悬挑脚手架施工方案及计算书.docx

1、悬挑脚手架施工方案及计算书目 录一、工程概况： 1二、架体设计、搭设与拆除 22.1扣件式钢管脚手架搭设的基本要求 22.2外架结构构造 22.3外架防护构造 32.4脚手架的拆除时应符合下列规定： 3三、脚手架材质要求 43. 1钢管 43. 2扣件 43. 3脚手板 43. 4连墙件 43. 5安全网 5四、外脚手架的验收、使用与保养 5五、安全管理 6六、计算书 6七、质量保证措施 22八、安全管理制度 22一、工程概况：本工程为博大世纪华庭6#楼，位于焦作市山阳区焦东路北段东侧，工期为365天，要求2011年5月20日开工，2012年5月20日竣工交付使用。该工程由中国建筑技术集团设计

2、， 建筑面积为8443.5M2。地下是一层地下室，地上主体为18层。地下室层高3.6M，地上部位层高均为2.9M，单元组合为一梯两户，地上部分均为住宅。该工程剪力墙结构。由于需要及时进行基础回填土，综合考虑了以往的施工经验，决定采用型钢悬挑脚手架。本方案编制依据：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(GB 50009-2001)、钢结构设计规范(GB 50017-2003)、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。二、架体设计、搭设与拆除2.1扣件式钢管脚手架搭设的基本要求

3、横平竖直，整齐清晰图形一致，平竖通顺，连接牢固，受荷安全，有安全操作空间，不变形，不摇晃。外架搭设时，严格按照规范对材质、搭设顺序的要求进行，遵守安全技术规程对外架搭设的安全操作要求，保证操作人员持证上岗，以确保外架搭设的质量和安全性。2.2外架结构构造本工程悬挑脚手架采用普通型钢悬挑脚手架.架体距离墙面400，架体宽度1200，立杆间距1500，大横杆步距外侧1800，内侧1800。 定距定位。根据构造要求在建筑物四角用尺量出内、外立杆离墙距离，并做好标记；用钢卷尺拉直，根据立杆间距，分出立杆位置。在搭设首层脚手架过程中，沿四周每框架格内设一道斜支撑，拐角处双向增设，待该部位脚手架与主体结构

4、的连墙件可靠拉接后方可拆除。当脚手架操作层高出连墙件两步时，宜先立外排，后立内排。该工程从一层顶(2.850m处)开始搭设扣件式悬挑脚手架，分三次悬挑，第一次悬挑至6层顶（17.350米处），第二次悬挑7层12层（34.750米处），第三次悬挑13层顶层（54.2米处），作为建筑结构施工用外脚手架。在一层和七层、十三层顶板施工时，分别用直径20的钢筋，加工成环埋入结构板中，每道水平工字钢埋设2个钢筋环，并用木楔子塞牢。脚手架与结构的拉接采用刚柔结合方案、所有拉结点水平间距不超过7米，竖向间距不超过2步架，上下的拉接位置必须错开布置，呈“梅花状”，以提高整体稳定性；横行同一排力杆上、下相临的小横

5、杆必须布置在立杆的两侧，即“跳杆布置”。纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两跟相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步、不同跨两个接头在水平方向错开的距离与应小于500。另外在160工字钢钢挑出端设14斜拉钢丝绳作安全储备，钢丝绳斜拉住下层钢挑梁、对脚手架体进行卸载。2.3外架防护构造沿外水平杆内侧满挂18006000的密目安全网，安全网用尼龙绳扎牢，操作层满铺竹夹板，要求铺牢、绑扎结实，无空头板；在拐角、卸料平台口处的脚手板，应与横向水平杆可靠连接，防止滑动；作业时，两个操作层之间应满铺两道竹笆作好防护。在挑架最下层水平杆上应水平满挂安全网，每隔两层满满挂水平网。沿外水平杆内侧高90

6、0mm处设置一道防护栏杆。2.4脚手架的拆除时应符合下列规定：1.拆除作业必须自上而下逐层进行，严禁上下同时作业。2.连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于两步。3.当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，在拆除连墙件。三、脚手架材质要求3. 1钢管1 脚手架钢管采用48mm，壁厚3.5mm；横向水平杆最大长度1800mm，其它杆最大长度6500mm，且每根钢管最大质量不应大于25kg。2 钢管尺寸和表面质量应符合下列规定:新钢管应有质量合格证、质量检查报告；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、

