2悬臂式脚手架施工方案设计第二次

省人民检察院侦查技术和通讯指挥中心大楼扩建改造项目悬挑式脚手架施工方案编制人： 审核人： 批准人：、新蒲建设集团2012年4月24日悬挑式脚手架施工方案一、工程概况：本工程建设地点位于市汴路与商贸路西北角省人民检察院现侦察技术和通讯指挥中心 大楼东西两侧。本工程单体建筑面积为 18551.00M2基地建筑面积为 934.00M2;其中地上建筑面积17617.00M2,地下建筑面积为 934.00M2;主体高度为63.00M。建筑层数：地下1层，地上16层；耐火等级：地上、地下建筑耐火均为一级；屋面防水等 级：II级。本工程结构类型为框架剪力墙结构、抗震设防烈度为7度。二、编制依据：1、施工设计图纸2、主要规、规程建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规JGJ130-2001建筑结构荷载规GBJ5000 2001冷弯薄臂型钢结构技术规 GBJ18-2002建筑施工高处作业安全技术规 JGJ80-1991安全生产、文明施工手册J84-2001建筑施工安全检查标准(JG-99)三、脚手架搭设方案(一)准备工作：1、人员准备施工操作人员除进行必须的入场教育外，还应按特种作业人员劳动安全管理方法的规定执行，在施工前对操作者做好书面技术交底和安装技术交底2、施工准备1) .搭设前各级工程负责人必须逐级向架设人员与施工人员进行安全技术交底。2) .架料进场A钢管的质量要求与检查标准(1) 钢管、扣件的质量要求与检查钢管的几何尺寸表1钢管类别外径最大长度低压流体输送用焊接钢管（YB234-63）48mm6000mm表2项目检杳项目质量要求新管1产品质量合格证必须具备2钢材质量检验报告3表面质量表面应平直，不应有裂纹、分层、压痕、 划道与硬弯4外径与壁厚允许偏差不得超过0.50mm5端面应平整，两端端面切斜偏差不得1.70mm6防锈处理必须进行防锈处理：镀锌或涂防锈漆旧 管1钢管锈蚀程度应每年检查一次钢管锈蚀深度小于0.50mm2其他项目见新管3、4、5同新管项次3、4、5B扣件的质量要求与检查扣件的技术要求a扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作。b铸件不得有裂纹、气孔；不宜有缩松、砂眼或其他影响使用的铸造缺陷； 并应将影 响外观质量的粘砂、浇帽口残余、披缝、毛刺、氧化皮等清除干净。c扣件与钢管结合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良好。d扣件活动应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mme扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不应小于 5mmf扣件表面应进行防锈处理。扣件质量检验要求表3项次项目要求新扣件1产品质量合格证、生产许可证，专业检测单位测试报告必须具备2表面质量应符合技术要求26条的要求3螺栓不得滑丝旧扣件4同新扣件2、3项次扣件螺栓的拧紧扭力矩达到70Nm时，可锻铸铁扣件不得破坏（二）基本构造和施工要求1.悬挑脚手架基础悬挑式脚手架，从四层楼板开始悬挑，该层标高为12.00米，总高63.00+1.20-12.00=52.20 米，悬挑脚手架总高52.20米，悬挑梁采用国标热轧普通工字钢 116,间距1500。分三次挑出，第一次从四层挑至九层，全高17.50米，第二次从九层挑至十四层，全高17.50米。第三次从十四层挑至十六层顶加 1.20米，全高17.20米。均未超 过悬挑式脚手架安全技术规程中规定的：单挑高度，每道型钢上部架高不宜大于24m共分三次用钢丝绳御荷，第一次御荷从四层底到九层，二次御荷从九层底到十四层。三次 御荷从十四层底到十六层顶。（1）型钢悬挑梁的预埋在建筑物楼层正对脚手架立杆处设置两道预埋，一道设置在离边梁外皮向0.1m处，另一道设置在离边梁外皮向1.9m楼板处。预埋材料采用圆钢直径为 16mm的环。OO小横杆OO剪刀撑O大横杆立杆，工字钢挑梁悬挑脚手架立面图(2) 立杆与型钢的连接。立杆与型钢的连接采用如下做法：在型钢上立杆固定的相应位置预先焊接短钢管或短25钢筋(宜到现场拉通线焊接)。