8号公馆悬挑架施工方案.docx

1、8号公馆悬挑架施工方案中海八号公馆项目A标工程悬挑架专项施工方案编制人：范春锋审核人：程志荣编制单位： 中厦建设集团有限公司编制日期： 2013年6月一、工程概括： 中海国际社区616地块8号公馆项目位于苏州市工业园区，东侧为星塘街，南侧为中新大道，西侧为疏璃街、北为在建乐龄公寓。8 号公馆工程包括11栋地下2层、地上27层的高层住宅，7栋地下2层、地上9层的高层住宅，4栋地下2层、地上11层的高层住宅，11栋地下1层、地上9层。1 栋地下1层、地上11层的小高层住宅及地下车库；配电房、垃圾站、门卫房等配套设施土建工程，总建筑面积约为27.5万平方米。我司承建的楼号为：20#、21#、22#、

2、25#、26#、27#、28#、29#、30#、31#、32#、33#、35#、36#、37#、38#、39#楼及北边地库ANCJ/144轴。总建筑面积约为14万平方米。其中，20#、21#、26#、27#、33#、39#为地上27层，29#、38#楼为地上十一层，25#、28#、30#、31#、32#、33#、35#、36#、37#楼为地上9层。二、材料及施工工具准备 1. 材料准备 482.75mm钢管、密目安全立网、安全平网、扣件、防锈漆、脚手板、18#工字钢（一头端部80mm处及相隔一米处各焊一25100mm高钢筋头）、10#工字钢、20（18）钢丝绳、绳卡等。 2. 施工工具准备 施

3、工中，需准备的施工机具有：安全带、安全带、扳手等。三、结构脚手架施工1. 结构外架设计钢管脚手架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。本工程施工至地上结构正处于回填施工阶段，且工期较紧，而地上结构外墙施工必须有脚手架，故考虑9层结构的楼号在4层以上开始悬挑架，6层一挑，在4层面设置出挑工字钢；11层结构的楼号从2层以上开始悬挑架(其中38#楼从5层面开始)，6层一挑，在2层面、7层面设置出挑工字钢；27层结构的楼号33#、39#从2层以上开始悬挑架，6层一挑，在2层面、8层面、14层面、19层面、23层面设置出挑工字钢；20#、21#、26#、27#从4层以

4、上开始悬挑架，6层一挑，在4层面、10层面、16层面、22层面设置出挑工字钢；出挑材料均采用18#工字钢，立杆和横杆材料采用482.75mm钢管。6层挑搭设高度为17.4米(层高2.9米*6=17.4米且不得高于20米)，具体参数如下： 工字钢横向间距 1.5m 立杆纵距 1.5m 立杆横距 1m 大横杆步距 1.8m 内排立杆距结构距离 0.25m 小横杆端距结构距离 0.25m 小横杆在一个立杆跨内均匀搭在大横杆上（间距500mm） 与结构连接 水平、竖向距离4.5m 脚手板铺设层数 2层 操作层数 2层 施工均布荷载 3.0kN/m2 单立杆高度 9-11步 普工18#特性： 截面高度H

5、=180mm 截面宽度B=94mm 翼缘厚度tf=10.7mm 腹板厚度tw=6.5mm 截面面积A=3074mm2 惯性矩Ix=16990000mm4 截面模量Wx=185400mm32. 施工工艺2.1 施工流程：在设置挑架层的楼板砼施工前在结构边埋设钢筋地锚（地锚留设尺寸见上图）摆放工字钢摆放扫地杆（贴近工字钢的大横杆）逐根树立立杆，随即与扫地杆扣紧，立杆插在25钢筋头上，接头位置必须错开装扫地小横杆并与立杆或扫地杆扣紧安装第一步大横杆（与各立杆扣紧）安装第一步小横杆每二步大横杆第二步小横杆加设临时斜撑杆（上端与第二道大横杆扣紧，在装设两道连接杆后可拆除）第三、四步大横杆和小横杆连墙杆接