7、毛刺、压痕和深的划道；钢管允许偏差见下表：钢管上禁止打眼。序号项目允许偏差检查工具1焊接钢管尺寸（mm） 外径48壁厚 3.5-0.5游标卡尺2钢管两端面切斜偏差1.7塞尺、拐角尺3钢管外表面锈蚀深度0.50游标卡尺4各种杆件的端部弯曲L1.5m5钢板尺5立杆弯曲 3ml4m4ml6.5m12206水平杆、斜杆的钢管弯曲L6.5m303. 2扣件1扣件式钢管脚手架采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）规定；采用其它材料制作的扣件，应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。2脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭矩达6.5NM时,不得发生破坏。3. 3脚手板

8、脚手板采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板，每块质量不宜大于30kg。3. 4连墙件1.连墙件的材质应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T700）中Q235-A的规定。2经检验合格的构配件应按品种、规格分类，堆放整齐、平稳，堆放场地不得有积水。3应清除搭设场地杂物，平整搭设场地，并使排水畅通。3. 5安全网质量必须符合GB5725-35规定，即外形尺寸为1.86m，每张网的重量应少于15kg/张大于8kg/张，安全网分平网立网两种。立网网目应在2000目（10CMX10CM）以上。 平网要能承受重100kg底面积为2800cm2的模拟人形砂包冲击后，网绳、边绳、系绳都不断裂（允许筋绳断裂），冲击高度

9、10m最大延伸率不超过1.5m。旧网重新使用前，按GB5725-86规定，应全面进行检查，并签发允许使用证明方准使用。四、外脚手架的验收、使用与保养架子工在脚手架分段搭设完成后先进行自检，再经安全员、项目指挥部安全总监、搭设者、使用者共同检查验收，验收合格后，办理验收手续，在脚手架醒目处挂上验收合格的醒目标牌，方可投入使用。在验收脚手架时要特别注意检查扣件的紧固程度，保证扣件螺栓的紧固力矩。使用中的脚手架必须进行日常的保养、检查和维修，定期检查以下项目：1、杆件的设置和连接，连墙件、支撑的构造是否符合要求；2、扣件螺栓是否松动；3、安全防护是否符合要求。脚手架在使用过程中，严禁超载使用，控制同

10、一竖向的操作层不多于两层，并且每层的施工荷载不大于3KN/，即每平方米荷载不大于300。脚手架的日常保养和定期检查，要做好记录。五、安全管理1、脚手架搭设人员必须是经过现行国家标准特殊作业人员安全技术考核管理规则（GB5036）考核合格的架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。2、搭设脚手架人员必须戴好安全帽、系安全带、穿防滑鞋。3、整个高度内用安全网密封，安全网接头处用铁丝连接，最下部包住纵向水平杆，防止坠物。4、严格遵守操作规程，不得违章指挥和违章作业。5、在搭设脚手架时禁止使用不合格材料6、遵守劳动纪律，服从领导和安全、质量检查人员的监督。六、计算书、参数信息:1.脚手架参数双排

11、脚手架搭设高度为51.35 m，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1.2m，立杆的步距为1.8 m；内排架距离墙长度为0.5 m；小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根；采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数 0.80；连墙件布置取两步两跨，竖向间距 3 m，水平间距3 m，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河南焦作市，查荷载规范基本风压为0.400kN/m2，风荷载高度变化系数z为1.

12、000，风荷载体型系数s为1.128；计算中考虑风荷载作用；4.静荷载参数每米立杆承受的结构自重荷载标准值(kN/m):0.1394；脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m):0.150；安全设施与安全网自重标准值(kN/m2):0.005；脚手板铺设层数:3 层；脚手板类别:竹夹板；栏杆挡板类别:栏杆、竹笆片脚手板挡板；5.水平悬挑支撑梁悬挑水平钢梁采用16a号工字钢，其中建筑物外悬挑段长度1.6m，建筑物内锚固段长度 2 m。与楼板连接的拉环直径(mm):20.00；楼板混凝土标号:一至五层C35；六至顶层C30；6.拉绳与支杆参数 悬挑水平钢梁上面采用

13、钢丝绳、下面采用支杆与建筑物联结。钢丝绳安全系数取:6.000；钢丝绳与墙支点距离为(m):3.000；支杆与墙支点距离为(m):3.000；最里面支点距离建筑物 1.2 m,支杆采用 483.5mm钢管。 、小横杆的计算:小横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。按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。1.均布荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.038 kN/m ；脚手板的荷载标准值: P2= 0.351.5/3=0.175 kN/m ；活荷载标准值: Q=31.5/3=1.5 kN/m；荷载的计算值: q=1.20.038+1.20.1