2脚手架的卸荷(1) 悬挑脚手架的卸荷悬挑脚手架第一次御荷从四层底到九层，二次御荷从九层底到十四层。三次搭设楼层高度，每次挑出和卸载时，脚手架必须重新设置悬挑梁，并重新进行搭设。(2) 剪力墙外的悬挑架剪力墙在相对位置预留100X170孔洞，另一端预埋16元钢环。转角处I字钢做放射 状安装。3. 脚手架杆件搭设构造要求(1) 脚手架技术参数脚手架宽1.05m,立杆间距1.50m,立柱离建筑物距离0.30m,步距1.50m。(2) 搭设顺序搭设支撑梁、搭设纵向水平管、搭设横向水平管、搭设抛撑、搭设立柱搭设第二步纵向水平杆、搭设第二步横向水平管2.1脚手架搭设概况悬挑钢梁选16工字钢，工字钢梁外挑长度1.45m,立杆离墙面距离0.3m，外立杆距槽钢悬 挑前端0.1m,并在工字钢梁上表面焊二根长 150200mm勺60X 5的短钢管，外立杆插入 其，并用螺栓紧固，在工字钢梁前端下翼缘用 8圆钢焊D=50的半圆环，用于固定斜拉钢 丝绳。工字钢在结构楼面的搁置长度为 2.0m，全长3.45m.锚环采用20圆钢制成U形， 锚环外露高度大于工字钢截面高度，便于穿入工字钢及楔入木楔。第一个锚环埋置在结构 边框架梁上，第二个锚环埋置在距工字钢搁置后端0.1m处楼板上。A脚手架应设置剪刀撑与横向支撑B脚手架应按规规定设置连续剪刀撑，每道剪刀撑跨越立柱的根数为46根之间。每 道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不小于6m其斜杆与大横杆水平面的倾角宜在 4560之 间。由于建筑平面形状不同，脚手架一个立面总距大于 3000mm、于6000mm勺单独设置交 叉剪刀撑，立面距离小于3000mm勺设置之字型斜撑。C架中每隔6跨设置一道横向支撑，支撑斜杆在 12步由底至上成之字型连续布置。D剪刀撑钢管的搭接长度不得小于 80cm且每一个搭接处使用的旋转扣件不得小于两 个。(3) 连墙件的设置A连墙件设置全部采用钢管拉结B连墙件均匀布置，每个拉结竖向间距不得超过两倍步距，水平间距不得大于三倍纵距。且每个拉结屏蔽的脚手架投影面积不得大于27n2 ;在规定距离如不存在预埋钢管，则 采用钢管夹持墙体作为拉结固定点的办法，使钢管拉结的控制围在规规定的围。C连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直，连墙杆与架体连接可稍下斜，绝对不允许上翘 连墙杆大样连墙杆dOOdl竖 竖向档杆，横向档杆主体结构f(4) 脚手架安全防护A栏杆脚手架外侧设置双栏杆，两道栏杆的高度分别为1.2m和0.6m。B安全网脚手架外围必须用密目安全网全屏蔽，安全网之间的接缝必须用尼龙绳捆扎牢固，不 得有间隙。安全网采用合格密目安全网，设置在脚手架外立杆的侧，且须与脚手架纵向水 平管扎牢。C脚手架离墙间距为200300 mm由于建筑物结构与脚手架本身结构的特殊需要，局部不能满足该要求。故脚手架局部立杆离墙距离会超过300mm必须采用其它措施使脚手架的离墙间距控制在300mm以0(5) 铺设脚手板A脚手架外侧设置挡脚笆，挡脚笆设置在脚手架钢管侧，安全网外侧，竹榀与钢管必 须用16#铁丝捆扎。B脚手板采用竹笆板铺设，与钢管必须用 16#铁丝捆扎，不得有探头板出现。4. 脚手架验收(1) 脚手架每搭设至10m高度进行过程验收。(2) 过程验收包含钢管、扣件的检查，脚手架搭设是否符合规，安全设施承挂情况。(3) 脚手架经过阶段验收后，已验收部分可以投入使用。5. 脚手架的荷载控制(1) 结构施工用时脚手架的荷载控制结构施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过二层，每 层作业荷载不得大于3KN/m。(2) 装饰施工用时脚手架的荷载控制装饰施工用时脚手架施工荷载必须严格控制，同时作业的施工步数不得超过三层，每层作业荷载不得大于2KN/m。三、设计计算3.1计算参数：1. 步距：h=1.5m；2. 立杆纵距：La=1.5m；3. 立杆横距：L=1.05m；4. 作业层数：按装饰施工时n=2计算;5. 连墙件：按两步三跨设置；6. 