外墙脚手架施工方案.docx

1、外墙脚手架施工方案薛家岛南北庄安置居住区D区商业及住宅楼H标段工程外墙悬挑脚手架施工方案编制单位:青岛金沙滩建设集团有限公司 编制人：何 荣 燮 编制日期：2010年 6 月 20 日审核人： 审核日期：2010年 月 日审批人： 审批日期：2010年 月 日一、编制依据：1、本工程为薛家岛南北庄（造船区）安置楼工程H标段高层住宅及商业、车库项目，共4栋15层高层住宅楼，两段两层的商业网点和一处小型超市，一层地下停车库，本工程位于薛家岛北部，西北临黄岛区滨海大道，东南依凤凰山。薛家岛南北庄（造船区）安置楼H标段为D1#、D2#、D3#、D4#楼，总建筑面积为51120. m2； 其中地上建筑面

2、积为43381.2 m2；地下人防工程，总建筑面积为7739.2 m2；其中住宅：D1#建筑面积为7442.8 m2；D2#-D4#建筑面积为7746.62m2 层高为2.8 m；三顶层为住宅标准层，层高2.8m。每栋建筑设楼梯两部、电梯两部并在底层设有门厅。2、本工程耐久年限为二级，按6度抗震设防。D1#、D2#、D3#、D4#为二类建筑，耐火等级为地下一级，地上二级。脚手架计算书的编制依据1. 工程施工图纸及现场概况2. 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)。3. 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）。4. 钢结构设计规范（GB50017-2003）5.

3、 木结构设计规范（GB50005-2003）6. 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）7. 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)参数信息1、脚手架搭设参数脚手架搭设按本设计计算允许高度为66.2M，共分为三段，第一段为落地脚手架高度19.8m;第二段为悬挑脚手架高度22.4M，第三段为悬挑脚手架高度24M；脚手架搭设高度步距1.8m;立杆纵距1.5m;横距1.05m;脚手架内排立杆离墙距离0.5m;小横杆间距1.5m;大小横杆的布置方法：大横杆在小横杆上面;连墙件方式：软拉硬撑，竖向间距4m，水平间距4m。钢管按实际壁厚482.75计算。2、永久荷载参数每米立杆承受的

4、结构自重标准值gk:0.1248kN/m2；脚手板类别:木脚手板；脚手板自重标准值QP1:0.35kN/m2；脚手板铺设2层； 栏杆挡板类别:木脚手板 ；栏杆挡脚板自重标准值QP2 :0.14kN/m2；安全设施与安全网QP3:0.005kN/m23、可变荷载与风荷载参数施工均布活荷载标准值QK:2kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；同时施工层数: 1层；本工程地处山东省青岛市，基本风压wO:0.45kN/m2；4、地基参数地基土类型:粘性土；地基承载力标准值:120kN/m2；立杆垫板宽度:0.3m，作用长度：1.5m；地基承截力调整系数:0.5。大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠

5、度计算，大横杆在小横杆的上面。按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。均布荷载值计算大横杆的自重标准值 q11k=0.031kN/m脚手板的荷载标准值 q12k=0.351.05/4=0.092kN/m静荷载标准值 q1k=0.031+0.092=0.123kN/m活荷载标准值 q2k=21.05/4=0.525kN/m静荷载的计算值 q1=1.20.123=0.148kN/m活荷载的计算值 q2=1.40.525=0.735kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷

6、载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:M1max=0.08q1l2+0.10q2l2=0.080.1481.52+0.100.7351.52= 0.192kN.m支座最大弯矩计算公式如下:M2max=-0.10q1l2-0.117q2l2=-0.100.1481.52-0.1170.7351.52= -0.227kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算Mmax= 0.227kN.m=Mmax=0.227106=54.306N/mm2 205N/mm2W4.18103满足要求!挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度最大允许挠度为l/150=1500.0/150=10

7、.0与10mmVmax=0.677q1kl4+0.99q2kl4100EI100EIVmax =0.6770.1231500.04+0.990.5251500.04=1.476mm 10.0mm1002.0610510.041041002.0610510.04104满足要求!小横杆的计算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，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.0311.5=0.047kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.351.051.5/4=0.138kN活荷载标准值 Q=21.051.5/4=