6、立杆加设剪刀撑铺脚手板，挂安全网、踢脚板2.2 连墙件采用2步2跨，竖向间距2.90米，水平间距3.60米。脚手架上部未设置柱点的自由高度不得大于6米，连接点直接用短钢管将架子连接在结构梁上，在浇筑砼前必须预埋。2.3 每层架子的外侧面用1.86米安全网完全封闭。在悬挑工字钢下设一道水平大格安全网，伸至纵立杆距墙部位，固定于结构梁上。在起挑层上一层加设一道架子外挑安全网，防止高空落物。2.4 脚手架外侧面满设剪刀撑，每隔四个立杆间距搭设一道，剪刀撑的斜杆与水平面的交角为45度。2.5 脚手架左右相邻立杆和上下相邻大横杆的接头应相互错开于不同的构架框格内，且间距大于1000mm。2.6 小横杆设

7、于双立杆之间，搭于大横杆之上，保证每根小横杆距结构边0.25m并用直角扣件扣紧。2.7 大横杆与双立杆中的两根立杆都必须用直角扣件连接牢固。2.8 脚手架应从一个角部开始，并向两边交圈搭设。2.9 悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，悬挑部位超过内端1.25倍时采用斜撑并另设置钢丝绳与建筑物拉结。四、脚手架受力计算（一）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，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。 1.均布荷载值计算 大横杆的自重标准值 P1=0.036kN/m 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.000/3=0.050kN/m

8、 活荷载标准值 Q=2.0001.000/3=0.667kN/m 静荷载的计算值 q1=1.20.036+1.20.050=0.103kN/m 活荷载的计算值 q2=1.40.667=0.933kN/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) 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯矩计算公式如下: 跨中最大弯矩为 M1=(0.080.103+0.100.933)1.4002=0.199kN.m 支座最大弯矩计算公式如下: 支座最大弯矩为 M2=-(0.100.103+0.1170.933)1.4002=-

9、0.234kN.m 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =0.234106/4248.0=55.118N/mm2 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.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 计算公式如下: 静荷载标准值q1=0.036+0.050=0.086kN/m 活荷载标准值q2=0.667kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.086+0.9900.667)1400.04/(1002.06105101950.0)=1.313mm 大横杆的最大挠度小于1400.0/150与10mm,满足要求! （ 二）小横杆的计

10、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。 1.荷载值计算 大横杆的自重标准值 P1=0.0361.400=0.050kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0001.400/3=0.070kN 活荷载标准值 Q=2.0001.0001.400/3=0.933kN 荷载的计算值 P=1.20.050+1.20.070+1.40.933=1.450kN 小横杆计算简图 2.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: 集中荷载最大

11、弯矩计算公式如下: M=(1.20.036)1.0002/8+1.4501.000/3=0.489kN.m =0.489106/4248.0=115.057N/mm2 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.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均布荷载最大挠度计算公式如下: 集中荷载最大挠度计算公式如下: 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度 V1=5.00.0361000.004/(3842.060105101950.000)=0.02mm 集中荷载标准值P=0.050+0.070+0.933=1.053kN 集中荷载标准值最不利分配引起的

12、最大挠度 V2=1053.0331000.0(31000.02-41000.02/9)/(722.06105101950.0)=1.780mm 最大挠度和 V=V1+V2=1.802mm 小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求! （三）扣件抗滑力的计算 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8.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 1.荷载值计算 横杆的自重标准值 P1=0.0361.000=0.036kN 脚手板的荷载标准值 P2=0.1501.0001.400

13、/2=0.105kN 活荷载标准值 Q=2.0001.0001.400/2=1.400kN 荷载的计算值 R=1.20.036+1.20.105+1.41.400=2.129kN 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取16.0kN； （四）脚手架荷载标准值 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(kN/m)；本例为0.0998 NG1 = 0.10020.300=

14、2.027kN (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.15 NG2 = 0.150111.400(1.000+0.400)/2=1.617kN (3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；本例采用栏杆、竹笆片脚手板挡板，标准值为0.15 NG3 = 0.1501.40011/2=1.155kN (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.40020.300=0.142kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 4.941kN。 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按