钢管截面特性：表-1外径壁厚截面积惯性矩截面模量回转半径每米质量(mm)t(mm)A(cm)I(cm4)W(cn3)i(cm)kN/m483.54.8912.195.081.580.0387.116工字型钢截面特性：截面面积 S=26.11 cm(1)型钢截面x轴的净截面抗弯模量：3Wnx=140.9 cm ；(2)型钢截面塑性发展系数：Y x=1.05 ；(3)惯性距：144x=1127X 10 mm；(4)型钢截面弹性模量：E=2.06X 10计血 (5)型钢截面回转半径：ix=6.57 X 10mm(6)型钢截面咼度h=160mm宽度b=88mm翼缘平均厚度t=9.9mmo3.2杆件抗弯强度及挠度计算一、大横杆计算：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 面脚手板和活荷载为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。(1)均布荷载计算值：大横杆自重标准值：P1=0.038 kN/m ；脚手板荷载标准值：P2=0.35 X 1.5 X 1.2/(2 X 1.5)=0.228 kN/m ;活荷载标准值(按结构施工考虑)：Q=3X 1.5 X 1.05/(2 X 1.5) =1.575 kN/m ;静荷载设计值：qi=1.2 X (Pi+P)=1.2 X (0.038+0.228)=0.319 kN/m ;活荷载设计值：q2=1.4 X Q=1.4X 1.575=2.205 kN/m ;（2）大横杆抗弯强度计算：跨中产生最大弯矩和最大挠度时荷载的最不利布置图（图 1）:6 卜fij11 J11 巾! f f I!f f Ji 电uJ-F 1LLL) - 大横杆跨中最大弯矩和最大挠度荷载组合简图(图1)2 2Mmax=0.08 q+0.10 q 2L2 2=0.08 X 0.3 X 1.5 +0.1 X 2.52 X 1.5=0.62 KN m ;支座处出现最大力（弯矩）时，荷载的最不利布置简图（图 2）:II-1ii|rlL1I1 11f1F-1:1ii1fL1r 111!b1LL ( L大横杆支座最大弯矩荷载组合简图(图2)2 2MBmax=-(0.10 q 1L +0.117 q 2L)=-(0.1 X 0.3 X 1.52+0.117 X 2.52 X 1.52) =-0.73 KN m;MBma Mmax,选择MBmax进行强度验算，=M/W=0.73X 106/5080=143.7N/mnfv f=205 N/mm2,满足要求。(3) 大横杆挠度计算(在计算变形时，q1、q2为标准值)：44Vmax=0.667q丄/100EI+0.990 q 2L/100EIq1=0.038+0.2 仁0.248 KN/mq2=1.8 KN/mVmax =(0.667 X 0.248 X 1.54+0.99 X 1.8 X 1.5 )/ (100X 2.06 X 105x 121900) =3.92 mmVmaxV=L/150=10mm,满足要求。、小横杆的抗弯强度及挠度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）荷载计算：小横杆自重标准值：q=0.038KN/m ;大横杆自重标准值：P 1=0.038 X 1.5=0.057KN;脚手板荷载标准值：P 2=0.35 X 1.5 X 1.2/(2 X 1.5)= 0.18KN ;活荷载标准值:Q=3.0X 1.5 X 1.05/(2 X 1.5)=1.58KN ;荷载设计值:P=1.2X (0.057+0.18)+1.4 X 1.58=2.50KN;计算简图(图3)(2)抗弯强度计算：ML=qL2/8+pL/3=0.038 X 1.05 78+2.50 X 1.05/3=0.88 KN m(T =M/W=0.88X 106/5080=173 N/mmv f,满足要求。（3）挠度计算最大挠度为小横杆自重均布荷载与集中荷载最不利分配引起的最大挠度（计算挠度 时，按荷载标准值计算）。