8、0.788kN荷载的计算值 P=1.20.047+1.20.138+1.40.788=1.325kN小横杆计算简图抗弯强度计算最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算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=qlb28集中荷载最大弯矩计算公式如下：Mpmax=pl2Mmax=1.20.0311.052+1.3251.05=0.701kNm82计算抗弯强度：=Mmax=0.701106=167.703N/mm2205N/mm2W4.18103满足要求!挠度计算最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和。最大允许挠度为l/150=1050.00/15

9、0=7.0与10mm均布荷载最大挠度计算公式如下：1=5qlb4384EI集中荷载最大挠度计算公式如下：2=19Plb3384EI小横杆自重均布荷载引起的最大挠度：1=5qlb4=50.0311050.004=0.024mm384EI3842.0610510.04104集中荷载标准值P=0.047+0.138+0.788=0.973kN集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：2=19Plb3=19973.0001050.003=2.695mm384EI3842.0610510.04104最大挠度和:V=1+2=2.719mm 7.0mm满足要求!扣件抗滑力的计算纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣

10、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,当采用单扣件时,取8kN；R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0311.05=0.033kN脚手板的荷载标准值 P2=0.351.051.5/2=0.276kN 活荷载标准值 Q=21.051.5/2=1.575kN荷载的计算值 R=1.20.033+1.20.276+1.41.575=2.576kN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

11、值(kN)，若立杆间增设了大(小)横杆，需考虑此部分结构自重标准值。上部单立杆结构自重标准值(kN)： NG1 = 0.1248+(1.53/2)0.031/1.8(19.8-6) =2.252；下部双立杆结构自重标准值(kN)： NGL1 = 0.1248+0.031+(1.53/2)0.031/1.86=1.163；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用木脚手板，标准值为0.35kN/m2 NG2=0.3521.5(1.05+0.3)/2 = 0.709kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用木脚手板，标准值为0.14kN/m NG3 =0.1421.5/2 = 0.2

12、10kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2),0.005kN/m2 NG4 =0.00519.81.5= 0.149kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 =3.320 kN； NGL =NGL1+NG1+NG2+NG3+NG4 =4.483kN；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=21.51.051/2 = 1.575 kN；风荷载标准值按照以下公式计算：k=0.7zs0其中 0 - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采

13、用： Wo = 0.45 kN/m2； z - 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=0.84； s - 风荷载体型系数：取值为1.040；经计算得到，风荷载标准值k = 0.7 0.841.0400.45=0.275 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 Ns = 1.2NGL+1.4NQ= 1.24.483+ 1.41.575= 7.585 kN； Nd = 1.2NG+1.4NQ= 1.23.320+ 1.41.575= 6.189 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 Ns = 1.2 NGL+0.851.4N

14、Q = 1.24.483+ 0.851.41.575= 7.254kN； Nd = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.23.320+ 0.851.41.575= 5.858kN；风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4k Lah2/10 =0.850 1.40.2751.51.82/10 = 0.159kN.m；立杆稳定性计算外脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。确定轴心受压立杆的稳定系数立杆的截面回转半径 i = 1.6 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范5.3.3 ,k = 1.155 ； 计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3,立杆横距1.0

15、5,连墙件布置二步三跨 ,查表得 = 1.5；立杆计算长度 lo = kh =1.1551.51.8= 3.119m；长细比 Lo/i = 195 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到=0.189 ；立杆净截面面积 ： A = 3.91 cm2；6米以上立杆稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：=Nf A立杆的轴向压力设计值N = 6.189 kN；钢管立杆抗压强度设计值f =205 N/mm2；=N=6.189103=83.749N/mm2 f=205N/mm2 A0.189391.00满足要求!考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式为：=N+Mwf A