15、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 = 2.00021.4001.000/2=2.800kN 风荷载标准值应按照以下公式计算 wk=zswo 其中 W0 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录表D.4的规定采用：W0 = 0.30 Uz 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)附录表7.2.1的规定采用：Uz = 2.09 Us 风荷载体型系数：Us = 1.134 经计算得到，风荷载标准值Wk = 0.302.091.134 = 0.711kN/m2。 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

16、 N = 1.2NG + 0.91.4NQ 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.24.941+0.91.42.800=9.457kN 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 经过计算得到，底部立杆的最大轴向压力N=1.24.941+1.42.800=9.849kN 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式 MW = 0.91.4Wklah2/10 其中 Wk 风荷载标准值(kN/m2)； la 立杆的纵距 (m)； h 立杆的步距 (m)。 经过计算得到风荷载产生的弯矩 Mw=0.91.40.6071.4001.8001.800/10=0.3

17、47kN.m （五）立杆的稳定性计算 1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=9.849kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.5001.800=3.118m； A 立杆净截面面积，A=3.974cm2； W 立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； 由长细比，为3118/16=195； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191； 钢管立杆受

18、压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =9849/(0.19397)=129.456N/mm2； f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2； 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! 2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N=9.261kN； i 计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm； k 计算长度附加系数，取1.155； u 计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.500； l0 计算长度 (m),由公式 l0 = kuh 确定，l0=1.1551.5001.800=3.118m； A 立杆净截面面积，A=3.974cm2； W

19、立杆净截面模量(抵抗矩),W=4.248cm3； 由长细比，为3118/16=195； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 的结果查表得到0.191； MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩，MW=0.328kN.m； 钢管立杆受压强度计算值 (N/mm2)；经计算得到 =9261/(0.19397)+328000/4248=198.890N/mm2； f 钢管立杆抗压强度设计值，f=205.00N/mm2； 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算 f,满足要求! （六）连墙件的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。连墙拉筋用112钢丝绳拉到剪力墙上,顶撑用4

20、82.75钢管，水平距离3.6m，竖向距离为3.0米。由风荷载产生的连墙件轴向力设计值：N1w=1.4k Aw=1.40.3674635.4=8.334KN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=8.334+5=13.334KN112钢丝绳的承载力：N=fys=2103.1452=16.485KNN1w=13.334KN，所以连墙件拉筋用112钢丝绳满足要求。根据建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范可知，一个直角或旋转扣件的抗滑设计值为8.00KN。由此可见，在两步两跨内采用482.75 钢管固定在内立杆上，同时每个结点需要

21、两个直角或旋转扣件同时工作（也就是每个结点的抗滑力满足16.00 KN）。 （七）悬挑梁的受力计算 悬挑脚手架按照带悬臂的单跨梁计算 悬出端C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。 悬臂单跨梁计算简图 支座反力计算公式 支座弯矩计算公式 C点最大挠度计算公式 其中 k = m/l,kl = ml/l,k2 = m2/l。 本工程算例中，m = 1500mm，l = 1500mm，ml = 400mm，m2 = 1400mm； 水平支撑梁的截面惯性矩I = 1660.00cm4，截面模量(抵抗矩) W = 185.00cm3。 受脚手架作用集中强度计算荷载 N=9.85kN

22、水平钢梁自重强度计算荷载 q=1.230.600.00017.8510=0.29kN/m k=1.50/1.50=1.00 kl=0.40/1.50=0.27 k2=1.40/1.50=0.93 代入公式，经过计算得到 支座反力 RA=32.382kN 支座反力 RB=-11.819kN 最大弯矩 MA=18.053kN.m 抗弯计算强度 f=18.053106/(1.05185000.0)=92.934N/mm2 水平支撑梁的抗弯计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 受脚手架作用集中计算荷载 N=4.94+2.80=7.74kN 水平钢梁自重计算荷载 q=30.600.00017.8

23、510=0.24kN/m 最大挠度 Vmax=5.685mm 按照钢结构设计规范(GB50017-2013)附录A结构变形规定，受弯构件的跨度对悬臂梁为悬伸长度的两倍，即3000.0mm 水平支撑梁的最大挠度小于3000.0/400,满足要求! （八）悬挑梁的整体稳定性计算 水平钢梁采用16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，查表钢结构设计规范(GB50017-2013)附录B得到： b=2.00 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2013)附录B其值b=1.07-0.282/b=0.929 经过计算得到强度 =18.05106/(0.9291