q=0.038 kN/m p=0.057+0.18+1.58=1.82 kNVna=5qL4/384EI+pL(3L 2-4L2/9)/72EI=(5 X 0.038 X 1050)/(384 X 2.06 X 105 X 121900)+1.82 X 1050 X (3 X 1050+4X 105079)/(72 X2.06 X 105X 121900) =0.03 mmVmaxV=L/150=7mm且10mm 满足要求。3.3扣件抗滑力计算:纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按下式计算：RW Rd式中：R-纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。Rc-扣件抗滑承载力设计值，取 R=8.0 kN1、荷载值计算：大横杆自重标准值：P 1=0.038 X 1.5=0.057 kN ;脚手板荷载标准值：P2=0.35 X 1.5 X 1.2/2=0.28 kN ;活荷载标准值：Q=3 X 1.5 X 1.05/2=2.36 kN ;荷载设计值：R=1.2 X (0.57+0.28)+1.4 X 2.36=4.32 kN ;单扣件：RW满足要求。当直角扣件的拧紧力矩达40-65 N m时，试验表明：单扣件在12 KN的荷载下会滑动， 其抗滑能力值取8.0 kN。双扣件在20 kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力取 12.0 kN。3.4脚手架荷载标准值计算：作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。1、静荷载Ns计算(1) 立杆自重：N g1=2X 17.50 X 0.038=1.33 kN(2) 大横杆自重：步距数=(17.5)/1.5=12 步N g2=12X 2X 1.5 X 0.038=1.37kN3)小横杆自重：(小横杆靠墙一端至墙装饰面的距离不宜大于100mm)N gf12X 1.35 X 0.038=0.62 kN(4) 扣件自重：(每步架四个扣件)N g12X 4X 0.015=0.72 kN(5) 脚手板自重：(按满铺三层计算，脚手板离墙面距离为120-150mm)N g3X (1.0+0.2) X 1.5 X 0.35=1.89 kN(6) 两小横杆间增加一根小横杆及增加两个扣件自重：N g6=12X 1.35 X 0.038+2 X 0.015=0.65kN(7) 护栏自重：(护栏为外侧每步架中间增设一道大横杆)N g7=12X 1.5 X 0.038=0.68 kN(8) 挡脚板自重：(挡脚板采用杉木板，厚0.02m,高0.18m,5 kN/m 3,0.18kN/m )N gf3X 1.5 X 0.018=0.08 kN(9) 剪刀撑自重：(当剪刀撑与地面夹角为45时，0.54m/m当剪刀撑与地面夹角为60 时，0.44 m/m2)N g尹1.5 X 17.5 X 0.54 X 0.038=0.54 kN(10) 剪刀撑扣件自重：(剪刀撑数量=17.5/6m=3付，每付扣件为14个，旋转扣件重 14.6 N/ 个)N gk=3X 14X 0.015/4=0.16kN(11) 安全网自重：N gh=17.5 X 1.5 X 0.05=1.31 kN(12) 横向支撑体系自重：N g12=12X 2X 0.038+2 X 12X 0.015=1.27 kNN g=NG+NG12=10.62kN为简便计算，在一纵距，外立杆上各所承受的静荷载为静荷载总和的1/2，即: Na =1/2NG=5.31k nN实际上外立杆上因有安全网、剪刀撑、挡脚板等荷载，外立杆上的静荷载大于立杆的 静荷载。2、施工荷载 比计算(按装修时二层同时施工)Nqk = 2 kN/m 2比=1.5 X (1.05+0.2) X 2X 2=7.5 kNN为施工荷载(活荷载)标准值产生的轴向力在一纵距的总和，外立杆各按NQ /2取值，即：NQ =1/2 N q=3.75 kN。N= Ng + No=5.31+3.75=9.06kN.3、风荷载计算(1)风荷载标准值按下式计算：W=0.7 卩 z 卩 s W2式中：W基本风压，地区取 0.45kN/m。卩z风荷载高度变化系数，按离地面高60m地面粗糙度为C类，查表-5，卩 z=1.46。