16、W立杆的轴心压力设计值 N = 5.858 kN；立杆截面模量W = 4.18cm3；=N+Mw=5.858103+0.159106=117.309N/mm2 f=205N/mm2 AW0.189391.004.18103满足要求!6米以下立杆稳定性计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：=Nf A立杆的轴向压力设计值N = 3.793 kN；钢管立杆抗压强度设计值f =205 N/mm2；=N=3.793103=51.327N/mm2 f=205N/mm2 A0.189391.00满足要求!考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公式为：=N+Mwf AW立杆的轴心压力设计值 N = 3.627

17、 kN；立杆截面模量W = 4.18cm3；=N+Mw=3.627103+0.159106=87.119N/mm2 f=205N/mm2 AW0.189391.004.18103满足要求!连墙件计算脚手架上水平风荷载标准值k由规范公式4.2.3得k=0.7zs0连墙件均匀布置，受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位，计算按19.8m考虑，地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数z=0.84脚手架风荷载体型系数s=1.3j=1.30.8=1.040k=0.70.841.0400.45=0.28kN/m2求连墙件轴向力设计值Nl每个连墙件作用面积Aw=46=24.00m2Nl=Nl

18、w+N0=1.4wkAw+5=1.40.2824.00+5=14.41kNNlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值；N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力，双排脚手架N0=5kN；连墙件稳定计算连墙杆采用钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加墙内外侧的短钢管上，因此连墙杆的计算长度可取脚手架的离墙距离，即lH=0.5m，因此长细比=lH=50.0=31 =150i1.6根据值，查规范附录表C， =0.915,Nl=14.41103=40.28N/mm2 205N/mm2 A0.915391满足要求!。连墙件拉接部分柔性钢筋的面积按下式计算：A=N=14.41= 0.069mm2f

19、y210其中 fy -为拉接柔性钢筋的抗拉强度取：210N/mm2 A -拉接柔性钢筋的截面积,按照两个截面计算. N -拉接柔性钢筋上承受的拉应力(kN)拉接柔性钢筋的直径d(mm)接下式计算d=A4=0.0694=0.069mm223.1415立杆地基承载力计算1、计算立杆段轴力设计值N：由已知条件可知，不组合风荷载时N=1.2(NG1k+ NG2k)+1.4NQk由已知条件la=1.5m，h=1.8m查规范附录A表A-1得gk=0.1248kN/m脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1k=Hsgk=19.80.1248=2.471kN构配件自重标准值产生的轴向力NG2k=0.5(lb+a

20、1)laQp1+ laQp2+HQp3la =0.5(1.05+0.3)1.520.35+0.141.52+1.519.80.005=1.277kN施工荷载标准值产生的轴向力总和NQk=0.5(lb+ a1)laQk=0.5(1.05+0.3)1.512=2.025kNN=1.2(2.471+1.277)+1.42.025=7.33kN2、计算基础底面积A：取垫板作用长度1.5m，A=0.31.5=0.45m23、确定地基承载力设计值fg：粘性土承载力标准值：fgk=120kPa=120kN/m2由规范公式5.5.2，并取Kc= 0.5，得fg=kcfgk=0.5120=60kN/m24、验算

21、地基承载力：由5.5.1式得立杆基础底面的平均压力P=N=7.33=16.29kN/m2 fg=60kN/m2A0.45满足要求!。1、脚手架搭设参数脚手架搭设高度24m;步距1.8m;立杆纵距1.5m;横距1.05m;脚手架内排立杆离墙距离0.3m;小横杆间距1.5m;大小横杆的布置方法：小横杆在大横杆上面;连墙件方式：扣件连接，二步三跨。钢管按实际壁厚482.75计算。2、永久荷载参数每米立杆承受的结构自重标准值gk:0.1248kN/m2；脚手板类别:木脚手板；脚手板自重标准值QP1:0.35kN/m2；脚手板铺设2层； 栏杆挡板类别:木脚手板 ；栏杆挡脚板自重标准值QP2 :0.14k

22、N/m2；安全设施与安全网QP3:0.005kN/m23、可变荷载与风荷载参数施工均布活荷载标准值QK:2kN/m2；脚手架用途:装修脚手架；同时施工层数: 1层；本工程地处山东省青岛市，基本风压wO:0.45kN/m2；4、悬挑梁与钢丝绳参数悬挑水平钢梁采用16号槽钢，其中建筑物外悬挑段长度1.5米，建筑物内锚固段长度2.5米。与楼板连接的圆钢预埋件直径(mm):16；楼板混凝土标号:C30；悬挑水平钢梁采用钢丝绳与建筑物拉结。钢丝绳与建筑物的水平距离是:1.4m;钢丝绳与建筑楼板的垂直距离是:3m;钢丝绳安全系数为:6;横向水平杆（小横杆）计算建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范第6.2.