24、85000.00)=105.04N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求! （九）锚固段与楼板连接的计算 1.水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下： 水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=11.819kN 水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为 其中f为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照混凝土结构设计规范10.9.8f = 50N/mm2； 所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径 D=118194/(3.1416502)1/2=13mm 水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。 2.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，

25、螺栓粘结力锚固强度计算如下： 锚固深度计算公式 其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 11.82kN； d 楼板螺栓的直径，d = 16mm； fb 楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，计算中取1.5N/mm2； h 楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到 h 要大于11818.83/(3.1416161.5)=156.8mm。 3.水平钢梁与楼板压点如果采用螺栓，混凝土局部承压计算如下： 混凝土局部承压的螺栓拉力要满足公式 其中 N 锚固力，即作用于楼板螺栓的轴向拉力，N = 11.82kN； d 楼板螺栓的直径，d = 16mm； b 楼板内的螺栓锚板边长，b=5d=8

26、0mm； fcc 混凝土的局部挤压强度设计值，计算中取0.95fc=13.59N/mm2； 经过计算得到公式右边等于84.2kN 楼板混凝土局部承压计算满足要求!（十）悬挑式脚手架阳角型钢的验算 阳角型钢示意图 阳角型钢计算简图 1、型钢受力计算 受脚手架作用的联梁传递集中力 P=9.80kN 水平钢梁自重荷载 q=1.230.600.00017.8510=0.29kN/m 经过连续梁的计算得到 阳角型钢支撑梁剪力图(kN) 阳角型钢支撑梁弯矩图(kN.m) 阳角型钢支撑梁变形图(mm) 型钢支点的的支撑力为8.225kN 型钢固接处的支撑力为12.932kN 型钢最大弯矩 Mmax=6.93

27、9kN.m 图中距离|MP|=(2.7002.700+0.1000.100+2.7000.1001.414+3.6003.600)1/2=4.543m 图中角度 MPQ=arcsin(3.600/4.543)=0.915 图中角度 OPQ=arctg(0.042/2.700)=0.016 每根支撑杆的压力 T=8.225/2/sin(0.915)=5.190kN 水平型钢的轴向力 N=25.190cos0.915cos0.016=6.331kN 型钢抗弯计算强度 f =M/1.05W+N/A=6.939106/(1.05185000.0)+6.3311000/3060.0=37.790N/mm

28、2 型钢计算强度小于215.0N/mm2,满足要求! 2、型钢整体稳定性计算 水平型钢采用18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，查表钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B得到： b=1.51 由于b大于0.6，按照钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B其值b=1.07-0.282/b=0.883 经过计算得到强度 =6.94106/(0.883185000.00)=42.47N/mm2； 水平钢梁的稳定性计算 f,满足要求! 3、支杆的强度计算 斜压支杆的轴力 R=5.190kN 下面压杆以10号槽钢计算，斜压杆的容许压力按照下式计算： 其中

29、 N 受压斜杆的轴心压力设计值，N = 5.19kN； 轴心受压斜杆的稳定系数,由长细比l/i查表得到=0.07； i 计算受压斜杆的截面回转半径，i = 1.41cm； l 受最大压力斜杆计算长度，l = 4.54m； A 受压斜杆净截面面积，A =12.74cm2； 受压斜杆受压强度计算值，经计算得到结果是 57.78 N/mm2； f 受压斜杆抗压强度设计值，f = 205N/mm2； 受压斜杆的稳定性计算 f,满足要求! 斜撑支杆采用焊接方式与墙体预埋件连接，对接焊缝强度计算公式如下 其中 N为斜撑支杆的轴向力，N=5.190kN； lw为斜撑支杆件的周长，取381.40mm； t为斜撑支杆的厚度，t=5.30mm； ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取185.0N/mm2； 经过计算得到焊缝抗拉强度 = 5189.97/(381.405.30) = 2.57N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算