卩s风荷载体型系数，Wd2 V 0.002，卩s=+1.2。2W=0.7 X 1.46 X 1.2 X 0.45=0.55kN/m(2) 考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算：N=1.2 N g+0.85 X 1.4 Nq =1.2 X 5.31+0.85 X 1.4 X 7.5=15.30 KN(3) 风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算：M w=0.85 X 1.4WkLah2/10=0.85 X 1.4 X 0.55 X 1.52X 0.仁0.15 KN m3.5立杆的稳定性计算1、不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算：=N/ AW f=9.06 X 103/ (0.26 X 489) =71.26 N/mm2vf=205 N/mm满足要求。式中：N立杆的轴心压力设计值N=1.2N G +1.4Nq =1.2X5.31+1轴心受压立杆的稳定系数,.4X3.75=11.62 kN由长细比入 =1 o/i查表-8 ,入=260/1.58=164 ,=0.262。l 0-计算长度，由公式 l=Ku h 确定，丨0=1.155 X 1.5 X 1.5=2.6m。K-计算长度附加系数，取K=1.155。卩-计算长度系数，查表-9得卩=1.5。A-立杆净截面面积，A=4.89cm。i-计算立杆的截面面积回转半径，i=1.58cm。W-立杆净截面模量，W=5.08 ent2、考虑风荷载时，立杆的稳定性计算：=N/ A+M/WW fN=1.2 N g +0.85 X 1.4Nq =1.2 X 5.31+0.85 X 1.4 X 3.75=10.83 kN=10.83 X 103/0.262 X 489+0.13 X 106/5.08 X 103=110.16N/mnn R=8 kN（单扣件）不满足要求，需采用双扣件或焊接。3.7工字钢外伸梁计算（1）、绘制计算简图及剖面图、外伸钢梁弯曲强度计算根据GB50017-2003,钢梁按单向受弯计算，钢梁在结构楼面上的搁置长度大于外伸段 长度，计算荷载时，不考虑钢梁自重。1）求支座B处对强轴X-X的最大弯矩：M=N（a+b）+N2bN 1=N=11.62 kNM=11.62 X （1.05+0.3）+11.62 X 0.3=19.17 KN m2）钢梁弯曲强度校核：=Mx / 丫 xWX=19.17 X 10*1.05 X 140.9 X 103）=129 N/mm20.6235当 b 0.6 时，按 b =1.07- 0.282 代替 bb0.282ib=1.07-=0.9472.30=19.17 X 106/(0.947 X 140.9 X 103)=144.59N/mmi vf=215 N/mm2,满足要求。 bWx、外伸钢梁刚度计算在计算刚度时，立杆轴向力N值不考虑分项系数，根据图2: ?工字钢最外点扰度为；N1m2L3EI(3-b/L)=329.06 1013501450、54 X( 3-1350/1450 ) =3.55mm6 2.06 105 1127 1042_ N1b L2=6EI(3- L)=329.06 103001450546 2.06 101127 10X( 3-300/1450 ) =0.24mm? =? 1+? 2=3.79mm1350/400=3.38mm不满足要求，需采用钢丝绳斜拉。钢结构规规定，受弯构件的跨度在验算挠度允许值时，对悬臂和外伸梁为悬伸长度的2 倍。？ =? 1+? 2=3.79mm2X1350/400=6.76满足要求。（5）、支座A处锚环校核（不考虑斜拉钢丝绳的作用）由图2得:2.00而“側 N2a=14.07 仁514.07。亠们 kN=Ra /A T=23.75 kN。Fg钢丝绳的允许拉力（kN）。Fg 钢丝绳的破断拉力，该型号钢丝绳 Fg =184 kN。钢丝绳破断拉力换算系数，由钢丝绳结构表查得：=0.85。K 钢丝绳安全系数，K=6b26.94）查表选用卡环卡环允许荷载 钢丝绳的允许拉力Fg，查表，选用2.7型卡环，使用负荷KN Fg=26.1 KM 安全。