23、2条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。”第6.2.1条第3款规定:“当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。”施工荷载的传递路线是：脚手板横向水平杆纵向水平杆纵向水平杆与立杆连接的扣件立杆，如图：横向水平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。1、抗弯强度计算1、作用横向水平杆线荷载标准值：qk=(QK+QP1)S=(2+0.35)1.5=3.53 kN/m2、作用横向水平杆线荷载设计值：q=1.4QKS+1.2QP1S=1.42

24、1.5+1.20.351.5=4.83 kN/m3、考虑活荷载在横向水平杆上的最不利布置（验算弯曲正应力、挠度不计悬挑荷载，但计算支座最大支反力要计入悬挑荷载）。最大弯矩：Mmax=qlb2=4.831.052=0.666kNm884、钢管载面模量W=4.18cm35、Q235钢抗弯强度设计值，查规范表5.1.6得表f=205N/mm26、按规范中公式（5.2.1）计算抗弯强度=Mmax=0.666106=159.33N/mm2205N/mm2W4.181037、结论：满足要求2、变形计算1、钢材弹性模量：查规范表5.1.6得E2.06105N/mm22、钢管惯性矩I10.04cm43、容许挠

25、度：查规范表5.1.8，得=l/150与10mm4、按规范中公式（5.2.3）验算挠度=5qklb4=53.5310504=2.7mm10507与10mm384EI3842.0610510.041041505、结论：满足要求纵向水平杆(大横杆)计算双排架纵向水平杆按三跨连续梁计算，如下图： 不需要计算抗弯强度和挠度。由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值：F=0.5qlb(1+a1)2=0.54.831.05(1+0.3)2=4.19kNlb1.05由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值Fk=0.5qklb(1+a1)2=0.53.531.05(1+0.3)2=3.06kNlb1.05扣件

26、的抗滑承载力计算直角扣件，旋转扣件抗滑承载力设计值=8kN。横杆与立杆连接方式采用:单扣件，Rc= 8kN。纵向水平杆通过扣件传给立杆竖向力设计值R=F=4.19kNRc结论：满足要求计算立杆段轴向力设计值N立杆稳定性计算部位取脚手架底部。1.脚手架结构自重标准值产生的轴向力NG1K=Hsgk=240.1248=3.00kNHs脚手架高度gk每米立杆承受的结构自重2.构配件自重标准值产生的轴向力NG2K=0.5(lb+a1)laQp1+Qp2la+laHQp3=0.5(1.05+0.3)1.520.35+0.141.52+1.5240.005=1.309kNlb立杆横距；a1小横杆外伸长度；l

27、a立杆纵距；Qp1脚手板自重标准值；Qp2脚手板挡板自重标准值；Qp3密目式安全立网自重标准值；H脚手架高度；3.施工荷载标准值产生的轴向力总和NQk=0.5(lb+a1)laQk=0.5(1.05+0.3)1.521=2.03kNQk施工均布荷载标准值；4.组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(NG1K+NG2K)+0.851.4NQk=1.2(3.00+1.309)+0.851.42.03=7.59kN5.不组合风荷载时立杆轴向力设计值NN=1.2(NG1K+NG2K)+1.4NQk=1.2(3.00+1.309)+1.42.03=8.01kN立杆的稳定性计算立杆稳定性的计算部位选择脚手架底部。组合风荷载时，由规范公式5.3.1-2N+Mwf验算立杆稳定性 AWN计算立杆段的轴向力设计值；j轴心受压构件的稳定系数，应根据长细比由建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)附表C取值；f钢材的抗压强度设计值；A立杆的截面面积；W截面模量；Mw计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩；Mw=0.851.4Mwk=0.851.4klah210规范公式