荷载的设计值:

R=1.2×（0.075+0.015+0.202）+1.4×1.35=2.241kN；

R<8.00kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

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，为0.1248kN/m

NG1=[0.1248+（1.50×3/2）×0.033/1.80]×18.00=2.996kN；

（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=0.3×13×1.5×（0.9+0.2）/2=3.364kN；

（3）栏杆与挡脚手板自重标准值；采用竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m

NG3=0.15×13×1.5/2=1.462kN；

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网:

0.005kN/m2

NG4=0.005×1.5×18=0.135kN；

经计算得到，静荷载标准值

NG=NG1+NG2+NG3+NG4=7.957kN；

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=2×0.9×1.5×2/2=2.7kN；

考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N=1.2NG+0.85×1.4NQ=1.2×7.957+0.85×1.4×2.7=12.761kN；

不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

N'=1.2NG+1.4NQ=1.2×7.957+1.4×2.7=13.328kN；

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=0.49kN/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0.693；

经计算得到，风荷载标准值为:

Wk=0.7×0.49×0.74×0.693=0.176kN/m2；

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为:

Mw=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.176×1.5×1.82/10=0.102kN·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=12.761kN；

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'=13.328kN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

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=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=4.24cm2；

立杆净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

考虑风荷载时

σ=12761.28/（0.188?

24）+101728.421/4490=182.749N/mm2；

立杆稳定性计算σ=182.749N/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=13328.28/（0.188?

24）=167.205N/mm2；

立杆稳定性计算σ=167.205N/mm2小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求！

最大搭设高度的计算

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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：

Hs=[φAf-（1.2NG2k+0.85?

.4（ΣNQk+MwkφA/W））]/1.2Gk

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=4.961kN；

活荷载标准值：

NQ=2.7kN；

每米立杆承受的结构自重标准值：

Gk=0.125kN/m；

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：

Mwk=Mw/（1.4×0.85）=0.102/（1.4×0.85）=0.085kN·m；

Hs=（0.188×4.24×10-4×205×103-（1.2×4.961+0.85×1.4×（2.7+0.188×4.24×100×0.085/4.49）））/（1.2×0.125）=35.847m；

按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）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]=Hs/（1+0.001Hs）

[H]=35.847/（1+0.001×35.847）=34.606m；

[H]=34.606和50比较取较小值。

经计算得到，脚手架搭设高度限值[H]=34.606m。

脚手架单立杆搭设高度为18m，小于[H]，满足要求！

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＝0.693，ω0＝0.49，

Wk=0.7μz_μs_ω0=0.7?

.92?

.693?

.49=0.219kN/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=4.96kN；

连墙件的轴向力设计值Nl=Nlw+N0=9.96kN；

连墙件承载力设计值按下式计算：

Nf=φ稟穂f]

其中φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比l/i=250/15.9的结果查表得到φ=0.958，l为内排架距离墙的长度；

A=4.24cm2；[f]=205N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为Nf=0.958×4.24×10-4×205×103=83.269kN；

Nl=9.96

连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到Nl=9.96小于双扣件的抗滑力12kN，满足要求！

连墙件扣件连接示意图

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=63.806kPa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：

N=12.761kN；

基础底面面积：

A=0.2m2。

p=63.806kPa≤fg=120kPa。

地基承载力满足要求！

结论：

经过以上各项计算得出本工程落地式双排钢管脚手架各项技术符合要求，钢管为φ48×3.0，可锻铸铁扣件（对接、直角、旋转），脚手板为竹笆片脚手板，栏杆挡板为竹笆片脚手板挡板；双排脚手架，搭设高度18m，立杆采用单立杆，纵距1.5m，横距为0.9m，步距1.8m；大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为3根；内排架离墙250mm；连墙件采用两步三跨双扣件连接；脚手板铺设4层（底层、作业层及其上下层）。

四、型钢悬挑扣件式钢管脚手架基本参数信息及各项验算

型钢悬挑扣件式钢管脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）以及本工程的施工图纸。

参数信息

1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度限制为≤20m（计算按21米计算），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0.9m，立杆的步距为1.8m；

内排架距离墙长度为0.25m；

大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为3根；

采用的钢管类型为Φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；

连墙件布置取三步三跨，竖向间距5.4m，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）:

3.000；脚手架用途:

结构脚手架；

同时施工层数:

2层；

3.风荷载参数

本工程地处江苏连云港，基本风压0.55kN/m2；

风荷载高度变化系数μz，计算连墙件强度时取0.92，计算立杆稳定性时取0.74，风荷载体型系数μs为0.214；

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）:

0.300；栏杆挡脚板自重标准值（kN/m）:

0.150；

安全设施与安全网自重标准值（kN/m2）:

0.005；脚手板铺设层数:

4层；

脚手板类别:

竹笆片脚手板；栏杆挡板类别:

竹笆片脚手板挡板；

5.水平悬挑支撑梁

悬挑水平钢梁