14、75+1.41.5 = 2.356 kN/m； 小横杆计算简图2.强度计算最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，计算公式如下: 最大弯矩 Mqmax =2.3560.82/8 = 0.188 kN.m；最大应力计算值 = Mqmax/W =37.104 N/mm2；小横杆的最大弯曲应力 =37.104 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度计算:最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度荷载标准值q=0.038+0.175+1.5 = 1.713 kN/m ； 最大挠度 = 5.01.7138004/(3842.06105121900)=0.36

15、4 mm；小横杆的最大挠度 0.364 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 800 / 150=5.333 与10 mm，满足要求！ 、大横杆的计算:大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。1.荷载值计算小横杆的自重标准值: P1= 0.0380.8=0.031 kN；脚手板的荷载标准值: P2= 0.350.81.5/3=0.14 kN；活荷载标准值: Q= 30.81.5/3=1.2 kN；荷载的设计值: P=(1.20.031+1.20.14+1.41.2)/2=0.942 kN； 大横杆计算简图2.强度验算最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不

16、利分配的弯矩和。 均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.080.0381.51.5=0.007 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.2670.9421.5= 0.377 kN.m；M = M1max + M2max = 0.007+0.377=0.384 kN.m最大应力计算值 = 0.384106/5080=75.661 N/mm2；大横杆的最大应力计算值 = 75.661 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 f=205 N/mm2，满足要求！3.挠度验算最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和,单位:mm

17、；均布荷载最大挠度计算公式如下: 大横杆自重均布荷载引起的最大挠度： max= 0.6770.03815004 /(1002.06105121900) = 0.052 mm；集中荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：小横杆传递荷载 P=（0.031+0.14+1.2）/2=0.685kN = 1.8830.68515003/ ( 100 2.06105121900) = 1.734 mm；最大挠度和：= max + pmax = 0.052+1.734=1.787 mm；大横杆的最大挠度 1.787 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500 / 150=10与1

18、0 mm，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，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。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(规范5.2.5): R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值,取6.40 kN；R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；小横杆的自重标准值: P1 = 0.0380.82/2=0.031 kN；大横杆的自重标准值: P2 = 0.0381.5=0.058 kN；脚手板的自重标准值: P3 = 0.350.81.5/2=0.21 kN；活

19、荷载标准值: Q = 30.81.5 /2 = 1.8 kN；荷载的设计值: R=1.2(0.031+0.058+0.21)+1.41.8=2.878 kN；R 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 、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0.1394kN/m NG1 = 0.1394+(0.802/2)0.038/1.5019.00 = 3.038kN；(2)脚手板的自重标准值；采用竹夹板，标准值为0.35kN/m2 NG2= 0.3531.5(0.8+0.7)/2 = 1.22

20、1 kN；(3)栏杆与挡脚手板自重标准值；采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15kN/m NG3 = 0.1531.5/2 = 0.337 kN；(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网；0.005 kN/m2 NG4 = 0.0051.519 = 0.143 kN；经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.738 kN；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= 30.81.52/2 = 3.6 kN；风荷载标准值按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规

21、范(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.4 kN/m2； Uz - 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= 1 ； Us - 风荷载体型系数：取值为1.128；经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.411.128 = 0.316 kN/m2；不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.24.738+ 1.43.6= 10.726 kN；考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.24.738+ 0.851.43.6= 9.97 kN；

22、风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.850 1.40.3161.5 1.52/10 = 0.127 kN.m；、钢丝绳卸荷计算钢丝绳卸荷按照完全卸荷计算方法。在脚手架全高范围内卸荷2次；吊点选择在立杆、小横杆、大横杆的交点位置；以卸荷吊点分段计算。第1 次卸荷净高度为6m;第2 次卸荷净高度为6m; 经过计算得到a1=arctg3.000/(0.800+0.750)=62.676度a2=arctg3.000/0.750=75.964度第1次卸荷处立杆轴向力为：P1 = P2 = 1.510.7266/19 =5.081 kN；kx为不均匀

23、系数，取1.5 各吊点位置处内力计算为(kN)：T1 = P1/sina1 = 5.081/0.888 = 5.719 kNT2 = P2/sina2 = 5.081/0.970 = 5.237 kNG1 = P1/tana1 = 5.081/1.935 = 2.625 kNG2 = P2/tana2 = 5.081/4.000 = 1.270 kN其中T钢丝绳轴向拉力，G钢丝绳水平分力。卸荷钢丝绳的最大轴向拉力为Fg= T1 =5.719 kN。钢丝绳的容许拉力按照下式计算： 其中Fg- 钢丝绳的容许拉力(kN)； Fg - 钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)， 计算中可以近似计算Fg=0.5

24、d2，d为钢丝绳直径(mm)； - 钢丝绳之间的荷载不均匀系数，取0.82； K - 钢丝绳使用安全系数。计算中Fg取 5.719kN，=0.82，K=6，得到：选择卸荷钢丝绳的最小直径为：d =(25.7196.000/0.820)0.5 = 9.1 mm。吊环强度计算公式为： = N / A f其中 f - 吊环钢筋抗拉强度，混凝土结构设计规范规定f = 50 N/mm2； N - 吊环上承受的荷载等于Fg； A - 吊环截面积，每个吊环按照两个截面计算,A=0.5d2；选择吊环的最小直径要为：d =(2Fg/f/)0.5 =（25.719103/50/3.142）0.5 = 9 mm。第

25、1次卸荷钢丝绳最小直径为 9.1 mm，必须拉紧至 5.719 kN，吊环直径为 9 mm。根据各次卸荷高度得：第2次卸荷钢丝绳最小直径为 9.1 mm，必须拉紧至 5.719 kN，吊环直径为 9 mm。、立杆的稳定性计算: 立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N = 9.977/19 =3.673 kN；计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；计算长度附加系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： k = 1.155 ；计算长度系数参照扣件式规范表5.3.3得 ： = 1.5 ；计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.599 m；长细比: L0/i = 16

26、4 ；轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.262立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2；立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205 N/mm2； = 3673.163/(0.262489)+126849.24/5080 = 53.64 N/mm2；立杆稳定性计算 = 53.64 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205 N/mm2，满足要求！、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0风荷载标准值 Wk = 0.316 kN/m2；每个连墙件的覆盖面积内

27、脚手架外侧的迎风面积 Aw = 9 m2；按规范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= 5.000 kN；风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算：Nlw = 1.4WkAw = 3.98 kN；连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 8.98 kN；连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = Af其中 - 轴心受压立杆的稳定系数； 由长细比 l/i = 750/15.8的结果查表得到 =0.861，l为内排架距离墙的长度；又： A = 4.89 cm2；f=205 N/mm2；连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.8614.8910-4

28、205103 = 86.311 kN；Nl = 8.98 Nf = 86.311,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。由以上计算得到 Nl = 8.98小于双扣件的抗滑力 12.8 kN，满足要求！ 连墙件扣件连接示意图、悬挑梁的受力计算:悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。悬臂部分受脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。 本方案中，脚手架排距为800mm，内排脚手架距离墙体750mm，支拉斜杆的支点距离墙体为 1200mm，水平支撑梁的截面惯性矩I = 866.2 cm4，截面抵抗矩W = 108.3 cm3，截面积A = 21.95 cm2。受脚

29、手架集中荷载 P=(1.24.738 +1.43.6)7/19= 3.952 kN；水平钢梁自重荷载 q=1.221.950.000178.5 = 0.207 kN/m； 悬挑脚手架示意图 悬挑脚手架计算简图经过连续梁的计算得到 悬挑脚手架支撑梁剪力图(kN) 悬挑脚手架支撑梁弯矩图(kN.m) 悬挑脚手架支撑梁变形图(mm)各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为：R1 = 7.71 kN； R2 = 0.784 kN； R3 = 0.156 kN。 最大弯矩 Mmax= 1.4 kN.m；最大应力 =M/1.05W+N/A= 1.4106 /( 1.05 108300 )+ 3.952103 / 2195 = 14.11 N/mm2；水平支撑梁的最大应力计算值 14.11 N/mm2 小于 水平支撑梁的抗压强度设计值 215 N/mm2,满足要求！、悬挑梁的整体稳定性计算: 水平钢梁采用16a号工字钢,计算公式如下 其中b - 均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算： b = 570 1063 235 /( 1200160235) = 1.87由于b大于0.6，查钢结构设计规范(GB50017-2003)附表B，得到 b值为0.919。经过计算得到最大应力 = 1.4106 /( 0.919108300 )= 14.